پلی اتیلن چیست؟(بخش سوم)

پلی ­اتیلن سنگین
بخش سوم-مفهوم فرایندپذیری در سیلندر و ماردون

در دو بخش قبلی شاخص­ هایی که برای تعریف ریزساختار پلی ­اتیلن استفاده می­شوند تشریح شد که عبارت از طول مولکلول و مقدار شاخه هستند. برای اینکه بدانیم یک گرید مشخص از پلی­ اتیلن سنگین برای چه فرایند شکل­ دهی مناسب است یا اینکه آیا خواص مورد نظر ما را فراهم می­ آورد یا نه لازم است بدانیم که چه ارتباطی بین ریزساختار و این ویژگی­ها وجود دارد. این مبحث با ارتباط الزامات فرایندهای شکل­دهی با ریزساختار آغاز  می­شود.

پلی­ اتیلن در طی فرایندهای شکل­ دهی از گرانول­ های جامد به مذاب یکدستی تبدیل شده که با عبور از دای یا تزریق شدن داخل قالب شکل نهایی خود را گرفته و در نهایت خنک می­شود. پس، فرایندهای شکل­ دهی شامل  اکستروژن و در ادامه قالبگیری یا عبور از دای هستند.

در بخش اکستروژن مواد که معمولا به شکل گرانول هستند توسط حرکت ماردون داخل سیلندر به جلو هل داده شده و تحت تأثیر گرمایش از بدنه بیرونی سیلندر و نیز حرارت ناشی از اصطکاک مالشی مواد به هم و به بدنه دستگاه به مذاب تبدیل می­شوند. آنچه قابلیت فرایند در اکسترودر را تعیین می­کند فشار مذاب در سر اکسترودر یا آمپری است که موتور اکسترودر می­کشد. فشار مذاب کمتر یا آمپر پایین­تر موتور ضمن کاهش فشار وارده بر دستگاه و در نتیجه استهلاک کمتر، به کاهش مصرف انرژی کمک کرده و اینکه به کاربر اجازه می­دهد تا دورهای بالاتر ماردون را برای تولید مواد در فرایندهای اکستروژنی بکار گیرد.

این مهم زمانی اتفاق می­افتد که مقاومت مذاب در برابر حرکت کمتر باشد. این ویژگی که به آن ویسکوزیته می­گویند به سادگی با شاخص MFI قابل ارتباط است. بطور کلی هر چه MFI اندازه­گیری شده در وزنه 2.16 یا 5.0 کیلوگرم بالاتر باشد مقاومت در برابر حرکت مذاب یا ویسکوزیته آن کمتر بوده و ماده فرایندپذیرتر است. همانطور که در بخش اول از این سری مطالب عنوان شد MFI معیاری از طول مولکول بوده و با آن رابطه عکس دارد. یعنی MFI بالاتر معادل مولکول­ های کوچکتر بوده و این به معنی سهولت حرکت مذاب داخل سیلندر و ماردون می­باشد.

اگر چه MFIهای بالا برای تسهیل فرایند شکل­ دهی یک مزیت است ولی از طرف دیگر محصولی که با آن تولید می­شود از خواص به حد کافی بالایی برخوردار نیست (ارتباط خواص و ریزساختار در بخش ­های آتی بحث می­شود). شاخص دیگری که برای این منظور استفاده می­شود اختلاف طول مولکول­ها یا به عبارت دیگر توزیع طول مولکول­هاست که با نسبت MFI اندازه­گیری شده در وزنه­های 21.6 به 5 یا 2.16 کیلوگرم بدست می­آید. هر چه اختلاف طول مولکول­ها بیشتر باشد یا به عبارت دیگر هر چه نسبت MFIها بزرگتر باشد مذاب از مقاومت کمتری برای حرکت داخل سیلندر و ماردون برخوردار بوده یا ویسکوزیته کمتر بوده که این به معنی فرایندپذیری بهتر است.

پس برای اینکه از مزیت MFI پایین برای خواص مناسب بتوانیم استفاده کنیم لازم است نسبت MFIهای بالاتر داشته باشیم تا بتوان سهولت فرایندپذیری را برای این مواد ایجاد کرد.

