ژئوممبران چیست؟ (ساخت مخازن ذخیره آب با ورق‌های ژئوممبران)

ژئوممبران (به انگلیسی: Geomembrane) به ورق‌هایی گفته می‌شود که جهت عایق‌سازی و جلوگیری از نفوذ آب و مایعات دیگر به بستر خاک استفاده می‌شود. این ورق‌ها از جنس پلی اتیلن و پلی وینیل کلراید ساخته می‌شوند و نیازی به زیرساخت جداگانه ندارند. ورق‌های ژئوممبران را در استخر یا مخازنی به منظور کشاورزی، آبزی پروری، شهرسازی، معدن و… ایجاد و بهره‌برداری می‌کنند.

مخزن ژئوممبران

یکی از روش‌های نوین که در اثر پیشرفت تکنولوژی برای منبع آب، خصوصا در زمین کشاورزی به وجود آمده، عایق کاری مخزن آب است. این کار به روش‌های مختلفی انجام می‌شود و بسته به جنس تانکر آب (بتنی، فایبرگلاس، فلزی و پلی اتیلن) انجام می‌شود. البته امروزه، منبع ذخیره آب از جنس پلی اتیلن در میان متقاضیان، طرفدار بیشتری پیدا کرده و پس از اینکه با ورق‌های ژئوممبران آب‌بندی می‌شوند، ورق ژئوممبران نامیده می‌شوند. انواع ورق‌های ژئوممبران را در لیست زیر قرار می‌دهیم:

ژئوممبران بر پایه ساخت پلی اتیلن سنگین با نام تجاری HDPE
ژئوممبران بر پایه ساخت پلی اتیلن سبک با نام تجاری LLDPE
ژئوممبران PVC سبز رنگ یا آبی رنگ
ژئوممبران EPDM
ژئوممبران RPP
ژئوممبران TRP

ژئوممبران HDPE

ژئوممبران HDPE (یا همان پلی اتیلن با چگالی بالا) پرکاربردترین و پرمصرف‌ترین ورق است که به دلیل دوام، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و قیمت ارزان، انتخاب اول برای “پروژه‌های آسترکشی” است.

ژئوممبران HDPE اغلب در پروژه‌هایی مانند دفن زباله، پوشش مخازن و همچنین پوشش‌های حوضچه و کانال آب، استفاده می‌شود. HDPE نسبت به سایر انواع آن، ضخامت بالاتر و مقاومت بیشتری دارد و در برابر دماهای بالا، مقاوم‌تر است.

ژئوممبران LLDPE

ژئوممبران (LLDPE) پلی اتیلنی با چگالی کم است که انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به HDPE دارند. LLDPE برای آن دسته از پروژه‌هایی که نیاز به انواع غیرقابل نفوذ ورق دارند، مناسب است. این محصول با رزین‌های پلی اتیلن بکر ساخته می‌شود تا در برابر دماهای پایین و اشعه ماورا بنفش، مقاوم باشد.

ژئوممبران‌های LLDPE برای استفاده در مدت زمان طولانی استفاده می‌شود و سال‌های طولانی‌تری سالم می‌مانند. بیشترین استفاده از آن مربوط به کاربردهای صنعتی مانند مخازن ذخیره مایعات و محفظه زباله‌های محیطی و حیوانی است.

ژئوممبران پی وی سی (PVC)

ژئوممبران پلی وینیل کلراید (PVC) یک ماده عایق رطوبتی گرمانرم است که از وینیل، نرم کننده‌ها و تثبیت کننده‌ها ساخته می‌شود. ژئوممبران PVC در برابر پارگی، سوراخ شدن و ساییدگی مقاوم است، به همین دلیل از آن برای جلوگیری از ورود آلاینده‌ها به منابع آب و حفظ آب آشامیدنی استفاده می‌شود. ژئوممبران پی‌وی‌سی، بسیار انعطاف‌پذیر است تا به این نحو از آن برای دفن زباله‌ها و کانال‌ها، پوشش مخازن، تصفیه خاک و لاینرهای تالاب فاضلاب استفاده شود.

ژئوممبران EPDM

ژئوممبران اتیلن پروپیلن داین مونومر (EPDM)، یک ماده انعطاف‌پذیر و بادوام است که می‌تواند در برابر سوراخ شدن و شرایط بد آب و هوایی، کاملا مقاوم باشد. EPDM بافتی شبیه به لاستیک دارد و در برابر اشعه ماورا بنفش بسیار مقاوم است. از ژئوممبران EPDM معمولا به عنوان موانع سطحی برای سدها، سایت‌های آبیاری، حیاط خلوت، کشاورزی، حوضچه‌های آبیاری، آسترها و پوشش‌ها استفاده می‌شود.

