ژئوممبران چیست؟

روش‌های مختلفی برای عایق‌کاری و ضدآب کردن سازه‌ها وجود دارد. یکی از روش‌های مدرن، پرکاربرد و بسیار مقاوم، استفاده از ورق ‌های ژئوممبران است. ژئوممبران انواع گوناگونی دارد و می‌توان از آن در بخش‌های مختلف از جمله آب بندی استخر، مخازن، فاضلاب و… استفاده کرد. در این مقاله می‌خواهیم ویژگی‌ های ژئوممبران، انواع و مزایای آن را بررسی کنیم. با ادامه این مطلب ما را همراهی کنید.

عایق ژئوممبران چیست؟

ژئوممبران نوعی آستر غشایی مصنوعی است که مقاومت بالایی در برابر رطوبت و گازها دارد. این عایق مقاوم و نفوذناپذیر کاربردهای زیادی دارد و در صنایع مختلف از آن استفاده می‌شود. انعطاف‌پذیری بالای عایق ژئو ممبران موجب شده است که به یکی از پرطرفدارترین روش‌های ضدآب کردن سازه‌ها تبدیل شود. انعطاف‌پذیری انواع ورق های ژئوممبران بسیار بالا است و به همین دلیل به راحتی می‌توان از آنها در جاهای مختلف استفاده کرد یا آن‌ها را به هم چسباند و سطح پهن‌تری از سازه را پوشش داد. 

ژئوممبران از چه موادی ساخته می‌شود؟

می‌توان گفت که اصلی‌ترین ماده ژئوممبران، پلیمر است. افزودنی‌های مختلفی می‌توان به پلیمر اضافه کرد و انواع ورق ژئوممبران را تولید کرد. این افزودنی‌ها شامل آنتی‌اکسیدان‌ها، نرم‌کننده‌ها، پرکننده‌ها، کربن سیاه و روان‌کننده‌ها و… می‌شوند. به عنوان مثال، ژئوممبران‌های HDPE از ۹۵ تا ۹۸٪ رزین پلیمری، ۱ تا ۲٪ کربن سیاه برای مقاومت در برابر اشعه ماورای بنفش و ۱ تا ۲٪ آنتی‌اکسیدان‌ها یا تثبیت‌کننده‌ها تشکیل شده‌اند.

همچنین رزین خام، با چگالی ۰.۹۱۸ تا ۰.۹۶۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب، در دماهای بین ۱۹۰ تا ۲۳۰ درجه سانتیگراد ذوب شده و سپس به ورق‌هایی با ضخامت بین ۰.۲ تا ۳ میلی‌متر و عرض ۵ تا ۱۰ متر تبدیل می‌شود. افزودنی‌هایی مانند کربن سیاه برای افزایش دوام بسیار مهم هستند و طبق استانداردهای ASTM D4329، عمر مفید ژئوممبران‌ها را به ۵۰ تا ۱۰۰ سال افزایش می‌دهند. این مواد اولیه از طریق روش‌هایی مانند اکستروژن، کلندرینگ و… به ورق‌هایی با عرض و ضخامت‌های مختلف تبدیل می‌شوند.

ویژگی‌های ورق ژئوممبران چیست؟

ورق‌های ژئوممبران نفوذپذیری بسیار پایین دارند و با دوام بالا، گزینه‌ای ایده‌آل برای ایزولاسیون محیط‌های حساس به آب و مواد شیمیایی هستند. از جمله:

• نفوذپذیری بسیار پایین
• دوام بالا
• طول عمر زیاد (۵۰ تا ۱۰۰ سال)
• مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی مثل اسیدها، قلیاها، نمک‌ها و هیدروکربن‌ها
• مقاوم در برابر اشعه ماورای بنفش و حرارت
• انعطاف‌پذیری بالا
• مقرون به‌صرفه‌بودن
• استحکام کششی بالا
• مقاومت بالا در برابر سوراخ شدن، ضربه و سایش

کاربرد ژئوممبران

ژئوممبران برای پوشش محل دفن زباله، استخرها، کانال‌های آبیاری و سایر پروژه‌ها به منظور عایق رطوبتی و جلوگیری از نشت آب و مواد شیمیایی استفاده می‌شود در ادامه به مهم‌ترین کاربردهای ژئوممبران اشاره می‌کنیم:

• پوشش محل دفن زباله و جلوگیری از آلوده شدن خاک و آب‌های زیرزمینی توسط شیرابه
• صنعت معدن
• استخرها
• مخازن
• کانال‌های آبیاری
• سیستم‌های آبزی‌پروری
• تأسیسات تصفیه فاضلاب
• زیرساخت حمل و نقل و جاده‌ها 
• ذخیره‌سازی مواد شیمیایی صنعتی
• پوشش‌های شناور برای مخازن، حوضچه‌ها و تالاب‌های تصفیه فاضلاب
• ساخت سد
• ایزوله کردن تونل‌ها
• ایزوله‌سازی معدن
• غشای فونداسیون در ساخت‌وسازها

