كاربرد تركيب ژئوممبران و ژئو تكستيايل در ايزولاسيون مخازن بتني

كاربرد تركيب ژئوممبران و ژئو تكستيايل در ايزولاسيون مخازن بتنيمرتضی فرامرزکارشناسی رشته معماري دانشگاه سوره تهران(عضو باشگاه پژوهشگران جوان)آدرس:کرج-مشکین دشت-بلوارامام حسین-جنب مسجد سیدالشهدا درب 6-پ 141تلفن:09366676981چكيدهبا عدم رعايت ملاحظات اجرايي در آببندي مخازن بتني گاهي اوقات براثر نشستهاي نامنتقارن و عوامل محيطي امكان ايجاد ترك خوردگي و نشت وجود دارد, يكي از روشهاي آببند نمودن مخازن , كانالها و لاگونهاي تصفيه فاضلاب , تونلها و استخرهاي كشاورزي بدون لاينينگ بتنيو . . . استفاده از ورقهاي پليمري ژئوسنتيتك يا كامپوزيت است , در اين نوشتار به بررسي كاربرد و نحوه اجراي اين ورقها درايزولاسيون مخازن نفوذ پذيرمي پردازيم.كليد واژه : ژئوسنتيتك, ايزولاسيون , نفوذپذيري بتنمقدمهدر كنار استفاده ساير روشها چون استفاده ازپوششهاي صنعتي در آببندي بتن مخازن روبازبه دليل تأثير اشعه ماوراي بنفش و عوامل ديگردر تخريب سطح به مرور زمان كارايي خود را ازدست مي دهند, عدم توجه به انقباض بتن و كرنشهاي حرارتي در طراحي مخازني كه در گذشته ساخته مي شده اند و عدم توجه به درزهاي حركتي مناسب انقباضي , انبساطي و لغزشي و نشستهاي نامتقارن امكان ايجاد تركهاي سطحي و مويين وجود دارد كه در يك محيط خورنده مثل لاگونهاي فاضلاب امكان نفوذ و گسترش اين تركها وجود دارد يكي از راههاي آببندي استفاده از تركيب ژئوتكستيال براي درگيري و ايجاد سطح زبرو ژئوممبران مي باشد.معرفي برخي ازژئوسنتتيك هاي مهمژئوتكستايل:ژئوتكستايلها داراي 2 نوع كلي منسوج بافته و غير منسوج نبافته مي باشند كه بر پايه پلي استر و پلي پروپيلن و تركيبي از ساير مواد پليمري با ضخامتها و ابعاد گوناگون توليد مي شود و با توجه به مقاومت مكانيكي داراي كاربردهاي متنوعي شامل تقويت بستر, كاهش ضخامت لايه هاي گوناگون خاك اساس و زير اساس , جلوگيري از ايجاد ترك در روكشهاي آسفالت , جداكننده بين لايه هاي گوناگون خاك جهت جلوگيري از تداخل دانه بندي ها به يكديگر, فيلتراسيون و سيستمهاي زهكشي , لايه هاي محافظتي ورقهاي ژئو ممبران در تقابل نيروهاي پانچ , يك المان سازه اي در طراحي و ساخت خاكريزها , شيبها و شيروانيهاي خاكي ,ديوارهاي حائلژئوممبرانغشاءآببند و غيرقابل نفوذ برپايه پلي اتيلن هردو نوع با پلي اتيلن با چگاي بالا و مي باشد كه ضخامتهاي متفاوت ( PVC) وپلي وينيل كلرايد (PP) پلي پروپيلن ، LDPE,HDPE پايين 1,5 و 2 ميليمتربا مقاومتهاي مكانيكي ,كششي و ضريب انعطاف پذيري متغير بوده و به صورت ، ،0,75 صاف و زبر مضرس توليد مي گردد. عرض هر رول ثابت بوده حدود 7 متر و با افزايش ضخامت, طول رول كاهش مي يابد تا وزن هر رول تقريباً 1,5 تن بوده وقابل بارگيري براي جراثقيل باشد. رولهاي