Что такое геомембранная гидроизоляция?

Геомембранная гидроизоляцияЭто важнейший компонент современного проектирования и развития инфраструктуры, предлагающий превосходное решение для предотвращения миграции жидкостей в самых разных областях применения. Эти синтетические мембранные покрытия специально разработаны для создания непроницаемых барьеров, выполняя важнейшую функцию удержания жидкостей или предотвращения просачивания в строительстве, горнодобывающей промышленности, сельском хозяйстве, охране окружающей среды и различных отраслях промышленности.

В этой статье мы рассмотрим уникальные виды геомембранных веществ, доступных на рынке, определим их основные области применения, выделим уникальные преимущества, которые они предоставляют по сравнению с обычными методами гидроизоляции, и оценим предпочтительные методы установки, такие как фальцевание и крепление. Кроме того, будет представлен реальный пример, чтобы продемонстрировать, как геомембранная гидроизоляция эффективно выполнялась для решения сложных инженерных задач в этой области.

Независимо от того, являетесь ли вы инженером-строителем, менеджером задач или консультантом по вопросам окружающей среды, оценка компетентности и идеальное использование геомембранной гидроизоляции имеют решающее значение для разработки надежных и доступных решений по гидроизоляции, которые соответствуют как нормативным требованиям, так и долгосрочным ожиданиям в отношении общей производительности.

1. Геомембранная гидроизоляция – определение и типы материалов

Геомембрана — это своего рода искусственный слой или барьер с чрезвычайно низкой проницаемостью, специально разработанный для предотвращения миграции жидкостей, таких как вода, фильтрат или химикаты. Широко используемые в геотехнической и экологической инженерии, геомембраны служат важным решением для гидроизоляции в ряде инфраструктурных и сдерживающих проектов. Эти листы обычно производятся с помощью экструзии или каландрирования с использованием долговечных полимерных смол.

1.1 Основные полимерные материалы, используемые в гидроизоляции геомембран

Геомембраны выпускаются в различных полимерных составах, каждый из которых имеет специальные свойства, специально разработанные для конкретных областей применения:

1.1.1 Гидроизоляция геомембраны HDPE (полиэтилен высокой плотности)

- Характеристики: Отличная прочность на разрыв, высокая устойчивость к УФ-излучению и повышенная химическая стойкость.

- Типичные области применения: покрытия и покрытия полигонов захоронения отходов, отстойники для сточных вод, хранилища хвостохранилищ горнодобывающей промышленности и пруды-сборники ливневых вод.

- Преимущества: Экономичность, долговечность и невероятная устойчивость к агрессивным средам и старению.

1.1.2 Гидроизоляция геомембраны LLDPE (линейный полиэтилен низкой плотности)

- Характеристики: более высокая гибкость, чем у HDPE, что позволяет ему легче приспосабливаться к неровным или неровным основаниям.

- Типичные области применения: площадки кучного выщелачивания, декоративные пруды, сельскохозяйственные водохранилища и плавающие покрытия.

- Преимущества: Повышенные свойства удлинения, подходящие для задач, где ожидается движение или согласование пола.

1.1.3 Гидроизоляция геомембраны ПВХ (поливинилхлорида)

- Характеристики: Мягкий, пластичный, легко сваривается, обладает средней химической стойкостью.

- Типичные области применения: гидроизоляция туннелей, облицовка каналов и системы кратковременной локализации.

- Преимущества: простота ухода и монтажа, особенно в условиях сухого климата; исключительно хорошо подходит для облицовок, изготавливаемых по индивидуальному заказу.

1.1.4 Гидроизоляция геомембраны EPDM (этиленпропиленовый диеновый мономер)

- Характеристики: Мембрана на основе каучука, отличающаяся первоклассной эластичностью и устойчивостью к климатическим воздействиям.

- Типичные области применения: кровельные мембраны, декоративные водные сооружения и облицовка небольших прудов.

- Преимущества: длительный срок службы, золотой стандарт устойчивости к УФ-излучению и надежная общая производительность в циклах замораживания-оттаивания.

1.2 Характеристики толщины и размеров гидроизоляционной геомембраны

Геомембраны обычно производятся толщиной от 0,5 мм до трех мм (от 20 до ста двадцати мил), в зависимости от технических требований проекта. Более тонкие мембраны могут дополнительно использоваться для кратковременных или низких нагрузок, тогда как более толстые мембраны выбираются для сред с высокими нагрузками, таких как удержание опасных отходов или крупномасштабные резервуары.

Стандартная ширина рулонов составляет от 5,8 до 10 метров, длина — до 200 метров на рулон, хотя для специальных применений могут быть изготовлены индивидуальные размеры.

