ورق ژئوممبران پدیده نام آشنای صنعت ساخت و ساز

امروزه در پروژه های عایق کاری و آب بندی ساختمان و استخرها با قدرت تمام  جایگزین روش های سنتی مانند ایزوگام شده و لقب نفوذناپذیری را در صنعت ساخت و ساز از آن خود کند.

---

آشنایی با ورق ژئوممبران، نفوذ ناپذیرترین ورق کاربردی در پروژه های آب بندی

کمتر کسی تصور می کرد ورق های پلیمری از جنس پی اتیلن با ترکیبی از کربن سیاه و آنتی اکسیدان با نام تجاری ورق ژئوممبران امروزه در پروژه های عایق کاری و آب بندی ساختمان و استخرها با قدرت تمام  جایگزین روش های سنتی مانند ایزوگام شده و لقب نفوذناپذیری را در صنعت ساخت و ساز از آن خود کند.

در این مقاله می خواهیم اطلاعات کامل و جامعی را درباره ورق ژئوممبران در اختیار شما قرار دهیم . با ما همراه باشید.

سرفصل های مورد بررسی در این مقاله:

·        ورق ژئوممبران چیست؟

·        آشنایی با ساختار ورق ژئوممبران

·        کاربرد ورق ژئوممبران

·        انواع ورق ژئوممبران

·        مزایای استفاده از ورق ژئوممبران نسبت به سایر روش های آب بندی

·        آشنایی با چگونگی تولید ورق ژئوممبران

·        چرا به ورق ژئوممبران پدیده نفوذناپذیری می گویند؟

ورق ژئوممبران چیست؟

ورق ژئوممبران ورق هایی  از چنس پلی اتیلن هستند که  از ترکیب  کربن سیاه و آنتی اکسیدان تشکیل میشوند وبه خاطر دارابودن ویژگی های منحصر بفرد مثل نفوذناپذیری در برابر آب و بخار ،باعث شده که از آنها در پروژه های مختلف برای آ ببندی بطور گسترده استفاده نمایند .یکی از مهم ترین ویژگی هایی که باعث شد تا ورق ژئوممبران جایگزین روش های آب بندی سنتی شود این است که با استفاده از ورق ژئوممبران بدون نیاز به اینکه از قبل زیر ساختی را  مهیا نمایند   میتوانند مکان مورد نظر را در مقابل رطوبت و یا  گاز عایق بندی کنند . اتصال  این ورق ها با استفاده از دستگاههای مخصوص جوش حرارتی و با روشهای مختلف دیگری که در بخش های بعدی همین مقاله توضیح خواهیم داد در کنار هم قرار داده شد و سپس به هم متصل میگردند .ورق ژئوممبران از پلیمرهای مختلفی مانند پلی پروپلین، پلی اتیلن HDPE ، پلی اتیلن LDPE ، پلی اتیلن LLDPE ، پلی اتیلنVLDPE و یا پلی وینیل کلراید PVC ساخته شده است که تمام  این مواد بکار رفته در تولید ورق ژئوممبران، دارای کاربرد و مزیتهای  فراوانی می باشد.

آشنایی با ساختار ورق ژئوممبران

همانطور که پیش از این نیز در بخش های ابتدایی این مقاله اشاره شد ورق های ژئوممبران به صورت معمول از جنس پی وی سی یا پلی اتیلن هستند و ساختار درونی آنها متشکل از پلی اتیلن سنگین  (چگالی بالا )شامل:  ۹۷% پلی اتیلن سنگین ، ۲٫۵% کربن سیاه و ۰٫۵% آنتی اکسیدان می باشد.

اگر  عمر مفید ورقهای  ژئوممبران  را به صورت میانگین که خیلی زیاد میباشد را در نظر بگیریم  خواهیم دید که این ویژگی بسیار خوب برگ برنده ورق ژئوممبران نسبت به سایر آب بندها میباشد. و باعث موفقیت تجاری آن گردیده است .