مزایای ورق ژئوممبران چیست؟

استفاده از ژئوممبران مزایای زیادی را به همراه دارد، از جمله:

• حفاظت از محیط‌زیست با جلوگیری از نشت شیرابه و مواد شیمیایی به خاک و آب‌های زیرزمینی
• عمر زیاد
• تطبیق‌پذیری
• سهولت نصب
• قیمت مناسب
• نفوذناپذیری
• مقاومت شیمیایی
• کاهش هزینه‌های نگهداری در درازمدت

انواع ورق‌های ژئوممبران

ورق‌های ژئوممبران را با توجه به پلیمری که از آن ساخته شده‌اند، می‌توان به انواع مختلف دسته‌بندی کرد. هر کدام از انواع ژئوممبران ویژگی‌ها و کاربرد‌های خاص خود را دارند. در این بخش انواع ژئوممبران را معرفی می‌کنیم:

ژئوممبران HDPE

می‌توان گفت که HDPE یا ژئوممبران سنگین، پرکاربردترین و بهترین نوع ورق ژئوممبران است. این ورق از پلی‌اتیلن با چگالی بالا ساخته شده است. دوام و مقاومت شیمیایی بسیار بالایی دارد. ژئوممبران‌های HDPE معمولاً دارای ضخامت ۰.۵ تا ۳ میلی‌متر و عرض ۵.۸ تا ۸ متر هستند. از دیگر ویژگی‌های ژئوممبران HDPE می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقاومت در برابر اشعه ماورای بنفش
• مقاوم در برابر نوسانات دما
• نفوذناپذیر در برابر آب و گاز 
• طول عمر طولانی
• عدم نیاز به نگهداری‌های خاص
• مقاومت کششی بالا (۲۰ تا ۴۰ کیلونیوتن بر متر)
• مناسب برای پوشش حوضچه‌ها و کانال‌ها، محل دفن زباله و مخزن
• مناسب پوشش‌های ضد آب و ضدخوردگی روی بتن، آجر و فلزات

ژئوممبران LLDPE

ژئوممبران سبک یا LLDPE که از پلی‌اتیلن کم‌چگالی خطی ساخته می‌شود، انعطاف‌پذیری و خاصیت ارتجاعی زیادی دارد. معمولاً از LLDPE در پروژه‌هایی استفاده می‌شود که خاک در حال نشست است یا در پروژه نیاز به انطباق با سطوح ناهموار (مثل ساخت حوضچه) وجود دارد. کشیدگی این نوع از ژئوممبران می‌تواند به ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ درصد برسد و ضخامت معمول آنها از ۰.۵ تا ۲ میلی‌متر متغیر است. از دیگر ویژگی‌های LLDPE می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استحکام و دوام بالا
• مقاومت در برابر اشعه ماورای بنفش و دمای پایین
• انعطاف‌پذیری بیشتر نسبت به HDPE
• مناسب کاربری صنعتی مثل مهار زباله‌های حیوانی و زیست‌محیطی و مخازن ذخیره‌سازی مایع

ژئوممبران PVC

ژئوممبران‌های پلی‌وینیل کلراید (PVC) مواد ضد آب ترموپلاستیکی هستند که از وینیل، نرم‌کننده‌ها و تثبیت‌کننده‌ها تشکیل شده‌اند. از مهم‌ترین ویژگی‌های ژئوممبران PVC می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقاومت در برابر پارگی، سایش و سوراخ شدن
• بسیار انعطاف‌پذیر
• نصب آسان حتی در پیکربندی‌های پیچیده
• مقاومت شیمیایی عالی
• جلوگیری از ورود آلاینده‌ها به منابع آب
• مقرون به صرفه
• مناسب کاربری موقت
• طول عمر کوتاه‌تر نسبت به دیگر انواع ژئوممبران

ژئوممبران EPDM

ژئوممبران اتیلن پروپیلن دین مونومر (EPDM) بافتی لاستیک مانند دارد. این نوع از ژئوممبران معمولاً ضخامتی بین ۰.۵ تا ۱.۵ میلی‌متر دارد و به دوام بالا و مقاومت در برابر اشعه ماورای بنفش معروف است. از دیگر ویژگی‌های ژئوممبران EPDM می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• انعطاف‌پذیری بالا
• مقاومت بالا در برابر شرایط آب و هوایی سخت
• مناسب سدسازی، محوطه‌سازی، حوضچه‌های تزیینی
• عمر طولانی
• مقاومت شیمیایی خوب

ژئوممبران RPP

ژئوممبران‌ پلی‌پروپیلن تقویت‌شده (RPP)، ورق‌های تقویت‌شده با پلی‌استر هستند که انعطاف‌پذیری بالایی دارند. در ادامه به دیگر ویژگی‌های ژئوممبران RPP اشاره می‌کنیم:

• مقاوم در برابر اشعه ماورای بنفش
• مقاومت شیمیایی عالی
• مقاوم در برابر ترک‌خوردگی ناشی از هوازدگی
• مناسب مصارف شهری

