Geomembrána - Geomembrane
tento článek potřebuje další citace pro ověření.Březen 2019) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
A geomembrána je velmi nízká propustnost syntetická membránová vložka nebo bariéra používaná s jakýmkoli geotechnické inženýrství související materiál za účelem řízení migrace tekutin (nebo plynů) v projektu, struktuře nebo systému vytvořeném člověkem. Geomembrány jsou vyrobeny z relativně tenkých souvislých polymerních desek, ale mohou být také vyrobeny z impregnace geotextilie s asfalt, elastomer nebo polymerní spreje, nebo jako vícevrstvé asfaltové geokompozity. Kontinuální polymerní archové geomembrány jsou zdaleka nejběžnější.
Výrobní
Výroba geomembrán začíná výrobou surovin, které zahrnují polymerní pryskyřici a různé přísady, jako jsou antioxidanty, změkčovadla, plniva, saze a maziva (jako pomocná látka pro zpracování). Tyto suroviny (tj. "Formulace") se poté zpracují na listy různých šířek a tloušťek vytlačování, kalandrování a / nebo natíraný povlak.
Geomembrány dominují celosvětově v prodeji geosyntetických produktů, a to 1,8 miliardy USD ročně, což je 35% trhu.[2] Americký trh je v současné době rozdělen mezi HDPE, LLDPE, fPP, PVC, CSPE-R, EPDM-R a další (například EIA-R) a lze jej shrnout takto:[Citace je zapotřebí ] (Všimněte si, že M m2 odkazuje na miliony metrů čtverečních.)
- polyethylen s vysokou hustotou (HDPE) ~ O 35% nebo o 105 M m2
- lineární polyethylen s nízkou hustotou (LLDPE) ~ O 25% nebo o 75 M m2
- polyvinyl chlorid (PVC) ~ O 25% nebo o 75 M m2
- flexibilní polypropylen (fPP) ~ O 10% nebo o 30 mil. M2
- chlorsulfonovaný polyethylen (CSPE) ~ O 2% nebo o 6 mil. M2
- terpolymer ethylen-propylen-dien (EPDM) ~ O 3% nebo o 9 mil. M2
Výše uvedené představuje celosvětový prodej přibližně 1,8 miliardy USD. Projekce pro budoucí použití geomembrán jsou silně závislé na aplikaci a geografickém umístění. Skládkové vložky a kryty v Severní Americe a Evropě pravděpodobně zaznamenají mírný růst (~ 5%), zatímco v jiných částech světa může být růst dramatický (10–15%).[Citace je zapotřebí ] Největšího nárůstu se pravděpodobně dočkáme v zadržování uhelného popela a těžby haldy vyluhováním pro zachycování drahých kovů.
Vlastnosti
Většina obecných geomembránových zkušebních metod, na které se celosvětově odkazuje, je ASTM International | American Society of Testing and Materials (ASTM ) vzhledem k jejich dlouhé historii této činnosti. Novější jsou zkušební metody vyvinuté Mezinárodní organizací pro normalizaci (ISO ). A konečně, Geosynthetic Research Institute (GRI) vyvinul zkušební metody, které jsou pouze pro zkušební metody, které nejsou předmětem ASTM nebo ISO. Jednotlivé země a výrobci samozřejmě často mají specifické (a někdy i) vlastní testovací metody.
Fyzikální vlastnosti
Hlavní fyzikální vlastnosti geomembrán ve stavu, v jakém byly vyrobeny, jsou:
- Tloušťka (hladký list, strukturovaný, výška otvoru)
- Hustota
- Index toku taveniny
- Hmotnost na jednotku plochy (hmotnost)
- Propustnost par (voda a rozpouštědlo).
Mechanické vlastnosti
Existuje řada mechanických zkoušek, které byly vyvinuty ke stanovení pevnosti polymerních plošných materiálů. Mnoho z nich bylo přijato pro použití při hodnocení geomembrán. Představují jak kontrolu kvality, tak design, tj. Testy indexu versus výkonu.