خصوصیات فیزیکی ژئوممبران ها

خصوصیات فیزیکی و کاربردی انواع ژئوممبران ها با توجه به ترکیبات شیمیایی آنها بسیار متفاوت است، فاکتورهای کلیدی جهت بررسی و ارزیابی ژئوممبران ها، با نصب و راه اندازی، جوشکاری، تعیین مقاومت شیمیایی و سازگاری زیست محیطی آنها مشخص خواهد شد. کنترل فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی نظیر اثرات انرژی خورشیدی بر سطح پوششهای ژئوممبران، دقت در نصب، آزمایش های فیزیکی و شیمیایی، کنترل میزان نشت و نیز آنالیز وضعیت رسوبات در حین سرویس دهی این مواد ضروری میباشد.

با عنایت به موارد فوق جهت کنترل کیفیت این محصولات موارد ذیل نیز باید مورد بررسی قرار گیرد:

1.      خواص فیزیکی و مکانیکی شامل: ضخامت ،دانسیته، خواص کششی، مقاومت پارگی، مقاومت سوراخ شدگی، درصد و میزان توزیع دوده،OIT  و...

2.      خواص تعیین کننده طول عمر: شامل مقاومت در برابر تنش های محیطی و القای اکسایشی طولانی مدت

3.      مقاومت درزها

ابعاد استاندارد تولید ژئوممبران

·        ورق ژئوممبران بابت کاربرد گسترده ای که دارد به صورت متدوال با عرض های مختلفی چون ۲/۲تا ۹متر و همچنین طول رول های مختلف قابل عرضه بوده و با ضخامت های 0/75 ، ۱، 1/5 ، ۲،2/5  میلیمتر تولید و روانه بازار میشود .

 کاربردهای ورق ژئوممبران

اگر چه ورق ژئوممبران بیشتر برای عایق‌بندی استخر ذخیره آب استفاده می‌شود، اما این محصول کاربردهای زیادی در صنعت، کشاورزی و دامپروری دارد. از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

·        پوشش استخرهای خاکی جهت ذخیره آب (مصارف کشاورزی، طیور و دامپروری)

·        پوشش آب‌ انبارهای ذخیره اب و مخازن سر بسته (مخازن ذخیره آب شرب روستایی، آب‌انبار مرغذاری و امثال آن‌ها)

·        عایق‌بندی مجدد استخرهای سیمانی و بتنی توسط ژئوممبران به منظور کاهش میزان نفوذپذیری و هدر رفت آب و افزایش راندمان بهره‌برداری بکار برده میشود 

·        پوشش دهی تالاب ها و دریاچه های مصنوعی به جهت گسترده بودن بسیار مقرون بصرفهمیباشند 

·        عایق‌بندی استخرهای پرورش ماهی، میگو و سایر آبزیان که هدر رفت اب در آنها بسیار زیان بار میباشد 

·        پوشش مخازن ذخیره مواد نفتی و شیمیایی  (مانند استخرهای لیچینگ معادن، مخازن ذخیره روغن صنعتی)

·        پوشش‌دهی کانال‌های انتقال آب، فاضلاب و زه آب که در طول مسیر  هدر رفت بسیار زیادی دارند 

.انواع ژئوممبران

ورق های ژئوممبران بسته به ساختار و ترکیب شیمیایی و کاربردشان در انواع مختلفی تولید می شوند:

·        ژئوممبران سنگین (high-density polyethylene)

·        ژئوممبران سبک (linear low density polyethylene)

·        ژئوممبران (PVC: polyvinyl chloride)

·        ژئوممبران (VLDPE: very low density polyethylen)

توضیح دقیق ساختار و کاربرد هر کدام از موارد ذکر شده  بشکلی میباشد که از حوصله ی این مقاله خارج بوده و در مقالات بعدی قطعا به صورت اختصاصی به آنها خواهیم پرداخت.