ژئو تكستايل باعرض 5 متر و طول 4 متر توليد مي شود ووزن آن در حدود 60 كيلوگرم به دليل دانسيته پايين است و كارگر به تنهايي مي تواند آن را حمل كند پوشش ژئو ممبران جهت ايجاد سطوح آببند و ايزوله ازقبيل لاگونهاي تصفيه خانه فاضلاب , كانالهاي آبرساني , مخازن ذخيره آب آشاميدني, مواد نفتي و شيميايي, ساخت سايتهاي دفن بهداشتي زباله , درياچه هاي مصنوعي, استخرهاي آبزيان , ايزولاسيون و عايق بندي سازه هاي زير زميني استفاده مي گردد در قياس با روشهاي مشابه داراي سهولت و سرعت اجرا با توجه به انعطاف پذيري مي توان در مناطق لرزه خيز با توجه به نشستهاي غير متقارن از آنها استفاده كرد.ورقهاي ژئوممبران مقاوم در برابر نور خورشيد, مقاوم در برابر زلزله ورانش زمين هستند و جلبم وخزه به آن نمي چسبد مشكل اكثر پوششهاي صنعتي راندارد مقاوم در برابر - تغيرات درجه حرارت بين 40 oc تا 70 درجه سانتيگراد و بسيار با دوام ومقاوم در برابر رويش گياهان, علفهاي هرز و حمله جوندگان است از يانرو امروزه از اين ورقها براي احداث استخرهاي كشاورزي در محل گود برداري بجاي جداره بتني استفاده مي شوداستخرهاي خاكبرداري شده و درياچه هاي مصنوعي كوچك كه با ژئو ممبران ساخته مي شوند داراي مزايايي چون بستري بهداشتي وعاري از عوامل بيماري زا براي آبزيان , حفظ كيفيت و زلالي آب , كاهش هزينه هاي هوادهي وتغذيه , شستشوي راحت و آسان , عدم چسبندگي جلبك و خزه به جداره مي باشد ازاينرو مي توان در جوضچه هاي پرورش ماهي استفاده كرد و براي احداث كانال انتقال آب با توجه به عدم جايگزيني خاكهاي گچي ,آهكي و نمكي محل, جلوگيري از هدر رفتن و نشتي آب , سرعت در نصب و پايين بودن هزينه هاي احداث , ممانعت از رويش ني و علفهاي هرز استفاده مي شود.ژئوگريدها: بر پايه پلي اتيلن و پلي استر بوده ودر ضخامت , سايزو ابعاد مختلف به صورت شبكه هاي 3 بعدي توليد و ارائه مي گردند از كاربرد مهم آن در تحكيم بسترهاي خاكي بويژه در ديوارهاي حائل و كوله پلها مي باشد. داراي قابليت هاي 1- اجرا (Geosynthetic Soil Wall) ديوارهاي حائل كه با ژئوگريد ساخته مي شود با انواع خاكهاي موجود 2-رنگ پذيري درساختارديوار 3- اجرا درزاوايا و قوسهاي لازم 4- اجرا در شرايجوي نامساعد 5-نصب سيستم زهكشي در ساختار ديوار حائل 6- انعطاف پذيري جهت مقاومت در برابر تنشهاي محيطي مي باشد و امروزه اين ديوارها جايگزيني مناسب براي گابيون , ديوار بتني وزني , خاك مسلح تسمه اي مي باشد.حوه اجرای ژئو گرید هاژئو نت ها : لايه هاي شبكه اي بر پايه پلي اتيلن مي باشند كه به منظور كنترل ميزان نفوذ آب وسيالات در لاگون ها و سطوحي كه از عشا ژئوممبران استفاده شده وهدايت آنها به سوي انباركهاي طراحي شده مورد استفاده قرار مي گيرد.