- pevnost v tahu a prodloužení (index, široká šířka, osově souměrná a švy)
- odolnost proti roztržení
- odolnost vůči nárazu
- odolnost proti propíchnutí
- pevnost ve smyku
- pevnost ukotvení
- praskání napětí (stálé zatížení a jediný bod).
Vytrvalost
Jakýkoli jev, který způsobuje polymerní řetězec rozštěpení, rozbití vazby, vyčerpání aditiv nebo extrakce v geomembráně musí být považováno za kompromis pro její dlouhodobý výkon. V tomto ohledu existuje řada možných obav. I když každý z nich je specifický pro materiál, je obecným trendem chování způsobení, že se geomembrána stane křehký ve svém chování při namáhání napětím v průběhu času. Při sledování takové dlouhodobé degradace je možné sledovat několik mechanických vlastností: snížení prodloužení při poruše, zvýšení modul pružnosti, zvýšení (poté snížení) stresu při selhání (tj. síly) a celková ztráta tažnosti. Je zřejmé, že mnoho fyzikálních a mechanických vlastností lze použít k monitorování procesu polymerní degradace.
- expozice ultrafialovému světlu (polní laboratoř)
- radioaktivní degradace
- biologická degradace (zvířata, houby nebo bakterie)
- chemická degradace
- tepelné chování (horké nebo studené)
- oxidační degradace.
Život
Geomembrány degradují natolik pomalu, že jejich celoživotní chování není dosud zmapováno. Tím pádem, zrychlené testování, a to buď vysokým napětím, zvýšenými teplotami a / nebo agresivními kapalinami, je jediný způsob, jak určit, jak se bude materiál chovat dlouhodobě. Celoživotní predikční metody používají k interpretaci dat následující prostředky:
- Zátěžové mezní testování: Metoda HDPE potrubního průmyslu ve Spojených státech pro stanovení hodnoty hydrostatického návrhového základního napětí.
- Hodnotit metodu procesu: Metoda používaná v Evropě pro trubky a geomembrány poskytuje podobné výsledky jako testování mezního napětí.
- Víceparametrový přístup Hoechst: Metoda, která využívá biaxiální napětí a uvolnění stresu pro predikci života a může zahrnovat také švy.
- Arrhenius modelování: Metoda testování geomembrán (a další geosyntetika ) popsané v Koernerovi pro zakopané i exponované podmínky.[1][samostatně publikovaný zdroj ]
Sešívání
Základním mechanismem spojování polymerních geomembránových desek dohromady je dočasná reorganizace polymerní struktury (roztavením nebo změkčením) dvou protilehlých povrchů, které mají být spojeny kontrolovaným způsobem, který po aplikaci tlaku vede k tomu, že jsou tyto dvě desky spojeny dohromady . Tato reorganizace je výsledkem vstupu energie, která pochází z obou tepelný nebo chemikálie procesy. Tyto procesy mohou zahrnovat přidání dalšího polymeru do oblasti, která má být spojena.
V ideálním případě by spojování dvou geomembránových desek mělo vést k žádné čisté ztrátě pevnost v tahu přes dva listy a spojené listy by měly fungovat jako jeden geomembránový list. Avšak v důsledku koncentrací napětí vyplývajících z geometrie švu mohou současné techniky švů vést k malé pevnosti v tahu a / nebo ztrátě prodloužení ve srovnání s mateřskou fólií. Vlastnosti spojené oblasti jsou funkcí typu geomembrány a použité techniky švů.