میزان سهولت یا سختی عبور مذاب از داخل دای نیز با همین فرمول قابل ارزیابی است: MFIهای بالاتر و یا نسبت MFIهای بزرگتر موجب کاهش ویسکوزیته مذاب و در نتیجه تسهیل عبور مواد از داخل دای می­شوند.

در فرایند شکل­ دهی تزریق یک محدودیت برای توزیع طول مولکول ­ها وجود دارد و آنهم این است که برای سرد شدن یکدست مواد و جلوگیری از بروز تاب برداشتن قطعات لازم است از موادی استفاده شود که توزیع طول مولکول­های آن باریک باشد. به عبارت بهتر این مواد باید نسبت MFIهای کوچکتری داشته باشند. پس برای بهبود فرایندپذیری در گرید تزریق لازم است تکیه بر افزایش MFI باشد و نمی­توان برای این منظور روی افزایش نسبت MFIها حساب کرد.

پلی اتیلن چیست؟(بخش دوم)

در بخش قبل اولین ویژگی ریزساختار پلی­ اتیلن یعنی طول مولکول از طریق تعریف متوسط ها و توزیع وزن مولکولی تشریح شد. دومین ویژگی ریزساختار پلی اتیلن مقدار شاخه­ های آن است. این ویژگی روی قابلیت تشکیل بلور پلی اتیلن موثر است. حال سوال این است که بلور چیست؟

پلی اتیلن اگر زیر میکروسکوپ­ های قوی دیده شود شامل دو بخش آمورف یا بی شکل و بلور می­باشد (شکل 1). بلور بخش­هایی است که از کنار هم قرار گرفتن منظم و بسیار متراکم قسمت­ هایی از مولکول­ های پلی ­اتیلن تشکیل می­شود. آمورف در نقطه مقابل آن است و شامل بخش­هایی از مولکول­ های پلی ­اتیلن است که بدون نظم خاص و با فاصله در کنار هم هستند. پس پلی­اتیلن با اینکه فقط از یک جزء تشکیل شده است اما در واقع شامل دو فاز متفاوت است؛ یک فاز سخت و متراکم که بلور نامیده شده و یک فاز نرم و منعطف که آمورف نامیده می­شود.

شکل 1- مدل ساده دو فازی برای ساختار پلی اتیلن شامل نواحی بلورین (دایره های توخالی) و آمورف (بخش های قهوه ­ای)

برای اینکه مولکلو­ل های پلی­ اتیلن بتوانند در فاز بلور قرار گیرند لازم است کاملا خطی باشند. مولکلول­ های پلی ­اتیلن ذاتا خطی هستند و در این حالت مقدار فاز بلور می­تواند تا مقادیر بسیار زیاد نزدیک به 90 درصد نیز برسد و فقط 10 درصد ماده از بخش­های آمورف تشکیل شود. در این شرایط علاوه بر مقدار زیاد بلورها اندازه آنها نیز بزرگ است. اگر مولکول پلی ­اتیلن دارای شاخه باشد یعنی شامل بیرون زدگی­ هایی با طول متفاوت از بدنه اصلی مولکول باشد، تحت تأثیر این شاخه­ ها بخش­ های کوچک­تری از تعداد کمتری از مولکول ­ها می­توانند در تشکیل بلور مشارکت کرده و نتیجه آن مقدار فاز بلور کاهش یافته و اندازه بلورها هم کوچک تر می شود (شکل 2)

شکل 2- بلورهای مولکول پلی اتیلن خطی: بزرگتر و با مقدار یشتر (شکل بالا) و بلورهای مولکلول شاخه دار: کوچکتر و مقدار کمتر (شکل پایین)

تولید کنندگان مواد اولیه پلی­ اتیلن با کنترل مقدار شاخه می­توانند مقدار فاز بلورین را کنترل کنند. بدین ترتیب که هر چه مقدار شاخه قرار گرفته روی مولکول بیشتر باشد مقدار فاز بلورین کمتر می­شود. آنچه در مقیاس بسیار کوچک با تغییر مقدار فازهای بلورین و آمورف رخ می­دهد در مقیاس بسیار بزرگتر با اندازه­ گیری دانسیته قابل اندازه ­گیری است. هر چه مقدار فاز بلورین افزایش می­ یابد دانسیته پلی­ اتیلن بیشتر می­شود. پس دانسیته و مقدار فاز بلورین با هم رابطه مستقیم دارند (شکل 3).