ورقهاي : Anchor Knob Sheet (AKS) بالاترين Hexane برپايه مواد پليمري ازجنس رده پلي اتيلن به صورت ورقهاي تقويت شونده با زوائد درگيرشونده از يك طرف به ارتفاع 1 تا 1,5 1,5 و ابعاد مختلف توليد مي شوند در هر مترمربع ورق حدود to 5 mm سانتيمتر و با ضخامت 1240 زائده وجود دارد به شكلي كاملاً با بتن درگير شوند و كاربردهاي مهم اين ورقها در ايزولاسيون كانالهاي انتقال مواد شيميايي , آببندي مخازن نگهداري آب و ساير سيالات شيميايي ,ايزولاسيون خارجي مخازن شيميايي به منظورمحافظت از نفوذ آب و رطوبت به داخل مخزن و با توجه به استحكام مكانيكي , مقاومت شيميايي و عمر طولاني منجر به كاربرد اين ورقها در محيطهاي شيميايي خورنده گرديده است.موارد كاربرد ورقهاي Anchor Knob Sheet-1 ايزولاسيون سطوح داخلي لوله هاي بتني فاضلاب و تونلهاي انتقال آب-2 ايزولاسيون مخازن بتني ذخيره آب و مواد نفتي و شيميايي و پسابها-3 ايزولاسيون منهولها و سپتيك تانكها در ابعاد گوناگون-4 پوشش سطوح بتني اجرا شده بوسيله چسباتدن ورق با گروت مخصوص به آنهامزاياي استفاده Anchor Knob Sheet-1 امكان ساخت و قرار گيري در قالب بتن ريزي شده-2 در گيري كامل ورق با بتن با توجه به شكل و تعداد زائده ها-3 كاهش زمان ساخت با توجه به همزماني قرارگيري ورق در بتن و عمليات بتن ريزي-4 عدم نياز به انكراژ ورق به بتن و حذف هزينه هاي مربوطه. غشا آببند بنتونيتي (GCL) از تركيب چند لايه ژئوتكستايل با بنتونيت بدست مي آيد كاربرد براي ايجاد سطوح آببند و ايزولاسيون ديواره مسيرهاي زيرزميني چون مترو استفاده مي شود.ساير ژئو كامپوزيتهاكاربرد ژئوتكستايلهاكاربرد ژئوتكستايل در جدا سازي لايه هاي خاككاربرد ژئوتكستايل درتسليح خاكتسليح ديوارهاي حايل بوسيله ژئوتكستايلهاپايداري شيروانيهاي خاكي توسط ژئوتكستايلتسليح جاده ها بوسيله ژئوتكستايلافزايش شيب مجاز شيروانيهاپايداري سواحل خاكي بوسيله ژئوتكستايلكاربرد ژئوتكستايل به عنوان فيلتركاربرد به عنوان قالب انعطاف پذيركاربرد ژئوتكستايلها به عنوان زهكشمزاياي استفاده از ژئو تكستايل :دوام فراوان در خاك عدم تجزيه پذيريافزايش عمر سيستمهاي طراحي شدهكاهش هزينه هاي مصالح مصرفي در زمان ساختكاهش هزينه هاي تعمير و نگهداريكاربرد ژئوممبرانهاكاربرد ژئوممبران درسيستم آبرساني و مخازن آب آشاميدني ، صنعتي و پرورش آبزيانكاربرد ژئوممبران در چالهايو سايتهاي دفن زباله شهري و صنعتي براي حفظ محيط زيستكاربرد ژئوممبران درسيستم جمع آوري و تصفيه فاضلاب و پسابپوشش براي مخازن شيميايي و پسابهاي راديواكتيوپوشش ثانويه مخزنهاي زير زميني و مدفون نفتيپوشش درياچه هاي مصنوعي , صنعتي و آبنماهاي تزئينيپوشش براي درياچه هاو بستر استحصال نمك و مواد معدنيايزولاسيون ديوارهاي قائمپوشش براي كانالهاي انتقال آب و پسابايزولاسيون ولاينينگ تونلهاكاربرد ژئوممبران دركنترل خاكهاي تورم پذيركاربرد ژئوممبران درجلوگيري