2. Гидроизоляционные свойства геомембраны

Геомембранная гидроизоляция — это широко используемый геотехнический материал, обычно изготавливаемый из полиэтилена высокой плотности (HDPE) со следующими характеристиками:

2.1 Отличная стойкость к растрескиванию под напряжением

Геомембранная гидроизоляция, известная как геомембрана, демонстрирует исключительную устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды, что гарантирует её прочность и целостность. Кроме того, она демонстрирует отличную устойчивость к химической коррозии, что делает её пригодной для использования в средах с агрессивным химическим воздействием.

2.2 Широкий диапазон температур и длительный срок службы

Геомембранная гидроизоляция выдерживает широкий диапазон температур, что делает её пригодной как для тёплого, так и для холодного климата. Она имеет длительный срок службы, обеспечивая надёжную работу в течение длительного времени.

2.3 Исключительная химическая стойкость

Геомембранная гидроизоляция обладает превосходной устойчивостью к широкому спектру химических веществ, таких как кислоты, щелочи и природные растворители. Эта химическая стойкость обеспечивает её пригодность для использования в условиях, где ожидается воздействие коррозионных материалов.

2.4 Устойчивость к ультрафиолетовому излучению

Геомембранная гидроизоляция содержит УФ-стабилизаторы, обеспечивающие высокую устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Это свойство позволяет ей выдерживать длительное воздействие дневного света, не подвергаясь деградации, что делает её идеальным вариантом для наружного применения.

2.5 Свариваемость

Геомембранную гидроизоляцию можно легко сварить с использованием ряда методов, таких как сварка горячим клином или экструзионная сварка. Это позволяет производить экологически чистую установку и обеспечивает внедрение надежных швов, обеспечивая непрерывный непроницаемый барьер.

2.6 Экономическая эффективность

Геомембранная гидроизоляция обеспечивает экономичное решение в отличие от других материалов. Длительный срок службы поставщика услуг, низкие требования к защите и простота настройки вносят вклад в универсальную экономию средств.

2.7 Долговечность

Геомембранная гидроизоляция достаточно долговечна и устойчива к проколам, разрывам и истиранию. Она может выдерживать механические нагрузки и деформации без ухудшения своих эксплуатационных характеристик, обеспечивая длительную защиту.

2.8 Эффективность при низких температурах

Геомембранная гидроизоляция сохраняет свою гибкость и целостность даже при отрицательных температурах, обеспечивая надежную общую производительность в условиях замерзания.

2.9 Полные характеристики ширины и толщины

Геомембранная гидроизоляция удобна в широком диапазоне размеров, что позволяет производить индивидуальную настройку в соответствии с требованиями конкретного проекта. Это гарантирует, что геомембрана будет точно изготовлена ​​по индивидуальному заказу для достижения желаемой общей производительности и эффективности.

Геомембранная гидроизоляция обеспечивает множество преимуществ, включая первоклассную устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды и химической коррозии, пригодность к большому перепаду температур, длительный срок службы носителя, устойчивость к УФ-излучению, свариваемость, экономичность, долговечность, бескровные температурные характеристики и наличие спецификаций по всей ширине и толщине. Эти моменты делают геомембрану HDPE надежным и универсальным решением для различных целей в гражданском строительстве, защите окружающей среды и системах сдерживания.

3. Применение геомембранной гидроизоляции

Геомембранная гидроизоляция широко используется в отраслях, где жизненно важны удержание жидкостей, контроль просачивания и экологическая безопасность. Благодаря своей универсальности, непроницаемости, химической стойкости и длительному сроку службы геомембраны стали неотъемлемой частью гидроизоляции и изоляционных конструкций в различных отраслях промышленности и инфраструктурных проектах.

3.1 Приложения для управления водными ресурсами

3.1.1 Водохранилища и ирригационные каналы

- Цель: Предотвращение просачивания воды и снижение потерь воды в крупных сельскохозяйственных водохранилищах, муниципальных каналах и ирригационных сетях.

- Преимущества: повышает эффективность удержания воды, минимизирует потери от инфильтрации и продлевает срок службы систем транспортировки воды.

- Типичная подкладка: геомембрана HDPE или LLDPE толщиной 1,0–2,0 мм в зависимости от условий веб-страницы и структуры почвы.

3.1.2 Рыбоводные пруды и аквакультурные бассейны

- Цель: создание управляемой водной среды, которая поддерживает уровень воды и предотвращает заражение из нижележащих почв или окружающих загрязняющих веществ.

- Преимущества: Способствует более здоровой водной флоре и фауне, снижает затраты на содержание и упрощает обработку воды при разведении рыбы или выращивании креветок.

- Типичная подкладка: геомембрана HDPE или EPDM толщиной 0,75–1,5 мм для гибкости и устойчивости к ультрафиолетовому излучению.