ژئوممبران TRP

ژئوممبران TRP از پلی‌اتیلن تقویت‌شده ساخته می‌شود. این نوع از ژئوممبران مناسب مهار طولانی‌مدت آب و دفع زباله‌های صنعتی است. ویژگی‌های TRP عبارت‌اند از:

• مقاومت بالا در برابر سوراخ شدن
• مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی
• مقاوم در برابر اشعه ماورای بنفش

تفاوت انواع ورق های ژئوممبران

در جدول زیر می‌توانید تفاوت انواع ژئوممبران را مشاهده کنید:

چگونه بهترین ژئوممبران را برای پروژه انتخاب کنیم؟

همان طور که مطالعه کردید، ژئوممبران انواع مختلفی دارد. انتخاب ژئوممبران باید با دقت و بر اساس مشخصات پروژه، شرایط محلی و عوامل محیطی انجام شود. برای این که بتوانید بهترین نوع آن را انتخاب کنید، باید نکات زیر را در نظر بگیرید:

• هدف پروژه چیست؟ مهار زباله‌های خطرناک؟ ذخیره آب؟ و…
• سازگاری شیمیایی همانند قرارگیری در معرض محیط‌های اسیدی/قلیایی
• سازگاری دمایی
• ارزیابی عمر مفید مورد نیاز پروژه
• نیاز به قابلیت ضد نشت
• خواص ضدلغزشی و اصطکاک خوب
• ضخامت موردنیاز برای پروژه (به عنوان مثال، ۰.۲ میلی‌متر تا ۳.۰ میلی‌متر)
• میزان چگالی
• طراحی بافت ورق
• جوش‌پذیری
• هزینه و بودجه

نحوه کار با انواع ورق‌های ژئوممبران

برای استفاده از ژئوممبران، باید در ابتدا شرایط محلی را ارزیابی کنید. در این مرحله باید الزامات ژئوتکنیکی، شرایط آب و هوایی محلی و… را بسنجید. 

در مرحله بعدی باید زمین پروژه آماده گردد و زمین صاف و یکدست باشد. به عنوان مثال، اگر قرار است از یک ژئوممبران برای عایق کردن استخر استفاده کنید، دیواره‌های آن را باید صاف و یکدست کنید. 

سپس ژئوممبران انتخاب شده با الگوی مناسب پروژه جای‌گذاری می‌شود. توجه به فرایند اتصال در این مرحله مهم است زیرا می‌تواند بر نشت آب و رطوبت اثر بگذارد. نقاط اتصال با تکنیک‌های ویژه تقویت می‌گردند و سپس سطح کار از نظر نشت بررسی می‌شود. 

می‌توان از لایه‌های محافظ همانند ژئوتکستایل برای افزایش طول عمر و دوام ورق‌ها استفاده کرد. البته اجرای این مرحله اختیاری است. 

به طور کلی هر پروژه ژئوممبران نیاز به رویکردی منحصر به فرد در مهندسی و طراحی دارد. اتخاذ یک رویکرد میان‌رشته‌ای شامل توجه به مکانیک خاک، هیدرولوژی و ژئوشیمی، می‌تواند موفقیت پروژه را تضمین کند. 

نحوه کنترل و نگهداری ژئوممبران

درست است که ژئوممبران دوام و مقاومت بسیار بالایی دارد، اما در صورت عدم نگهداری صحیح ممکن است آسیب ببیند. به همین دلیل بهتر است در نگهداری آن به نکات زیر توجه کنید:

• بررسی‌های بصری دوره‌ای و منظم
• بررسی درزها و نقاط اتصال
• تجزیه و تحلیل خاک و زمین و بررسی تغییرات و فرسایش احتمالی زیر ژئوممبران
• آزمایش‌های عملکرد هیدرولیکی مخازن و حوضچه‌ها
• مداخله فوری و اجرای تعمیرات در صورت بروز مشکل

قیمت ژئوممبران چقدر است؟

قیمت ژئوممبران تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد، از جمله:

• نوع جنس
• ضخامت
• اندازه و ابعاد رول
• کیفیت مواد اولیه
• استانداردهای تولید
• تعداد سفارش ورق‌ها

سخن نهایی

در این مقاله به بررسی ژئوممبران، کاربردها، انواع و مزایای استفاده از آن پرداختیم. استفاده از ژئوممبران گزینه مناسبی برای عایق کردن سازه است. همان طور که اشاره کردیم، این ورق‌ها مقاومت بسیار بالایی دارند و انعطاف‌پذیر هستند و می‌توان از آن‌ها در اکثر ساخت‌وسازها استفاده کرد.

منابع

https://www.earthshields.com/what-is-geomembrane/

https://www.linkedin.com/pulse/beginners-guide-what-geomembrane-shandong-geosino-new-material-co-l-aplae/

https://www.polyflexgeomembrane.com/en/what-is-geomembrane/

https://westernliner.com/blog/what-is-a-geomembrane-2/