مزایای ژئوممبران نسبت به سایر آب بندها

·        عدم نیاز به طراحی زیرساخت

·        طول عمر بالا

·        نصب راحت و آسان و سریعتر از سایر گزینه ها 

·        عایق‌بندی با کیفیت بسیار بالاتر ورق ژئوممبران در مقایسه با سایر پوشش‌های متداول

·        کاهش هزینه‌های اجرای استخر ژئوممبران در مقایسه با استخرهای بتنی و یا سنگ وسیمانی تا چندین برابر 

·        زمان اجرای بسیار کمتر برای ساخت استخر ژئوممبران نسبت به استخرهای بتنی با توجه به حفظ کیفیت اجرا 

·        عدم اتصال خزه و جلبک به کف و دیواره استخر ژئوممبران به طوری که استفاده از آن برای مخازن ذخیره آب شرب سر پوشیده  کاملاً استاندارد و متداول است

موارد ذکر شده از جمله مهم ترین مواردی هستند که با تامل در آنها می توان دریافت که چرا این روزها همه درباره ی ورق ژئوممبران به عنوان کاربردی ترین ماده ضد نشت و عایقی مطمئن و با صرفه صحبت می کنند.

 آشنایی با چگونگی  تولید ورق ژئوممبران

محصول ژئوممبران در دو نوع مختلف ژئوممبران صاف و ژئوممبران مضرس و در رنگ های متفاوت با استفاده از مواد پلیمری مانند پلی اتیلن و پی وی سی تولید می شود. استفاده از ژئوممبران پلی اتیلن نسبت به نوع PVC آن مرسوم تر است. اگر بخواهیم سری به تاریخ بزنیم باید بگوییم چرخه تولید ورق ژئوممبران  ار سال ۱۹۳۰میلادی آغاز گردید.در این دهه ها مرسوم ترین روش تولید ورق ژئوممبران بوده و  روش تولید در شرایط فشار و دمای بسیار بالا بوده است.

در اواسط سال ۱۹۵۰روشهای تولید در دماها و فشارهای پایین تر نیز ارائه گردید که منجر به تولید پلی اتیلن با چگالی بالاتر، مقاومت مکانیکی برتر و تعداد زنجیرهای پلیمری بیشتر شد این مصنوع بعدها به عنوان پلی اتیلن سنگین (HDPE) مخفف  ( high density ) خوانده شد که نسبت به پلی اتیلن سبکتر و از نفوذناپذیری و مقاومت شیمیایی برتری برخوردار بود.

روش های تولید ژئوممبران

اما بهتر است به زمان حال برگردیم و روش های تولید ورق ژئوممبران را در حال بررسی نماییم. مرسوم ترین روش های تولبد ورق ژئوممبران عبارت است از :

·        روزن‌رانی (Extrusion)

·        غلتک زنی و پخش اندود (Spread coating)

 روزن‌رانی (Extrusion)

تولید ژئوممبران در فرآیند روزن‌رانی روشی است که در آن ابتدا مواد پلیمری را ذوب کرده و سپس آن را به صورت ورقه های غیر مسطح در می آورند. بلافاصله پس از خروج، هنگامی که ورقه ژئوممبران هنوز گرم است، ورق را از طریق غلتک زنی به یک لایه الیافی متصل و یکپارچه تبدیل می کنند.

غلتک زنی و پخش اندود (Spread coating)

دومین روش متداول در تولید ژئوممبران روش غلتک زنی و پخش اندود است. در این روش با عبور یک لایه پلیمری داغ از بین غلتک های گرم، ورق ژئوممبران تولید می شود.

ژئوممبران ها در این فرآیند در رول هایی به عرض ۱/۵تا ۱۰متر تولید می شوند. رول های باریک ژئوممبران برای اتصال به یکدیگر و تولید ژئوممبران های عریض به کارخانه های دیگری انتقال می یابند. این ورقه ها را می توان به هر شکل که مورد نیاز است طراحی کرده و تولید نمود و محدودیت اندازه آنها صرفاً تابع شرایط حمل و نقل می باشد. طبیعی است که ورقهای کم عرض به جوشکاری بیشتری در واحد سطح نیاز دارند ولی صافتر میمانند ولی ورقهای عریضتر با جوشکاری کمتر نصب میگردند و خطوط جوشکاری کمتری داشته و کمتر نگرتنی از محل جوش وجود دارد ورقه ها پس از تولید بسته بندی شده و برای نصب به محل پروژه انتقال می یابند.