ژئوممبران RPP

ژئوممبران پلی پروپیلن تقویت شده (RPP) برای کاربردهای طولانی مدت آب و زباله های صنعتی استفاده می‌شود. این نوع ورق ژئوممبران، از یک کوپلیمر پلی پروپیلن تثبیت شده با اشعه ماوراء بنفش ساخته شده تا باعث انعطاف پذیری، پایداری و مقاومت شیمیایی بسیار بالای آن شود.

ژئوممبران‌های RPP جایگزینی عالی برای عایق‌هایی است که به دلیل شرایط آب و هوایی ناهموار و ناسازگار، دچار چین خوردگی می‌شوند. برای اطمینان از اینکه این عایق محکم و بادوام است، از اسکیم نایلونی برای آن‌ها استفاده می‌شود. این نوع ژئوممبران، معمولا در مصارف شهری، آبزیان، باغبانی، آسترهای حوضچه‌های تبخیر و زباله‌های معدن کاربرد دارد.

ژئوممبران TRP

ژئوممبران تقویت شده پلی اتیلن (TRP) تقریبا مشابه RPP است، اما در ساخت آن‌ها به جای پلی استر از پارچه پلی اتیلن استفاده می‌کنند. این عایق، یک گزینه ایده آل برای پوشش حوضچه‌های نگهدارنده موقت و یک راه حل بادوام برای اصلاح خاک است. از خواص فیزیکی آن می‌توان به مقاومت شیمیایی، محدوده دمایی پایین و پایداری در مقابل اشعه ماوراء بنفش خورشید اشاره کرد. از این نوع ژئوممبران برای کانال‌ها، برزنت‌های صنعتی، دفن زباله‌ها، مصارف کشاورزی و شهری استفاده می‌شود.

راهنمای خرید ورق ژئوممبران مناسب

اولین و مهمترین عامل در انتخاب و استفاده از ژئوممبران مناسب، میزان انعطاف پذیری آن است. پس مثلا برای استفاده از آن به عنوان استخر ذخیره آب کشاورزی و پرورش آبزیان، از ورق HDPE یا پلی اتیلن سنگین و از سایر ورق‌ها برای پروژه‌های راهسازی و ساختمانی استفاده می‌شود. دومین عامل، عمق یا ارتفاع خود پروژه است که باعث می‌شود تا به طور مستقیم، ورق تحت فشار قرار بگیرید. ورق‌ها معمولا در سه ضخامت ۱، ۱.۵ و ۲ میلیمتر تولید می‌شوند. به عنوان مثال: در استخر های ذخیره آب کشاورزی با عمق بالاتر از ۸ متر، ورق ۲ میلیمتری مناسب است.

مخازن پلی اتیلن با نفوذپذیری کم و نزدیک به صفر ساخته می‌شوند. این نوع ورق‌ها به دلیل مقرون به صرفه بودن و انعطاف‌پذیری بالایی که دارند، کاربرد زیادی دارند. در ادامه کاربردها و مزایای ورق‌های ژئوممبران پلی اتیلن را به طور کامل بیان می‌کنیم.

ساخت مخازن آب و مخازن نفتی با ورق‌های ژئوممبران

کاربرد ورق‌های ژئوممبران

ساخت مخزن ژئوممبران در زمین کشاورزی در زمان‌هایی که قصد ساخت مخزن بزرگ را داشته باشید؛ بسیار مرسوم و یکی از کاربردهای اصلی ژئوممبران به حساب می‌آید. در این زمان، محاسبه حجم مخزن مناسب برای زمین کشاورزی، اولین گام برای راه‌اندازی مخزن به وسیله ورق‌های ژئوممبران است که برای ساخت مخزن حجیم و بزرگ، یکی از از محبوب‌ترین و متداول‌ترین نوع مخازن است.