شکل 3- ارتباط درصد تبلور و دانسیته

پلی اتیلن چیست؟(بخش اول)

بخش اول:

ریزساختار شامل تعریف طول مولکول

پلی­ اتیلن یکی از مهم­ترین پلاستیک­ های تجاری در تولید انواع محصولات متداول در فرایندهای شکل­ دهی متفاوت است. چنین طیف وسیعی از کاربردها یا خواص پلی ­اتیلن از تنوع در ریزساختار آن ناشی می­شود. مشخصات ریزساختار پلی­ اتیلن شامل طول مولکول از یک سو و شکل مولکول یعنی حالت خطی یا شاخه­ دار می­باشد (شکل 1).

 

شکل 1- مشخصات ریزساختاری شامل طول (سمت راست) و شکل (سمت چپ) در مولکول پلی اتیلن

تولید کنندگان مواد اولیه با بهره ­گیری از تکنولوژی مناسب و کنترل شرایط تولید قادرند تا این مشخصات ریزساختاری را روی مقادیر معینی تنظیم کرده و در نتیجه خواص دلخواه را در قالب گونه­های مختلف پلی­ اتیلن ایجاد نمایند.

اما در تولید این ماده هر چقدر هم دقت به خرج داده شود ولی بدلیل ماهیت فرایند، مولکول­های پلی­ اتیلن ساخته شده از نظر مشخصات ریزساختاری به هیچ وجه یکسان نمی­شوند. این یعنی از نظر طول مولکول و شکل آن تنوع وجود دارد. مثلا در مورد طول مولکول تعداد کمی از مولکول­ها بسیار بزرگ همین طور کوچک و تعداد زیادی اندازه بینابینی دارند. به عبارت دیگر یک توزیع در طول مولکول ­ها وجود دارد (شکل 2). در این صورت برای بیان طول مولکول با یک عدد چه باید کرد؟ علم آمار به کمک آمده و متوسط­ ها را برای این منظور معرفی کرده است.

سه نوع متوسط برای بیان مقدار طول مولکول پلی­ اتیلن وجود دارد که عبارتند از متوسط عددی، متوسط وزنی و متوسط z (زد). متوسط عددی یک میانگین معمولی از طول مولکول­ های پلی­ اتیلن است، درست همانطور که معدل چند نمرات درسی بدست می ­آید. پس در این نوع میانگین ­گیری تمام مولکول­ ها بدون توجه به طولشان یک درجه مشابه از اهمیت دارند. با این حال در این روش طول­ های کوچک مولکول بر مقدار متوسط محاسبه شده بسیار موثرتر از طول­های بزرگتر می­باشد همانطور که وقتی یک دانش آموز نمره درسی کمتر از 10 گرفته باشد یا اصطلاحا تجدید شده باشد به شدت معدلش را کم می­کند. در متوسط ­گیری وزنی هر چه طول مولکول بزرگتر باشد اثرش روی مقدار متوسط بزرگتر است. در این نوع متوسط بر خلاف متوسط عددی طول­ های بزرگ زنجیر تأثیر بیشتری در مقدار محاسبه شده برای متوسط وزنی دارد. در متوسط­ گیری z اهمیت طول زنجیر حتی از متوسط وزنی هم بیشتر شده بطوریکه مقدار محاسبه شده عمدتا از طول مولکولی­ های بسیار بزرگ تأثیر می­گیرد.

شکل 2- نمودار توزیع طول مولکول پلی اتیلن

بنابراین بطور کلی مولکول­های کوچک روی متوسط عددی، مولکول­ های با طول بینابینی روی متوسط وزنی و مولکول­ های بسیار بزرگ روی مقدار متوسط z موثرند. آنچه که ما بعنوان شاخص جریان مذاب یا MFI می­شناسیم ارتباط تنگاتنگی با متوسط وزنی دارد. نسبت شاخص جریان مذاب در وزنه­ های 21.6 به 2.16 یا 5.0 کیلوگرم که تحت عنوان FRR نیز شناخته می­شود ارتباط مستقیمی با نسبت متوسط­های وزنی به عددی دارد. متوسط z علیرغم اینکه با روش های معمول مثل MFI قابل اندازه­ گیری نیست ولی هر جا موضوع استحکام مذاب مطرح است مثل پایداری حباب فرایند فیلم دمشی یا کش آمدن روده در فرایند قالبگیری دمشی تحت تأثیر آن می­باشد