3.2 Применение в области охраны окружающей среды

3.2.1 Полигоны (системы нижнего покрытия и колпачков)

- Назначение: Выступать в качестве сдерживающего барьера для предотвращения миграции фильтрата в грунтовые воды и окружающие экосистемы.

- Преимущества: обеспечивает долгосрочную экологическую безопасность, соблюдение нормативных требований и снижение опасности для муниципальных предприятий по переработке твердых и опасных отходов.

- Типичная подкладка: геомембрана из полиэтилена высокой плотности толщиной 1,5–2,0 мм, обычно используемая в сочетании с геосинтетическими глиняными подкладками, геотекстилем и дренажными композитами.

3.2.2 Очистные сооружения сточных вод

- Назначение: Линейные пруды-отстойники, аэротенки и пруды-испарители для сбора загрязненных промышленных или городских сточных вод.

- Преимущества: предотвращает просачивание, защищает ресурсы грунтовых вод и позволяет проводить экологически безопасные процессы переработки и очистки воды.

- Типичный вкладыш: 1,0–2,0 мм HDPE или LLDPE, выбирается на основе химических свойств и температурных условий.

3.3 Приложения в строительстве и инфраструктуре

3.3.1 Туннели и подвалы

- Назначение: создание водонепроницаемого барьера, препятствующего проникновению грунтовых вод в подземные сооружения, такие как туннели, фундаменты и подвалы парковок.

- Преимущества: снижает опасность ослабления конструкции, образования плесени и повреждения водой при строительстве под землей.

- Типичный слой: геомембрана из ПВХ или ПЭВП толщиной 1,0–2,0 мм, часто используется с экранирующими слоями геотекстиля.

3.3.2 Зеленые крыши и городские террасы

- Назначение: служить непроницаемым слоем под посадочным материалом для предотвращения проникновения воды в строительные конструкции.

- Преимущества: способствует устойчивому развитию города, улучшает теплоизоляцию зданий и предотвращает протечки крыши.

- Типичная подкладка: геомембрана LLDPE или EPDM толщиной 1,2–1,5 мм, обеспечивающая гибкость, устойчивость к прорастанию корней и устойчивость к климатическим воздействиям.

3.4 Применение в горнодобывающей и нефтяной промышленности

3.4.1 Хвостохранилища (ХХ)

- Цель: надежное хранение побочных продуктов горнодобывающей промышленности, шлама и технологических жидкостей в открытых или облицованных резервуарах для хранения.

- Преимущества: предотвращает утечку тяжелых металлов и ядовитых веществ в окружающую среду, обеспечивая эксплуатационную защиту и соблюдение экологических норм.

- Типовой слой: геомембрана из полиэтилена высокой плотности толщиной 1,5–2,5 мм, обычно с текстурированной поверхностью для улучшения баланса уклона и трения на границе раздела.

3.4.2 Сдерживание нефти и газа (хранилища, резервуарные парки)

- Назначение: Обеспечить надежный барьер для предотвращения просачивания углеводородов, буровых растворов и различных нефтехимических материалов в землю.

- Преимущества: защищает почву и грунтовые воды, снижает экологические риски и соответствует требованиям безопасности при хранении и переработке нефти.

- Типичный слой: геомембрана из полиэтилена высокой плотности толщиной 1,5–2,0 мм или усиленные композитные мембраны с более высокой химической стойкостью.

4. Характеристики гидроизоляции геомембраны

Механические свойства	Толщина	мм	199 дирхамов	0.2	0.3	0.5	0.75	1.00	1.25	1.50	1.8	2.0	2.5	3.0	За рулон
	Плотность	г/см3	Д1505/Д792				0.94								90 000 кг
	Растяжимые свойства		Д 6693
	.предел текучести	кН/м	Тип IV	3	5	7	11	15	19	22	27	29	37	44	9000 кг
	.разрывная сила	кН/м		5	8	13	20	27	35	40	50	53	67	80
	.удлинение при пределе текучести	%		12	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12
	. удлинение при разрыве	%		700	700	700	700	700	700	700	700	700	700	700
	Сопротивление разрыву	Н	Д 1004	25	38	62	93	125	156	187	225	249	311	374	20 000 кг
	Устойчивость к проколу	Н	Д 4833	71	96	160	240	320	400	480	576	640	800	960	20 000 кг
	Стойкость к растрескиванию под напряжением	час.	Д 5397	500 ч.											для ГРИ ГМ-10
	Содержание технического углерода	%	Д 4218	2,0-3,0%											9000 кг
	Дисперсия технического углерода		Д 5596	Для 10 различных просмотров: 9 в категориях 1 или 2 и 1 в категории 3.											20 000 кг
Справочные свойства	Время окислительной индукции	мин	Д 3895	100 мин.											90 000 кг
	(а) Стандартный ОИТ		Д 5885	500 мин.
	(б) Высокое давление OIT
	Сохранена выдержка в печи при температуре 85°C через 90 дней	%	Д 5721	55%											за каждого
	(а) Стандартный ОИТ - %		Д 3895	80%											формулировка
	(б) Высокое давление OIT - %		Д 5885
	Устойчивость к ультрафиолетовому излучению	%		50%											за каждого
	Высокое давление OIT - % сохранено после 16:00		Д 5885												формулировка