Aplikace
Geomembrány byly použity v následujících environmentálních, geotechnických, hydraulických, dopravních a soukromých vývojových aplikacích:
- Jako vložky pro pitnou vodu
- Jako vložky pro rezervní vodu (např. Bezpečné odstavení jaderných zařízení)
- Jako vložky pro odpadní kapaliny (např. Splaškový kal)
- Vložky pro radioaktivní nebo nebezpečnou kapalinu
- Jako vložky pro sekundární zadržování podzemních zásobníků
- Jako vložky do solárních rybníků
- Jako vložky pro solná řešení
- Jako vložky pro zemědělský průmysl
- Jako vložky pro odvětví akvakultury, jako je rybí / krevetový rybník
- Jako vložky pro vodní díry na golfovém hřišti a pískové bunkry
- Jako vložky pro všechny druhy dekorativních a architektonických jezírek
- Jako vložky pro vodní kanály
- Jako vložky pro různé kanály pro dopravu odpadu
- Jako vložky pro primární, sekundární a / nebo terciární skládky pevného odpadu a hromady odpadu
- Jako vložky pro vyluhovací vycpávky haldy
- Jako kryty na skládky tuhého odpadu
- Jako kryty pro aerobní a anaerobní vyhnívače hnoje v zemědělském průmyslu
- Jako kryty pro uhelný popel elektrárny
- Jako vložky pro svislé stěny: jednoduché nebo dvojité s detekcí úniku
- Jako mezní hodnoty v zónách zemních hrází pro kontrolu prosakování
- Jako obložení pro nouzové přepady
- Jako hydroizolační vložky v tunelech a potrubích
- Jako vodotěsný obklad přehrad a hrází
- Jako vodotěsný obklad pro hrázené betonové přehrady
- Jako vodotěsný obklad pro zdivo a betonové přehrady
- V koferdamech pro kontrolu prosakování
- Jako plovoucí nádrže pro kontrolu prosakování
- Jako plovoucí kryty nádrže pro zabránění znečištění
- K zadržení a přepravě kapalin v nákladních automobilech
- Obsahovat a přepravovat pitnou vodu a jiné kapaliny v oceánu
- Jako bariéra proti pachům ze skládek
- Jako bariéra proti parám (radon, uhlovodíky atd.) Pod budovami
- Ovládat rozsáhlé půdy
- Ovládat půdy citlivé na mráz
- Chránit oblasti citlivé na závrt před tekoucí vodou
- Aby se zabránilo infiltraci vody v citlivých oblastech
- Vytváření bariérových trubek jako přehrad
- Čelit strukturálním podporám jako dočasným koferdamům
- Vedení toku vody do preferovaných cest
- Pod dálnicemi, aby se zabránilo znečištění od rozmrazovacích solí
- Pod a vedle dálnic k zachycení nebezpečných úniků kapalin
- Jako zadržovací struktury pro dočasné příplatky
- Pomáhat při zajišťování jednotnosti stlačitelnosti podpovrchu a poklesu
- Pod asfaltové vrstvy jako hydroizolační vrstva
- Zachovat ztráty prosakováním ve stávajících nadzemních nádržích
- Jako flexibilní formy, kde nelze připustit ztrátu materiálu.
Viz také
Reference
- ^ A b Koerner, R. M. (2012). Navrhování s geosyntetikou (6. vydání). Xlibris Publishing Co., 914 stran.[samostatně publikovaný zdroj ]
- ^ A b Müller, W. W .; Saathoff, F. (2015). „Geosyntetika v geoenvironmentálním inženýrství“. Věda a technologie pokročilých materiálů. 16 (3): 034605. Bibcode:2015STAdM..16c4605M. doi:10.1088/1468-6996/16/3/034605. PMC 5099829. PMID 27877792.
Další čtení
- Bulletin ICOLD 135, Geomembránové těsnící systémy pro přehrady, 2010, Paříž, Francie, 464 stran
- August, H., Holzlöhne, U. a Meggys, T. (1997), Pokročilé systémy skládek, Thomas Telford Publ., Londýn, 389 stran
- Kays, W. B. (1987), Konstrukce obložení pro nádrže, nádrže a nadaci pro kontrolu znečištěníJ. Wiley and Sons, New York, NY, 379 stran.
- Rollin, A. a Rigo, J. M. (1991), Geomembrány: identifikace a testování výkonu, Chapman and Hall Publ., Londýn, 355 stran
- Müller, W. (2007), HDPE geomembrány v geotechnice, Springer-Verlag Publ., Berlín, 485 stran
- Sharma, H. D. a Lewis, S. P. (1994), Systémy zadržování odpadu, stabilizace odpadu a skládkyJ. Wiley and Sons, New York, NY, 586 stran.