ESCR چیست؟

شكست در سطح پليمرها، تحت تنش­ هاي چند محوري در حضور عوامل سطح فعال نظير شوینده­ ها، ترکزایی ناشی از تنش در محیط مهاجم یا به اختصار ESC ناميده مي­شود. در این پدیده فيزيكي حفره­ هاي بسيار كوچك ناشی از تنش­ های اعمالی به پلیمر تشکیل شده که منشأ آن نقایص ذاتی موجود در پلیمر (که تحت عنوان flaw شناخته می­شود) یا نقایص اکتسابی (مثلا ایجاد ترک حین شکل­ دهی یا نصب و استفاده) بوده و در اثر عامل سطح فعال این تنش و در نتیجه حرکت و تغییر شکل زنجیرهای پلیمری تشدید می­شود. در ادامه این حفرات تلفيق شده و با تشكيل نوارهاي صفحه ­اي که دو طرف دهانه ترک را بهم وصل کرده و نهايتا با پارگی آنها تركچه­ ها کم کم رشد کرده و به ترک منجر می­شوند. پس از رسیدن به طول بحرانی، رد شدگی نمونه رخ می­دهد.

پلیمرهای نیمه بلورین مانند پلی­ اتیلن و پلی پروپیلن، متشکل از دو ناحیه آمورف و بلورین هستند. در بخش آمورف زنجیرها بهم گره خورده­ اند که تعداد گره­ خوردگی­ها متناسب با وزن مولکولی است. نواحی بلورین نیز به یکدیگر و نیز به بخش آمورف اتصال فیزیکی دارند که از طریق زنجیرهای رابط ممکن می­شود. زنجیرهای پلیمری که طی چندین بار ورود و خروج به نواحی بلورین موجبات این اتصال را فراهم کرده و یکپارچگی ساختار غیر همگون پلیمرها را فراهم می­کنند. زنجیرهای رابط عملا مهم­ترين عامل ساختاري هستند كه تعیین کننده مقاومت پلیمر در برابر تنش در محیط مهاجم است که به اختصار ESCR نامیده مي­شود. در پلی الفین ­ها افزايش وزن مولكولي و نیز افزایش مقدار کومنومر و توزیع آن روی زنجیرهای بلند­تر موجب افزایش احتمال تشكيل زنجیرهای رابط شده كه در نتیجه بهبود ESCR را بدنبال دارد.

در پلی الفین­ ها و در بین عوامل فوق، متوسط وزن مولکولی z و نیز حضور و افزایش مقدار کومنومر قرار گرفته روی آنها بیشتر از بقیه در افزایش ESCR موثرترند.

در مواردی که قطعات ساخته شده از پلیمرها در شرایط خاص محیطی از قبیل تماس با مواد خورنده یا محلول­ های شمیایی و .. قرار دارند، انجام آزمون ESCR بر روی پلیمر ضرورت پیدا می­کند.

 استانداردهای بین ­المللی متعددی برای آزمونESCRوجود دارد که در هرکدام به شرایط خاصی از نظر ضخامت نمونه مورد آزمون، غلظت محلول شیمیایی، دمای محلول و … اشاره شده است. با توجه به کاربرد و روش شکل­ دهی پلیمر از قبیل بطری­ ها، مخازن، ورق ­ها و … ، این آزمون مطابق استاندارد مربوط به آن محصول انجام می­گردد.

کنترل کیفیت ژئوتکستایل

درباره ژئوتکستایل ها:

ژئوتکستایل ها( Geotextile) منسوجاتی بر اساس الیاف مصنوعی و  نفوذپذیر هستند که توانایی جداسازی، فیلتر کردن، تقویت، حفاظت یا تخلیه در هنگام استفاده همراه با خاک، را دارند در نام ژئوتکستایل پیشوند ژئو یعنی زمین و تکستایل یعنی پارچه، به این ترتیب آن را منسوج با قابلیت پوشاندن زمین(خاک) ترجمه می‌کنند. ژئوتکستایل‌ها که بر پایه پلی استر و پلی پروپیلن و ترکیبی از سایر مواد پلیمری با گرماژ و ابعاد گوناگون تولید و از کنارهم قرارگرفتن الیاف ریز پلیمری و در هم تنیدن تشکیل می‌شوند که با روش‌های گوناگون نظیر سوزنکاری (Needle Punching)، حرارتی (Heat Bonding) یا شیمیائی (Resin Bonding)، تولید میگردند و دارای ساختاری نمدگونه و بدون تاروپودهای مشخص (بدون بافت) است.

