Геомембрана

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален
Найти источники: «Геомембрана» - новости · газеты · книги · ученый · JSTOR ( март 2019 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Геомембраны является очень низкой проницаемостью синтетической мембранной гильзы или барьер использоваться с любым геотехнической инженерии материалов , связанных с тем, чтобы контролировать жидкости (или газа) в миграции человека из-проекта, структуры или системы. Геомембранно выполнены из сравнительно тонких непрерывных полимерных листов, но они также могут быть сделаны из пропитки геотекстиля с асфальтом , эластомерными или полимерными спреевы , или в виде многослойных битумных геокомпозитов. Геомембраны из непрерывных полимерных листов являются, безусловно, наиболее распространенными.

Производство [ править ]

Производство геомембран начинается с производства сырья, которое включает полимерную смолу и различные добавки, такие как антиоксиданты, пластификаторы, наполнители, технический углерод и смазочные материалы (в качестве технологических добавок). Это сырье (т.е. «состав») затем перерабатывается в листы различной ширины и толщины путем экструзии , каландрирования и / или нанесения покрытия.

Для изготовления геомембран используются три метода. ^[1]

Геомембраны доминируют в продажах геосинтетических продуктов ^[2] на сумму 1,8 миллиарда долларов США в год во всем мире, что составляет 35% рынка. ^[3] В настоящее время рынок США разделен на HDPE, LLDPE, fPP, PVC, CSPE-R, EPDM-R и другие (например, EIA-R), и его можно резюмировать следующим образом: ^{[ необходима цитата ]} (обратите внимание, что M м ² относится к миллионам квадратных метров.)

полиэтилен высокой плотности (HDPE) ~ 35% или 105 M м ²
линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) ~ 25% или 75 M м ²
поливинилхлорид (ПВХ) ~ 25% или 75 М м ²
гибкий полипропилен (fPP) ~ 10% или 30 M м ²
хлорсульфированный полиэтилен (CSPE) ~ 2% или 6 М м ²
тройной сополимер этилена, пропилена и диена (EPDM) ~ 3% или 9 M м ²

Вышеупомянутые мировые продажи составляют примерно 1,8 миллиарда долларов. Прогнозы будущего использования геомембран сильно зависят от области применения и географического положения. Вкладыши и покрытия для свалок в Северной Америке и Европе, вероятно, будут иметь умеренный рост ( ~ 5%), тогда как в других частях мира рост может быть значительным (10–15%). ^{[ необходима цитата ]} Возможно, наибольший рост будет наблюдаться в области локализации угольной золы и добычи полезных ископаемых методом кучного выщелачивания.

Свойства [ править ]

Большинство общих методов испытаний геомембран, на которые ссылаются во всем мире, разработаны ASTM International | Американским обществом испытаний и материалов ( ASTM ) из-за их долгой истории в этой деятельности. Более поздние методы испытаний разработаны Международной организацией по стандартизации ( ISO ). Наконец, Институт геосинтетических исследований (GRI) разработал методы испытаний, которые предназначены только для методов испытаний, не рассматриваемых ASTM или ISO. Конечно, отдельные страны и производители часто имеют особые (а иногда и собственные) методы испытаний.

Физические свойства [ править ]

Основные физические свойства геомембран в заводском состоянии:

Толщина (гладкий лист, фактурный, неровности высотой)
Плотность
Индекс текучести расплава
Масса на единицу площади (вес)
Паропроницаемость (вода и растворитель).

Механические свойства [ править ]

Для определения прочности листовых полимерных материалов разработан ряд механических испытаний. Многие из них были приняты для использования при оценке геомембран. Они представляют собой как контроль качества, так и дизайн, т. Е. Индексные тесты в сравнении с тестами производительности.

прочность на разрыв и удлинение (индекс, широкая ширина, осесимметричный и швы)
сопротивление разрыву
ударопрочность
сопротивление проколу
прочность на сдвиг границы раздела фаз
сила якоря
растрескивание под напряжением (постоянная нагрузка и одиночная точка).