سرد کردن و لوله کردن ورقه های ژئوممبران

نکته مهم!

 در تولید ورق ژئوممبران عریض این است که ، علاوه بر کیفیت مواد اولیه، نورد ورق بسیار مهم است. اگر دستگاه های نورد و تولید ژئوممبران کیفیت مناسبی نداشته باشند و اصول مربوطه رعایت نشود، ورقه های عریض تولید شده از کیفیت مناسبی برخوردار نخواهند بود. و بخصوص بع از نصب چروکیده قرار میگیرند .

چرا به ورق ژئوممبران پدیده نفوذناپذیری می گویند؟

مقاومت بالا

·        در برابر عوامل محیطی (مانند نور آفتاب، یخ زدگی و …) و عوامل بیولوژیکی

·        در برابر دمای ۴۰- درجه الی ۷۰+ درجه سانتی گراد

·        در برابر اشعه ماورای بنفش خورشید به واسطه داشتن کربن سیاه

·        در برابر عوامل محیطی و بیولوژیکی نظیر علف های هرز، جوندگان، باکتری ها، جلبک ها و غیره

·        در برابر شکست در واکنش های شیمیایی ( اسیدها، بازها و نمک ها ) به علت داشتن آنتی اکسیدان

·        در برابر زلزله و حرکت گسل ها بواسطه خاصیت ارتجاعی تا ۷برابر طول اولیه

از جمله ویژگی های بسیار کاربردی و مهمی هستند که موجب شده است ورق ژئوممبران در پروژه های آب بندی تبدیل به یک پدیده نام آشنا شود.

در عمل مقاومت به سوراخ شدن و پاره شدن مهم‌تر از خصوصیات کششی این مواد است. یک ورق ژئوممبران می‌تواند از دو طریق مختلف استحکام یا کشش‌پذیری نسبت به سوراخ‌شدگی مقاومت نماید. ژئوممبران با مدول الاستیسیته بالا در برخورد با یک جسم تیز با استفاده از استحکام خود در برابر سوراخ‌شدگی مقاومت می‌کند، بدین ترتیب که در این برخورد تغییر شکل کوچکی در آن رخ داده و سپس ژئوممبران با استحکام زیادی که دارد نیروی وارده را تحمل می‌نماید. ژئوممبران با مدول الاستیسیته پایین در مقایسه با ژئوممبران با مدول بالا، در برابر نیروی وارده مقاومت نمی کند. بلکه برعکس حالت قبل با تغییر شکل دادن به میزان قابل ملاحظه و کاهش تنش به میزان زیاد، نیرو را به قسمت‌های دیگر (معمولا بستر زیرین) منتقل می سازد. بنابراین ژئوممبران‌های با مدول الاستیسیته پایین بیشتر از ژئوممبران های با مدول بالا از بستر زیرین خود کمک می‌گیرند.

به طور کلی غالباً در شرایط صحرایی امکان دارد  در ورقهای ژئوممبران ترک‌ها وشکافهائی  ناشی از تنش حادث شود. این نوع ترک معمولاً به دلیل از دست رفتن قدرت کشامدگی و خشک و شکسته‌شدن ماده ساخت ورق مذبور حاصل می‌شود. عامل اساسی مؤثر بر ترک خوردگی ناشی از تنش، مشخصه‌های پلیمر بکار برده در تولید  است که ویژگی‌های تبلور و وزن مولکولی از مهمترین آنها هستند. PVC، یک ماده بی‌شکل ترمو – پلاستیک است و بنابر این به ترک خوردگی ناشی از تنش حساس نیست. هر چند این ماده در بعضی موارد می‌تواند مستعد به مهاجرت و از دست دادن مواد روان‌کننده باشد. این موضوع اخیراً توسط کارخانه‌های تولید کننده مورد توجه  خاص قرار گرفته که سعی کرده‌اند مواد روان‌کننده و پایدار ساز جدیدی برای افزایش و حفظ حالت خمیری ژئوممبران به آن اضافه نمایندکه در نتیجه ایجاد این ترکها را تا حد زیادی کاهش داده است .