ساختار متخلخل باعث وجود خواص مطلوبی نظیر موئینگی و جذب آب، آبگذری، تحمل فشار و ضربات، جذب قیر و از همه مهمتر امکان عبور انتخابی یعنی عبور دادن سیالات در حالی که ذرات خاک اجازه عبور ندارند میگردد.

ژئوتکستایل‌ها بر پایه پلی استرها (PES/PET) و پلی پروپیلن‌ها (P.P) به دو صورت بافته (Woven) و نبافته (Non woven) وجود دارد.در صورتی كه الیاف ساخته شده از این پلیمرها توسط ماشین‌های بافندگی و به صورت دو مجموعه نخ عمود بر هم بافته شده باشد ژئوتكستایل بافته شده Woven واگر الیاف تصادفی و نامنظم به روش سوزنکاری کنار هم قرار گرفته شده باشند، بافته نشده NonWoven هستند.

کنترل کیفیت ژئوتکستایل ها:

با توجه به گستره ی کاربرد ژئوتکستایل ها و همچنین مزایای استفاده از آنها که شامل ساخت و نصب سریع، صرفه اقتصادی، مقاومت شیمیایی، دوام زیاد، کاهش میزان حفاری و … میباشد، موضوع کنترل کیفیت این محصولات جهت بهره مندی حداکثری از این مصالح  بسیار حایز اهمیت میگردد چرا که كاربرد مصالح جديد و به ويژه پوشش هاي مصنوعي در پروژه هاي بزرگ، ممكن است با ريسك پذيري بالايي مواجه بوده و به همين دليل مشاوران و طراحان با احتياط با اين موضوع برخورد مينمايند که يكي از قابل توصيه ترين اقدامات در چنين شرايطي، بهره گيري از خدمات آزمون و مقایسه با استانداردهای تعریف شده است. از استانداردهای متداول جهت کنترل کیفیت این نوع از ژئوسنتتیک ها میتوان به استاندارد های GT12  و ZTV اشاره کرد.

خصوصيات ژئوتكستايل ها همانند ساير محصولات مورد استفاده در فعاليت هاي مهندسي، به مواد به كار برده شده در توليد آنها، چگونگي ساخت و خواص محصول نهايي بستگي دارد . طبقه بندي هاي متفاوتي براي ويژگي هاي فني اين توليدات ارائه شده است، ليكن خصوصيات اصلي آنها را مي توان در سه گروه شامل :

  • خصوصيات فيزيكي: جرم مخصوص، جرم واحد سطح، ضخامت، انعطاف پذيري.
  • خصوصيات مكانيكي: دوام، مقاومت كششي، مقاومت به سوراخ شدگي و شكافتگي، مقاومت به گسيختگي، خواص اصطكاكي .
  • خصوصيات هيدروليكي: اندازه خلل و فرج، نفوذ پذيري ، قابليت انتقال تقسيم بندي كرد

  از روي اين خصوصيات و با توجه به شرايط و محل استفاده، مي توان نوع ژئوتكستايل مناسب را جهت هر فعاليت مهندسي تعيين و انتخاب نمود.

آزمایشات متداول جهت کنترل کیفیت ژئوتکستایل هابه شرح زیر می باشد :

2.1. BS – EN 965 -1995 : Geotextiles and geotextile–related productss – determination of mass per unit area .

2.2. EN –ISO -10319-2008 : Geotextiles , wide – width tensile test .

2.3.ASTM D4632 -2008 : Standard test method for grab breaking load and elongation of geotextiles .

2.4. BS – EN –ISO -12236-2006 : Geotextiles and geotextile–related products – static puncture test ( cbr – test ).

2.5. BS – EN -13433-2007 : Geotextiles and geotextiles related products – dynamic perforation test (cone drop – test).

2.6.BS– EN – ISO – 11058 -2010 : Geotextile and geotextile – related products – determination of water permeability characteristics normal to the plane , without load.

