ژئوسینتتیک‌ها

حفاظت و جلوگیری از آلودگی آب‎های زیرزمینی و خاک از جمله موارد مؤثر در  راستای حفاظت از محیط زیست و بهداشت نسل کنونی و آینده است.  در این راستا تلاش‎های گسترده‎ای جهت جلوگیری از ورود آلاینده به آب و خاک شده است. یکی از مواد مؤثر که حصول این امر را محقق می‎سازد ژئوسینتتیک‎ها می‎باشد. این مواد از جمله ورق‎های ژئوتکستایل و ژئوممبران‎ از گذشته به عنوان لایه محافظ و عایق استفاده می‎شدند.

ژئوتکستایل‎ها

ژئوتکستایل‎ از دو واژه  geo به معنای زمین و textile به معنای پارچه بافته شده تشکیل شده است که از آن‎ها در گذشته در مسائل هیدرولیکی و دریایی استفاده می‎شد. از جمله کاربرد مؤثر ژئوتکستایل‎ها، زمان رخداد سیل است که به عنوان ورقی جهت حفاظت و زهکش استفاده می‎شود. مواد پلیمری نظیر پلی‎استر (PET)، پلی‎اتیلن (PE) و پلی‎پروپیلن (PP) ماده اصلی تشکیل‎دهنده ژئوتکستایل‎ها می­باشد. ژئوتکستایل‎ها بسته به موارد استفاده به دو نوع ژئوتکستایل‎ نبافته (Nonwoven Geotextile) و ژئوتکستایل‎ بافته Geotextile) (woven تقسیم می‎شوند. انواع دیگر ژئوتکستایل‎ها عبارتند از: 

• ژئوتکستایل حلقه‎ای بافتنی(knitted Geotextile)
• ژئوتکستایل اسپان‎باند (spunbonded Geotextile) 
• ژئوتکستایل بافته طنابی شکل (Braided Geotextile). 

مزایای ژئوتکستایل‎ها

• وزن کمی دارند.
• سریع نصب می‎شوند.
• دارای مقاومت بالایی هستند.
• به نسبت ارزان هستند.
• طول عمر بالایی دارند.
• به دلیل قابلیت جداسازی، فیلتراسیون و استحکام بخشی در مجاورت خاک، محافظ محیط زیست می‎باشند.

کاربرد ژئوتکستایل‎ها

• جداسازی
• تسلیح و افزایش مقاومت خاک
• زهکشی
• فیلتراسیون
• حفاظت
• کنترل فرسایش 

ژئوممبران‎ها

ژئوممبران گونه‎ای از مصالح ژئوسینتتیک است که به عنوان عایق‎بندی استخرها و مخازن ذخیره آب و مواد شیمیایی استفاده می‎شوند. 

انواع ورق ژئوممبران عبارتند از :

• ورق پلیمر سنگین(HDPE)  
• ورق پلیمر سبک خطی(LLDPE)  
• ورق پلیمر خیلی سبک (VLDPE)
• ورق ژئوممبران (PVC)

• ژئوممبران    HDPE
  1. این محصول از %97 پلی اتیلن و %3 مواد افزودنی تشکیل شده است. این محصول در اکثر پروژه‎های مهم مانند مراکز دفن زباله، استخراج از معادن، سدها، پوشش‎های شناور و تونل‎سازی استفاده می‎شود. ‎از ژئوممبران‎ HDPE طی چندین دهه در کاربردهایی که در معرض نور و هوا هستند، استفاده می‎شود. 
• ژئوممبران LLDPE
  1. انعطاف‎پذیری ورق‎های LLDPE نسبت به ورق‎های HDPE، بیشتر و نسبت به ورق‎های PVC، کمتر است. شایان ذکر است کشش و استحکام فیزیکی این ورق‎ها نسبت به ورق‌های PVC بیشتر است. 
  2. اتصال و جوش بین دو ورق LLDPE با استفاده از دستگاه جوش حرارتی انجام‎می‎پذیرد.
• ژئوممبران VLDPE
  1. این ورق‌ها از انعطاف‎پذیری بسیار بالایی نسبت به ورق‎های LLDPE برخوردار است؛ این ورق‎ها شباهت بسیاری با ورق‎های PVC دارند، بنابراین به سبب بالا بودن انعطاف‎پذیری آن‎ها این ورق‎ها مناسب‎ترین عایق در گودبرداری ساختمان می‎باشند.
  2. اتصال و جوش بین دو ورق VLDPE با استفاده از سشوار حرارتی و دستگاه جوش حرارتی اتصال بین دو ورق انجام می‎پذیرد. 
• ژئوممبران  PVC  
  1. ورق ژئوممبران PVC یا پلی وینیل کلراید به علت خواص مکانیکی و شیمیایی خود از انعطاف­پذیری مناسب و مقاومت کششی بالایی برخوردار است؛ این ورق‎ها کاملا ضد آب هستند و آب و رطوبت به هیچ عنوان از آن‎ها عبور نمی‎کند. 