ورق ژئوممبران را با عنوان “عایق استخر” نیز می‌شناسند. در لیست زیر به انواع کاربرد آنها اشاره خواهیم داشت:

برای پوشش دهی و عایق کاری پی ساختمان‌ها
عایق کاری لاگون های فاضلاب شهری
برای ساخت دریاچه های مصنوعی
برای پوشش دهی تالاب ها و دریاچه های طبیعی
برای عایق کاری مخازن نگهداری مواد شیمیایی و اسیدی
برای عایق کاری تونل های مترو
برای عایق کاری مخازن حمل سوخت
برای حوضچه‌های پرورش ماهی
برای بازیابی نمک
برای کانال‌های آبیاری
دریاچه‌ مصنوعی
استخر تفریحی
حوضچه‌های نگهداری آب

ورق‌های ژئوممبران دارای مزایای متعددی هستند که در زیر به قابل توجه‌ترین مزایای آنها می‌پردازیم:

سطح مقاومت شیمیایی و حرارتی بسیار بالا
مقاوم در برابر سرما و گرمای شدید
هزینه خرید و نصب کمتر نسبت به سایر روش های عایق بندی
مقاوم در برابر ضربه های احتمالی
مقاوم در برابر اشعه نور خورشید و آب و هوا
مقاومت بالایی در برابر عوامل زیست محیطی(بین ۷۰- تا ۸۰+ درجه سانتی گراد)
مقاوم در برابر پوسیدگی در طولانی مدت
مقاوم در برابر خورندگی انواع اسید ها و مایعات شیمیایی
عدم تکثیر خزه و جلبک روی سطح ژئوممبران
جلوگیری از ورود شوری زمین به آب

جمع آوری و ذخیره آب باران با استفاده از مخزن آب

بیشتر بخوانید

مشخصات فنی ژئوممبران

بسته به مواد اولیه و فرآیندهای تولیدکنندگان، ورق‌های ژئوممبران، تنوع بسیاری از لحاظ کیفیت و قیمت دارند که اصلی‌ترین مشخصات فنی این ورق‌ها هنگام خرید موارد زیر است:

رنگدانه‌های موجود

اصولا ورق ژئوممبران در دو رنگ آبی و مشکی ساخته می‌شود و از بین آنها “رنگ مشکی” بهتر است، چرا که این رنگ به دلیل کربن مشکی موجود در خود، ژئوممبران است. در حالی که رنگ آبی به وسیله رنگدانه‌هایی است که به آن اضافه می‌شوند و می‌تواند عمر مفید ژئوممبران را کاهش دهد.

مواد اولیه

ترکیب مواد تشکیل‌دهنده ژئوممبران متفاوت است که تحت آزمایش می‌توان درصد ترکیبات اصلی آن را بدست آورد. برای این که کیفیت یک ژئوممبران را تعیین کرد؛ علاوه بر درصد ترکیب این مواد، روند تولید و چگونگی ترکیب آنان نیز بسیار اهمیت دارد. نوع دستگاه تولید کننده ورق‌های ژئوممبران نیز جزو عواملی است که در کیفیت، اثر زیادی دارد.

صیقلی بودن سطح ورق

به میزانی که سطح روی ژئوممبران صیقلی‌تر باشد؛ مقدار بازتاب نور خورشید در آن بیشتر است و جذب کمتر گرما و نور خورشید را در پی دارد. در واقع هر چه سطح روی ژئوممبران برجستگی کمتری داشته باشد و بیشتر صاف و صیقلی باشد، باعث کاهش پوسیدگی و افزایش طول عمر ژئوممبران می‌شود.

تلرانس ضخامت سطح

به اختلاف ضخامتی که در کل سطح ژئوممبران وجود دارد، تلرانس می‌گویند. به طور مثال: اگر تلرانس یک ورق ۵ میلی‌متر است به این معنی است که در بعضی از سطوح ورق، ممکن است ضخامت از این مقدار کمتر یا بیشتر باشد.

جوشکاری

در صورت انجام جوشکاری ژئوممبران به خوبی نیز کیفیت یک ژئوممبران بالا می‌رود. یک ورق ژئوممبران ممکن است، پس از مدتی نیاز به جوشکاری مجدد داشته باشد، یعنی دیگر قادر به آب‌گیری نباشد و یا حتی نیاز به تعمیرات پیدا کند. در این صورت، اگر کیفیت ژئوممبران پایین باشد؛ جوش آب‌بند صورت نمی‌گیرد.