2.7. DIN–EN–ISO–10320-1999 : Geotextile and geotextile – related products identification on site.

2.8 .ASTM D – 4533 -2011 : Standard test method for trapezoid tearing strength of geotextile.

2.9 . DIN – EN – 14030 -2003 : Geotextile and geotextile – related products– screening test method for determining the resistance to acid and alkaline liquids .

2.10 . BS – EN – 964 – 1– 1995 : Geotextile and geotextile – related products– determination of thickness at specified pressures single layers.

موسسه اندیشه برتر میران به عنوان آزمایشگاه همکار بزرگترین پروژه عمرانی اجراشده با محصولات ژئوسنتتیک(دریاچه چیتگر) با بیش از ده سال سابقه ی فعالیت دراین حوزه، کلیه آزمون های مورد نیاز در این خصوص را به مشتریان خود ارائه میدهد.

جهت دریافت اطلاعات بیشتر میتوانید با همکاران ما تماس حاصل فرمایید.

آزمایشگاه ژئوسنتتیک

کنترل کیفیت ژئوسینتتیک ها

با توجه به گسترش روزافزون استفاده از محصولات ژئوسینتتیک در چند سال اخیر در پروژه های عمرانی، کشاورزی، زیباسازی و …، بررسی و کنترل کیفیت این محصولات مطابق با استانداردهای بین المللی امری حیاتی و اجتناب ناپذیر می باشد.
محصولات ژئوسینتتیکی که عمدتا در پروژه های فوق مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

1- ژئوممبران(Geomembrane):

این محصول از پلیمرهای مختلف از جمله پلی اتیلن با چگالی سنگین (HDPE)، پلی اتیلن با چگالی سبک خطی(LLDPE) و پلی وینیل کلراید(PVC) ساخته می شود که با توجه به کاربری پروژه از هر یک از آنها می توان استفاده نمود. از کاربردهای ژئوممبران می توان به آب بندی استخرها و تونل ها، زیرسازی جاده ها و معابر و …. اشاره نمود. استانداردهای که اغلب برای کنترل کیفیت ژئوممبران ها مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از: GM13، GM17، ZTV.

 

2- ژئوتکستایل (Geotextile):

این محصول پوشش پلیمری محافظی است که از آن جهت تحکیم و تسلیح خاک، فیلتراسیون، حفاظت، جداسازی و… در انجام فعالیت‌های عمرانی استفاده می گردد که در دو نوع بافته شده یا منسوج (Woven) و بافته نشده یا غیرمنسوج (Non Woven) تولید می‌شود. استانداردهایی که اغلب برای کنترل کیفیت ژئوتکستایل ها مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از: GT12a، GT12b ، ZTV.

 

 

 

3- ژئوگرید(Geogrid):

صفحه ای است دارای ساختار متشکل از رشته‌ها (Ribs) که بصورت عمود بر هم (طولی و عرضی) یا غیر عمود در نقاطی به نام نقاط اتصال (Junction) به طرق مختلف بهم متصل شده اند و چشمه‌هائی به شکل شبکه(Geo Grid)و یا چند ضلعی (Geo Net) را بوجود آورده اند.ازجمله کاربردهای ژئوگریدها می توان به جداسازی، فیلتراسیون، افزایش مقاومت بستر جاده و …اشاره کرد.

 

 

 

4- واتراستاپ(Waterstop):

واتراستاپ ها به منظور آب بندی درزهای اجرایی و محل های قطع بتن مورد استفاده قرار می گیرد. از انواع واتراستاپ ها می توان به واتراستاپ از جنس PVC (پی وی سی) و واتراستاپ بنتونیتی اشاره کرد. استانداردی که اغلب برای کنترل کیفیت واتراستاپ های پی وی سی یا پلی الفینی مورد استفاده قرار می گیرد استانداردZTV می باشد.

 

 

 

 

 

 

5- ژئوکامپوزیت(Geocomposit):

ژئوکامپوزیت ها معمولا ترکیبی از یک یا 2 لایه ژئوتکستایل به همراه یک لایه ژئوممبران می باشد که بصورت لمینیت شده به کار می رود و در برخی پروژه ها جانشین استفاده از ژئوتکستایل و ژئوممبران بصورت مجزا شده است.