ازنفوذ گازهاكاربرد ژئوممبران درپوشش سطح مخازن آبسدهاي غشايي شناور ساخت تيوب سدهاي لاستيكيپوشش سرريز اضطراري سدهااستفاده جهت پره آببند سدهاي خاكي جهت كنترل نشتايزولاسيون سدهاي خاكي و سنگ ريزه اي و مصالح بناييايزولاسيون سدهاي بتني يا بتن غلتكيايزولاسيون سدهاي موقت جهت كنترل نشتسرپوش شناور جهت كنترل نشت در مخازن و همچنين جلوگيري از آلودگي آنهامانع انتشار گازهايي چون رادون و هيدروكربناتها در زير ساختمانهاكنترل خاكهاي تورم پذير و مستعد يخ زدگيجلوگيري ازآبهاي جاري با فاضلاب و عدم فيلتراسيون آب در مناطق حساسدر زير بزرگراهها جهت جلوگيري از آلودگي بوسيله نمكها و مهار ريزش موادسازه نگهاري موقت مايعاتلايه آببند در زير لايه آسفالتاصلاح نشتي مخازن موجود روي زمينقالبهاي انعطاف پذير در جايي كه اتلاف مصالح مجاز نمي باشد.به عنوان مثال در يك سد مي توان براي جلوگيري از تراوش و نشت آب از بالا دست به پايين دست از يكي از روشهاي زير استفاده كرد كه امروزه به دليل سرعت و سهولت اجرا از ورقه هاي ژئوممبران استفاده مي شود.-1 استفاده از پرده آببند گروت ريزي شده-2 استفاده از پرده رسي آببند بالادست جريان-3 استفاده از پرده آببند بتني-4 استفاده ازژئوممبرانمزاياي استفاده از ژئو ممبران-1 مقاومت مطلوب در برابر عوامل جوي و محيطي و خصوصاً اشعه ماورابنفش-2 مقاومت مطلوب در برابر انواع مواد شيميايي ازقبيل اسيدها , بازها و نمكها-3 مقاومت كششي مناسب در برابر نيروهاي وارده-4 انعطاف پذيري مطلوب در برابر تنشهاي وارده خصوصاً در برابر نيروهاي ديناميك و نشستهاي نامتقارن-5 سهولت اجرا و سرعت نصب بالا-6 كاهش هزينه هاي ساخت با بكار بردن ژئوممبران در استخرها , كانالها مخازن بدون لاينينگ بتنيافزايش ضريب ايمني طرح و عمر مفيد پروژه امروزه براي حفظ محيط زيست بجاي سوزاندن زباله هاي حاوي كاغذ , منسوجات , پلاستيكها , خرده هاي شيشه , فلز , چوب و چرم آنها را در محلي دفن كرده و پس از مسطح كردن و كوبيدن با خاك محل مي توان آنها رابا ژئو ممبران پوشاند و باغچه هاي مصنوعي براي پرورش گياهان در محل زباله ها ايجاد كرد.نحوه اجراي پوشش ژئوممبران و ژئوتكستايل در ساخت استخر كشاورزيپس از گودبرداري و تسطيح و تراكم خاك طبق اشكال اقدام به خفر ترانشه مهار ورق مي نماييم.پس از آماده سازي سطح براي بهره برداري 3 تست فشار ,كشش وبرش براي بررسي نحوه اتصال ورقه ژئو ممبران الزامي است.اتصال و جوش ورق با دستگاه ديجيتالي و اتوماتيك ربوتامروزه براي حفظ محيط زيست در محل جمع آوري زباله هاي متشكل از پلاستيك, موادآلي , كاغذ, خرده شيشه , فلزات,منسوجات, چوب و چرم و . . . پس از كوبيدن با خاك محل اقدام به ژئوممبران نموده ودر محل آن با خاك نباتي مي توان اقدام به ساخت باغچه مصنوعي نمود.