5. Строительство гидроизоляционных геомембран

Правильная установка — ключ к обеспечению долгосрочной эффективности геомембранных систем. В зависимости от типа мембраны и условий эксплуатации применяется ряд стратегий:

5.1 Сварка (термосварка) геомембранной гидроизоляции

- Общее для геомембран HDPE, LLDPE и PVC.

- Использует сварку горячим клином или экструзионную сварку для соединения перекрывающихся листов, образуя прочные, водонепроницаемые швы.

- Подходит для площадей или производственных объектов, расположенных в различных условиях.

5.2 Склеивание

- В основном используется для EPDM-мембран, которые нельзя сваривать горячим способом.

- Специальные клеи или ленты склеивают перекрывающие друг друга кромки.

- Идеально подходит для небольших прудов, крыш и нетермических применений.

5.3 Механическое крепление

- Предотвращает перемещение лайнера из-за ветра, давления воды или уклона.

- Методы включают закапывание в анкерные траншеи, утяжеление мешками с песком или гравием или крепление к бетонным конструкциям.

- Обеспечивает балансировку машины и защиту ее внешнего вида.

5.4 Контроль качества и тестирование

- Обеспечивает целостность швов и предотвращает протечки.

- Включает проверку на наличие искр (на наличие проколов), проверку на наличие воздушного напряжения (для двойных швов), визуальные проверки, вакуумные испытания и испытания на неблагоприятные швы.

- Все испытания соответствуют действующим требованиям или мировым стандартам.

6. Практический пример: гидроизоляция геомембраны в проекте свалки

6.1 Обзор проекта

- Местоположение: Северная Калифорния, США

- Цель: остановить просачивание фильтрата — несомненно опасной жидкости, образующейся в результате разложения отходов — в окружающие грунтовые воды и нанесение ущерба окружающей среде.

- Используемый материал: геомембранный слой из полиэтилена высокой плотности (HDPE) толщиной 1,5 мм, выбранный за его химическую стойкость, прочность и длительный срок службы.

6.2 Процесс установки

- Подготовка площадки

Основание полигона было очищено от мусора и растительности, а грунт уплотнён для создания надёжного земляного полотна. Все острые предметы, такие как камни и корни, были удалены, чтобы предотвратить повреждение подложки.

- Развертывание лайнера

Большие рулоны 1,5 мм HDPE-подложки были развернуты и точно размещены с использованием кранов и бульдозеров. Развертывание проводилось в период безветренной погоды, чтобы избежать проблем с управлением, связанных с ветром.

- Сварка и контроль качества

Перекрывающие швы облицовки были сварены с помощью аппаратов для сварки горячим клином, чтобы создать непроницаемый барьер. Каждый шов был тщательно проверен с использованием неразрушающих методов, таких как испытание под давлением воздуха и испытание в вакуумном поле, чтобы убедиться в отсутствии утечек или уязвимых соединений.

- Установка уровня защиты

Раньше поверх полиэтиленовой подкладки высокой плотности укладывался слой нетканого геотекстиля для ее защиты от механических повреждений в местах размещения отходов, а также для защиты от гравия и мусора.

6.3 Результаты проекта

- Нулевая утечка: после 5 лет эксплуатации проверки и мониторинг не выявили утечек или загрязнения грунтовых вод, что свидетельствует об эффективности геомембранной системы.

- Экономическая эффективность: благодаря прекращению утечки фильтрата предприятие значительно снизило риск штрафов за загрязнение окружающей среды, дорогостоящей рекультивации и тюремного заключения.

- Соответствие нормативным требованиям: Устройство для облицовки полигона соответствовало или превосходило все требования, установленные Агентством по охране окружающей среды США (EPA), гарантируя соблюдение уголовных и экологических норм в течение всего периода эксплуатации.

7. Заключение

Геомембранная гидроизоляция — это высокоэффективное, долговечное и универсальное решение для предотвращения утечки жидкости в строительных, экологических и промышленных проектах. Исследование полигона показывает, как геомембраны обеспечивают экологическую безопасность и соответствие нормативным требованиям. По мере развития технологийBPM Geosyntheticsпродолжают оставаться предпочтительным выбором для крупномасштабных задач по гидроизоляции.