 

 

 

 

 

6- ژئوسل(Geocell):

ژئوسل فرآورده‌ای پلیمری، سه بعدی و نفوذپذیر با ساختاری لانه زنبوری یا سلولی می باشد. ‌ژئوسل‌ها از سلول‌های مجاور هم قرار گرفته‌ای تشکیل می‌شوند که با تولید نوارهایی از جنس مواد مرکب مصنوعی به صورت قالبی درست می‌شوند. از ژئوسل ها به عنوان تحکیم بستر مسیل ها، تقویت کننده زمین های سست، عامل کنترل فرسایش در شیب ها و…. می توان استفاده کرد. استانداردی که اغلب برای کنترل کیفیت واتراستاپ های پی وی سی یا پلی الفینی مورد استفاده قرار میگیرد استانداردGS15 می باشد.

 

 

 

 

7- ژئودرین(Geodrain):

ورق های ژئودرین ازجنس پلیمر (پلی اتیلن) هستند و دارای برآمدگی هایی می باشند که هدف از وجود این برآمدگی های دایره ای شکل ایجاد یک فضای مناسب برای انجام عملیات زهکشی (دریناژ) می باشد. ورق های ژئودرین عموما در قسمت هایی از سازه ها قرار می گیرند که آن ناحیه ها همواره با رطوبت های زیاد و یا حتی آب می باشند.

 

 

 

 

8- ژئومت(Geomat):

ورق های ژئودرین ازجنس پلیمر (پلی اتیلن) با ضخامت کم ( چند میلیمتر) هستند و دارای برآمدگی هایی می باشند که هدف از وجود این برآمدگی های دایره ای شکل ایجاد یک فضای مناسب برای انجام عملیات زهکشی (دریناژ) با دبی بالا می باشد.

 

 

 

 

 

9- ژئونت(Geonet):

ژئونت ها گروه دیگری از ژئوسنتتیک ها هستند که از مواد پلیمری و همانند شبکه های توری شکل تولید و عرضه می گردند. آزمایش¬های مختلف بر روی این محصولات و به خصوص شکل هندسی توری ها و ضخامت تارهای به کار رفته در آنها نشان داد این نوع محصولات از قابلیت زهکشی بالای برخوردارند، .بدین ترتیب رفته رفته کاربرد ژئونت ها در فعالیت های مختلف عمرانی و به خصوص زهکشی خاک متداول گشت. ژئونت ها به خاطر قابلیت زهکشی در صفحاتشان این خاصیت را دارند که همراه با سایر ژئوسنتتیک ها مثل ژئوگریدها ، ژئوتکستایل ها و یا ژئوممبرین ها در امور مختلف عمرانی مورد استفاده قرار گیرند.

ژئوممبران و کنترل کیفیت آن

ورق ژئوممبران چیست و چه کاربردی دارد؟

ژئوممبران: (Geomembrane) ژئوممبران گونه‌ای از مصالح ژئوسنتتیک و نوعی پوشش پلیمری به صورت ورق می‌باشد که بدون نیاز به زیرساخت می‌تواند بعنوان لایه محافظ در عایق‌بندی استخرهای خاکی وسیمانی و مخازن ذخیره آب و مواد شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد. این ورق‌ها با استفاده از جوش حرارتی یا روشهای مختلف در کنار هم قرار می‌گیرند. ورق ژئوممبران از پلیمرهای مختلفی مانند پلی اتیلن یا پلی وینیل کلراید ساخته می‌شود. از ژئوممبران برای عایق‌بندی استخرهای خاکی، مخازن ذخیره آب و مواد شیمیایی استفاده می‌شود.

معمولا ورق های ژئوممبران در عرض های مختلف (به طور متداول از 2.2 تا 9 متر) و طول رول‌های متنوع با ضخامت های 0.75، 1، 1.5، 2، 2.5 و 3 تولید می‌شوند.