مراحل نصب صحیح ورق‌های ژئوممبران چیست؟

اصلی‌ترین مرحله بهره‌برداری از ورق‌های ژئوممبران، مرحله نصب آن است که باید به صورت اصولی، طراحی و اجرا شود. در لیست زیر مراحل صحیح نصب ورق‌های ژئوممبران توضیح داده شده است:

آماده‌سازی بستر به نحو مناسب
چیدمان صحیح ورق‌ها قبل از نصب
برش کاری ورق‌های ژئوممبران به صورت دقیق و اندازه‌گیری شده
پهن کردن ورق‌ها و انجام اتصالات اولیه بین آنها
جوشکاری اتصالات ورق ژئوممبران
تست عایق کاری و اطمینان از عایق‌بندی
ترمیم و تعمیر نقاط عایق‌بندی نشده در صورت نیاز
بهره‌برداری

مراحل نصب ورق‌های ژئوممبران برای ساخت مخزن آب

آب‌بندی ژئوممبران

برای انتخاب مخزن ژئوممبران باید به سیالاتی که قصد ذخیره آنها درون مخزن را دارید، توجه کنید. این سیالات، بسته به نوع سیال ذخیره شده؛ فشار درونی مشخصی را به دیواره‌های مخزن وارد می‌کنند. بنابراین در برخی از موارد، برای ذخیره مایعات خاص، باید جنس مخزن در برابر زنگ‌زدگی، مواد شیمیایی و خوردگی مقاوم باشد. البته نوع آب بند و انتخاب آب بند مناسب نیز در این موضوع تاثیرگذار است. در لیست زیر، عوامل مهمی که باید در زمان خرید مخزن ژئوممبران در نظر بگیرید را مشاهده می‌کنید:

میزان فشار بار
ابعاد مخزن
نوع کاربری مخزن
سیال (جاری یا ساکن) داخل سازه
میزان بودجه برای ساخت مخزن
سازه مخزن دارای سقف است یا خیر
نوع و میزان تماس شیمیایی، فیزیکی و دمایی سیال

نکات مهم بعد از آب‌بندی مخزن

بررسی دوره‌ای و تعمیر مخزن در صورت ایجاد نشتی در مخزن
ترمیم شکستگی، ترک مویی و…
شستشو و نظافت مخزن برای جلوگیری از ایجاد جلبک، قارچ و کپک
ماهیچه‌کشی در محل اتصال، کف و دیواره‌ها
استفاده از بولت‌ها در پوشش‌های فایبرگلاس

ساخت مخزن نفتی با ژئوممبران

مخزن نفت یا مخزن ذخیره نفتی ظرف بزرگی با شکل منظم (متناسب با هر پروژه) است که برای ذخیره فرآورده‌های نفتی استفاده می‌شود. به همین دلیل، ساخت مخزن نفتی با ژئوممبران باید مطابق طراحی دقیق و برنامه‌ریزی شده باشد. مخازن ذخیره‌سازی نفتی، معمولا برای ذخیره میعانات خام و اضافیِ حاصل از فرآوری نفت خام استفاده می‌شود تا امکان دسترسی ویژه برای پالایشگاه، به منظور استحصال مجدد از آن وجود داشته باشد.

مخزن نفتی ژئوممبران یک مخزن بزرگ مهر و موم شده است که از جنس فولاد برای ذخیره میعانات و حتی گازها استفاده می‌شود. مهندسی مخزن ذخیره‌سازی به طور گسترده در صنایع نفت، شیمیایی، غلات و نفت، مواد غذایی، حفاظت از آتش، حمل و نقل، متالورژی، پزشکی و سایر صنایع کاربرد دارد.

قیمت ورق ژئوممبران

قیمت هر متر مربع ورق ژئوممبران در هر کاربردی متفاوت است، اما می‌توان آن را به طور کلی در سه دسته اصلی عایق‌بندی و ایزوله‌سازی، محافظت، نگهداری و ضد آب بودن قرار داد. قیمت ژئوممبران در حال حاضر، به دلیل نوسانات زیاد بازار ارز و تغییر دائم قیمت مواد پلی اتیلن، نرخ ثابتی ندارد و بایستی دقت داشته باشید که قیمت هر ورق ژئوممبران به ضخامت، جنس و نوع موادی که در ساخت آن بکار می‌رود، بستگی دارد. ورق‌های ژئوممبران از نظر ضخامت در اندازه‌های ۰.۷۵ ، ۱ ، ۱.۵ ، ۲ ، ۲.۵ و ۳ میلیمتری تولید می‌شود که پر مصرف‌ترین نوع آن، ورق‌های ۱.۵ میلیمتری است. به طور کلی، ورق‌های ۲ میلیمتر به بالا، معمولا در استخرهای با عمق بیشتر از ۱۵ متر کاربرد دارد و به صورت سفارشی تولید می‌شود.