کاربرد ژئوممبران

عمران

1. معادن: عایق‎بندی سدهای باطله در صنایع معدنی و جلوگیری از آلودگی خاک و آب‎های زیرزمینی در استخراج مس، طلا و روی از طریق محلول‎های شیمیایی (leaching)   
2. تونل‌ها: حفظ سازه­های احداث شده در تونل­ها در برابر آب های زیرزمینی با ورق  PVC. 
3. سدها: استفاده در سدها و آب بندها جهت پایدارسازی بستر.
4. حفاظت از بتن در برابر مواد شیمیایی مضر و یا جریان سیالاتی که موجب فرسایش در سطح بتن می‎شود.

• عایق استخرها، پوشش استخرهای خاکی ذخیره آب در مصارف کشاورزی.
• جمع‎آوری آب‎های سطحی و هدایت آن به منابع اصلی و جمع‎آوری سیلاب‎های فصلی.
• جایگزین مناسب کانال های بتنی و خاکی.

1. پوشش لندفیل (سايت دفن زباله): عایق و پوشش نهایی در محل دفن مهندسی پسماند  و حفاظت از آلودگی آب‎های زیرزمینی ناشی از مواد آلاینده 
2. جلوگیری از  ورود آب باران به سایت دفن زباله، حبس گاز حاصل از تجزیه زباله در جهت تولید انرژی و کاهش تولید گاز گلخانه‎ای
3. جلوگیری از نشتی آب و تخریب بستر خاکی

صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی:

1. مخازن:  عایق مخازن پتروشیمی در احداث مخازن نفتی و گاز مایع و جلوگیری از آلودگی محیط زیست.
2. عایق حوضچه­های گل حفاری.
3. احداث حوضچه‌های تبخير مواد شيميايی.

1. عایق­بندی استخر کشاورزی، عایق استخرهای بتنی پرورش ماهی سردابی ، ساخت استخر پرورش ماهی پیش­اخته.

نیروگاه­ها :

• پوشش استخرها و حوضچه­های تبخیری در نیروگاه­های سیکل ترکیبی.
• ساخت و اجرای استخرهای خورشیدی.

مزایای ورق ژئوممبران

• مقاومت در برابر دمای 40- تا 70+ درجه سانتی­گراد.
• مقاومت در برابر اشعه ماورای بنفش خورشید.
• مقاومت در برابر عوامل محیطی مانند نور آفتاب، یخ زدگی و غیره .
• مقاومت در برابر عوامل محیطی و بیولوژیکی نظیر علف­های هرز ، جوندگان ، باکتری‎ها ، جلبک‎ها و غیره.
• نفوذناپذیری بسیار بالای ورق به طوری که 100% عایق‎بندی می‎شود.
• نچسبیدن خزه و جلبک به کف و دیواره استخر ژئوممبران.

طول عمر مفید ژئوممبران 

به دلیل آن‎که پلی اتیلن جزء اصلی تشکیل دهنده ورق­های ژئوممبران است، کیفیت و طول عمر ورق ژئوممبران به درصد پلی­اتیلن و درصد ناخالصی آن بستگی دارد، ورق پلی اتلیلن خالص تا حدود 50 سال در شرایط آب و هوایی کشور ، عمر مفید خواهد داشت.

تفاوت ژئوممبران و ژئوتکستایل

ژئوممبران به عنوان بستری مقاوم در برابر دمای پایین، سازگاری بالا در  برابر تغییر شکل و مقاوم در برابر خوردگی استفاده می‎شود. 

ژئوتکستایل‎ها به عنوان بستری با ویژگی استحکام بالا، مقاوم در برابر خوردگی، نفوذپذیری مناسب در آب، عملکرد ضد میکروبی مناسب، مقاومت کششی بسیار بالا، تصفیه و ضد فیلتراسیون استفاده می‎شود. 

ژئوتکستایل‎ها ضخیم بوده و در آب قابل نفوذ هستند، درحالیکه ژئوممبران سبک بوده و   در آب قابل نفوذ نیستند.

ژئوتکستایل به سبب پلیمری بودن در خاک تجزیه نمی‎شود و تا سالیان سال باعث زهکشی آب، استحکام بخشی به مصالح و محافظت از عایق‎های رطوبتی مانند ژئوممبران می‎شود.