انواع ژئوممبران

  1. ژئوممبران پلی اتیلن سنگین (high-density polyethylene)
  2. ژئوممبران پلی اتیلن سبک (linear low density polyethylene)
  3. ژئوممبران پی وی سی (PVC: polyvinyl chloride)
  4. ژئوممبران پلی اتیلن بسیار سبک (VLDPE: very low density polyethylen)

مزایای ژئوممبران نسبت به سایر آب بندها

  • کاهش هزینه‌های اجرای استخر ژئوممبران در مقایسه با استخرهای بتنی و یا سنگ وسیمانی.
  • زمان اجرای بسیار کمتر برای ساخت استخر ژئوممبران نسبت به استخرهای بتنی.
  • عایق‌بندی بسیار بالاتر ورق ژئوممبران در مقایسه با سایر پوشش‌های متداول.
  • نچسبیدن خزه و جلبک به کف و دیواره استخر ژئوممبرانبه طوری که استفاده از آن برای مخازن ذخیره آب شرب کاملاً استاندارد و متداول است.
  • مقاومت بالا در برابر عوامل محیطی (مانند نور آفتاب، یخ زدگی و …) و عوامل بیولوژیکی.

کاربردهای ورق ژئوممبران

اگر چه ورق ژئوممبران بیشتر برای عایق‌بندی استخر ذخیره آب استفاده می‌شود، اما این محصول کاربردهای زیادی در صنعت، کشاورزی و دامپروری دارد. از آن جمله می‌توان موارد زیر را بر شمرد:

  • استفاده درمخازن آب به منظور جلوگیری از هرز رفتن و آلوده شدن مخازن.
  • استفاده در مخازن پساب به منظور جلوگیری از آلودگی محیط و آبهای زیر زمینی.
  • ایزولاسـیون سـازه هـای بتنـی زیـر زمینـی جهت محافظـت در برابـر رطوبت و مـواد خورنده.
  • پوشـش دهـی پـی سـاختمان هـای مرتفـع جهـت جلوگیـری از نفـوذ آب در فوندانسـیون سـاختمان.
  • پوشش دهی لاگون های تصفیه فاضاب های شهری و پساب های صنعتی.
  • استفاده جهت ایجاد پوشش غیر قابل نفوذ در محل های دفن بهداشتی زباله.
  • استفاده به عنوان عایق دراستخر های نگهداری آب.
  • استفاده به عنوان عایق در دریاچه های مصنوعی.
  • پوشش دهی تالاب ها و دریاچه های مصنوعی.
  • پوشش دهی حوضچه های پرورش ماهی و میگو.
  • پوشش دهی مخازن ذخیره مواد شیمیایی.
  • پوشش دهی تونل های عبور و مرور وسایل نقلیه و مترو.
  • پوشش دهی کانال های انتقال آب و فاضلاب.
  • استفاده در بستر سازی جاده ها و خطوط ریلی.
  • استفاده در محل هایی که نیاز به ایزولاسیون دارد.
  • استفاده در فرایند لیچینگ مواد معدنی.
  • پوشش دهی کف و دیواره مخازن سوخت.
  • پوشش دهی حوضچه های تبخیر.

خصوصیات فیزیکی و کاربردی ژئوممبران ها

خصوصیات فیزیکی و کاربردی انواع ژئوممبران ها با توجه به ترکیبات شیمیایی آنها بسیار متفاوت است، فاکتورهای کلیدی جهت بررسی و ارزیابی ژئوممبران ها، با نصب و راه اندازی، جوشکاری، تعیین مقاومت شیمیایی و سازگاری زیست محیطی آنها مشخص خواهد شد. کنترل فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی نظیر اثرات انرژی خورشیدی بر سطح پوششهای ژئوممبران، دقت در نصب، آزمایش های فیزیکی و شیمیایی، کنترل میزان نشت و نیز آنالیز وضعیت رسوبات در حین سرویس دهی این مواد ضروری است.

با توجه به موارد فوق جهت کنترل کیفیت این محصولات موارد ذیل باید مورد بررسی قرار گیرد.:

1-خواص فیزیکی و مکانیکی شامل: ضخامت ،دانسیته، خواص کششی، مقاومت پارگی، مقاومت سوراخ شدگی، درصد و میزان توزیع دوده،OIT  و …)

2- خواص تعیین کننده طول عمر: شامل مقاومت در برابر تنش های محیطی و القای اکسایشی طولانی مدت و UV.

3- مقاومت درزها.

تمام خصوصیات فوق را می‌توان بوسیله آزمایش‌های استاندارد اندازه‌گیری نمود. و این مؤسسه امکان انجام کلیه آزمون های  فوق را مطابق انواع استانداردهای بین المللی دارا بوده و در بسیاری از پروژه های عمرانی کشور ارائه خدمات نموده است.