Выносливость [ править ]

Любое явление , которое вызывает полимерную цепь разрезку , разрыв связь, аддитивное истощение или экстракцию в геомембранах следует рассматривать как угрозу для его долгосрочной работы. В связи с этим существует ряд потенциальных опасений. Хотя каждый из них зависит от материала, общая тенденция поведения заключается в том, что геомембрана со временем становится хрупкой из- за ее напряженно-деформированного поведения. При мониторинге такой долговременной деградации необходимо отслеживать несколько механических свойств: уменьшение удлинения при разрыве, увеличение модуля упругости., увеличение (а затем уменьшение) напряжения при разрушении (т. е. прочности) и общая потеря пластичности. Очевидно, что многие из физических и механических свойств можно использовать для мониторинга процесса разложения полимера.

ультрафиолетовое облучение (лаборатория поля)
радиоактивное разложение
биологическая деградация (животные, грибы или бактерии)
химическое разложение
тепловое поведение (горячее или холодное)
окислительная деструкция.

Срок службы [ править ]

Геомембраны деградируют настолько медленно, что их поведение на протяжении всей жизни еще не изучено. Таким образом, ускоренные испытания , будь то высокие нагрузки, повышенные температуры и / или агрессивные жидкости, - единственный способ определить, как материал будет вести себя в долгосрочной перспективе. В методах прогнозирования срока службы используются следующие средства интерпретации данных:

Испытание на предельное напряжение: метод, применяемый производителями труб из полиэтилена высокой плотности в США для определения значения гидростатического расчетного основного напряжения.
Метод измерения скорости: используемый в Европе для труб и геомембран, метод дает те же результаты, что и испытания на предельное напряжение.
Многопараметрический подход Hoechst: метод, который использует двухосные напряжения и релаксацию напряжений для прогнозирования срока службы и может также включать швы.
Моделирование Аррениуса: метод тестирования геомембран (и других геосинтетических материалов ), описанный Кернером как для подземных, так и для открытых условий. ^[1]^{[ самостоятельно опубликованный источник ]}

Сшивание [ править ]

Фундаментальный механизм сшивания листов полимерной геомембраны вместе заключается во временной реорганизации полимерной структуры (путем плавления или размягчения) двух противоположных поверхностей, которые должны быть соединены контролируемым образом, что после приложения давления приводит к соединению двух листов вместе. . Эта реорганизация является результатом поступления энергии, возникающей в результате тепловых или химических процессов. Эти процессы могут включать добавление дополнительного полимера в связываемую область.

В идеале соединение двух листов геомембраны не должно приводить к чистой потере прочности на разрыв между двумя листами, а соединенные листы должны работать как один лист геомембраны. Однако из-за концентраций напряжений, возникающих в результате геометрии шва, современные методы сшивания могут привести к незначительным потерям прочности на разрыв и / или удлинению по сравнению с исходным листом. Характеристики сшиваемой области зависят от типа геомембраны и используемой техники сшивания.

Приложения [ править ]

Монтаж геомембраны в рамках строительства опорной футеровки полигона. ^[3]

Геомембраны используются в следующих экологических, геотехнических, гидравлических, транспортных и частных разработках:

Как вкладыши для питьевой воды
В качестве вкладышей для резервной воды (например, для безопасного останова ядерных установок)
В качестве вкладышей для жидких отходов (например, осадка сточных вод)
Вкладыши для жидких радиоактивных или опасных отходов
В качестве вкладышей для вторичной защиты подземных резервуаров-хранилищ.
В качестве вкладышей для солнечных водоемов
В качестве вкладышей для солевых растворов
В качестве вкладышей для сельского хозяйства
В качестве облицовки для аквакультуры, например, для пруда с рыбой и креветками.
В качестве вкладышей для лунок на гольф-полях и песчаных бункеров.
В качестве вкладышей для всех типов декоративных и архитектурных водоемов.
В качестве вкладышей для водопроводных каналов.
В качестве вкладышей для различных каналов отвода отходов
В качестве облицовки для свалок первичных, вторичных и / или третичных твердых отходов и свалок.
В качестве футеровки для площадок кучного выщелачивания
В качестве крышек (заглушек) для полигонов ТБО
В качестве покрытия для аэробных и анаэробных варочных котлов в сельском хозяйстве.
В качестве укрытий для золы угольной электростанции
В качестве вкладышей для вертикальных стен: одинарные или двойные с обнаружением утечек
В качестве отсечок в пределах зонированных земляных дамб для контроля просачивания.
В качестве облицовки аварийных водосбросов
В качестве гидроизоляционного покрытия туннелей и трубопроводов.
В качестве водонепроницаемой облицовки земляных и каменных дамб
В качестве водонепроницаемой облицовки бетонных плотин из уплотненного валка
В качестве водонепроницаемой облицовки каменных и бетонных дамб.
Внутри коффердамов для контроля просачивания
Как плавучие резервуары для контроля просачивания
Как крышки плавучих резервуаров для предотвращения загрязнения
Для содержания и перевозки жидкостей в грузовиках
Для удержания и транспортировки питьевой воды и других жидкостей в океане
Как барьер для запахов со свалок
Как барьер для паров (радона, углеводородов и т. Д.) Под зданиями
Для борьбы с обширными почвами
Для борьбы с морозоустойчивыми почвами
Для защиты участков, подверженных провалам, от проточной воды
Для предотвращения проникновения воды в чувствительные области
Формировать барьерные трубы как дамбы
Облицовка структурных опор в виде временных коффердамов
Для направления потока воды по предпочтительным путям
Под автомагистралями для предотвращения загрязнения солями для борьбы с обледенением
Под автомагистралями и рядом с ними для улавливания разливов опасных жидкостей
В качестве защитных сооружений для временных надбавок
Чтобы помочь в установлении однородности подповерхностной сжимаемости и оседания
Под асфальт в качестве гидроизоляционного слоя.
Для сдерживания фильтрационных потерь в существующих надземных резервуарах
В качестве гибких форм, в которых недопустима потеря материала.

См. Также [ править ]

Исследование целостности электротехнической облицовки

Ссылки [ править ]

^ a b Кернер, RM (2012). Проектирование с использованием геосинтетических материалов (6-е изд.). Xlibris Publishing Co., 914 стр.^{[ самостоятельно опубликованный источник ]}
^ О, геомембраны (2019). «Геомембраны» .
^ а б Мюллер, WW; Саатхофф, Ф. (2015). «Геосинтетика в геоэкологической инженерии» . Наука и технология перспективных материалов . 16 (3): 034605. Bibcode : 2015STAdM..16c4605M . DOI : 10.1088 / 1468-6996 / 16/3/034605 . PMC 5099829 . PMID 27877792 .

Дальнейшее чтение [ править ]

Бюллетень ICOLD 135, Геомембранные системы герметизации плотин , 2010 г., Париж, Франция, 464 стр.
Август Х., Хольцлёне У. и Меггис Т. (1997), Advanced Landfill Liner Systems , Thomas Telford Publ., London, 389 pgs.
Kays, WB (1987), Строительство футеровок для резервуаров, резервуаров и Фонда контроля загрязнения , J. Wiley and Sons, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 379 стр.
Роллин А. и Риго Дж. М. (1991), Геомембраны: идентификация и тестирование производительности , Chapman and Hall Publ., Лондон, 355 стр.
Мюллер В. (2007), Геомембраны HDPE в геотехнике , Springer-Verlag Publ., Берлин, 485 стр.
Шарма, Х.Д. и Льюис, С.П. (1994), Системы содержания отходов, стабилизация отходов и свалки , J. Wiley and Sons, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 586 стр.

[design-1] Кернер, RM (2012). Проектирование с использованием геосинтетических материалов (6-е изд.). Xlibris Publishing Co., 914 стр.^{[ самостоятельно опубликованный источник ]}

[2] О, геомембраны (2019). «Геомембраны» .

[geo-3] а б Мюллер, WW; Саатхофф, Ф. (2015). «Геосинтетика в геоэкологической инженерии» . Наука и технология перспективных материалов . 16 (3): 034605. Bibcode : 2015STAdM..16c4605M . DOI : 10.1088 / 1468-6996 / 16/3/034605 . PMC 5099829 . PMID 27877792 .

[1]