دتايلها اجرايي و مراحل نصب ژئو ممبران و ژئو تكستايلهمانطور كه در شكل مي بينيد براي ايزولاسيون بستر خاكي از ژئو ممبران از جنس پلي اتيلن با كه در زير آن ژئو تكستايل قرار دارداستفاده شده و براي مهار ورق در انتها (HDPE) دانسيته بالا 60 حفر مي كنيم و پس از قرار گيري ورق آن را با خاك cm 50 و عمق cm ترانشه و گودالي به عرض متراكم يا ماسه پر مي كنند از اين روش براس شاخت حوضچه پرورش ماهي و استخرهاي كشاورزي استفاده مي شود.در زير لايه ژئو ممبران ماسه نرم ماسه بادي يا ژئوتكستايل قرار دارد و در مواردي كه به ناچار بايستي همپوشاني كنيم دست كم 2,5 اينچ باشدو اگر در جايي لازم شد از وصله استفاده كنيم وصله دست كم با ورق اصلي 12 اينچ هم پوشاني داشته باشد.براي اتصال ورقه ژئو ممبران به بدنه مخزن از تسمه هاي فولادي , پلي اتيلن و يا نئوپرني استفاده مي شود در ابتدا ژئوتكستايل را با ميخ 1,5 اينچي و چاشني به بدنه به كمك گان اسلحه تفنگي در فواصل 15 تا 20 سانتيمتر شليك كرده , سپس ژئو ممبران دو لا كه دور تسمه پلي اتيلن تابيده شده و روي ژئوتكستايل قرار دارد رابا گان و ميخ 2 اينچي و چاشني به صورت ضربدري به آن شليك مي كنيم و در صورتي كه از تسمه فولادي استفاده كنيم احتمال ارتعاش و تابيدگي و جود دارد و لازم است آن را پس از سوراخ كردن تسمه و بدنه مخزن در لبه با هيلتي آن را در فواصل 1 تا 1,5 متري انكر بلت نماييم.لازم است كيستهايي در كنج مخازن و تقاطع اتصال بدنه به كف مخزن در ژئو ممبران ايجاد كنيم تا كشش ورق در انتها ولبه مخزن محل اتصال آن با بدنه مخزن كمتر گردد و يا اتصال مثل دتايل بعدي صورت گيرد.براي عبور لوله زهكش و درين لازم است اسليو يا لوله را با فلز پايه درين جوش داده و آن را از درون لوله پلي استر كه از بتن پر مي شود عبور دهيم استفاده از لوله پلي استر محافظ براي كاهش فشار جانبي بتن در هنگام بتن ريزي به لوله اصلي مي باشد.اتصال ورقهاي ژئو تكستايل از طريق جريان هواي گرم به كمك اتو يا سشوار خاصي كه حرارت زايي آن از طريق جريان برق حاصل مي شود و براي اتصال ژئو ممبران 3 روش وجود دارد يكي همان روش اول و استفاده از هواي گرم وفيوژن وتست هواي محبوس بين دو لايه , استفاده از اكسترودر و روش سوم استفاده از ربوت و غلتك فشاري براي خروج هواي گرم مي باشد.به ط ور كلي 3 تست مهم براي ورقهاي ژئوممبران وجو دارد تست كششي ، برشي و فشار هوا كه تست فشار به 2 روش تست سوزن و مغزه انجام مي شود.نتيجه گيريبا توجه به كاربرد و استفاده مواد نوين در مهندسي عمران, توجه به نكات اجرايي و مراحل نصب و تدوين آيين نامه براي كنترل و نظارت برآنها ضروري به نظر مي رسد و توجه به تكنيكهاي جديد و مزاياي آن در كنار روشهاي سنتي اجرايي با ارزيابي اقتصادي و امكانپذيري با قضاوتهاي مهندسي مي توان با هزينه كمتر بازدهي بيشتري داشت.منبع : سایت بتن پلاست