ژئوممبران

ژئوممبران ورق‌ پلیمری عایق و مقاومی است که با جلوگیری از نفوذ آب و مواد آلاینده، از خاک، منابع آبی و محیط زیست محافظت می‌کند. این محصول در پروژه‌هایی مانند استخر کشاورزی، سد، لاگون فاضلاب و محل دفن زباله، نقش حفاظتی حیاتی ایفا می‌کند. ژئوممبران با دوام بالا، انعطاف‌پذیری فوق‌العاده و مقاومت در برابر شرایط سخت، انتخابی مطمئن و پایدار برای مهار و مدیریت آب و آلاینده‌ها به‌شمار می‌رود.

ژئوممبران چیست؟

ژئوممبران ورقی پلیمری، نازک، انعطاف پذیر و کاملاً نفوذناپذیر است که برای عایق کاری و جلوگیری از نشت آب، فاضلاب و مواد شیمیایی در پروژه های استخر کشاورزی، لاگون فاضلاب، دفنگاه زباله، مخازن صنعتی، کانال ها و پروژه های معدنی به کار می رود.

ورق ژئوممبران معمولاً از پلی اتیلن (HDPE یا LLDPE) یا پلی پروپیلن تولید شده و با ضخامت 0.75 تا 3 میلی متر و عرض 2 تا 7.5 متر در بازار موجود است. استفاده از ژئوممبران، روشی مؤثر و بادوام برای محافظت از محیط زیست و مدیریت بهینه سیالات در سازه های مهندسی است.

کاربردهای ژئوممبران

رایج ترین کاربردهای ورق ژئوممبران در ادامه بصورت تیتروار لیست شده است:

1. محیط زیست و مدیریت پسماند
   • لندفیل ها (زباله دانی ها)
   • مخازن ذخیره سازی پسماندهای خطرناک
   • در صنایع معدنی برای جلوگیری از نشت مواد سمی به طبیعت.
2. کاربردهای ژئوممبران در صنعت آب و فاضلاب
   1. مخازن ذخیره  آب
   2. استخرهای تبخیر در صنایع معدنی و شیمیایی
   3. کانال های انتقال آب
   4. به عنوان لایه ضد نفوذ در مخازن و حوضچه های تصفیه خانه فاضلاب.
3. مصارف ورق ژئوممبران در معادن
   • مخازن لیچینگ
   • سدهای باطله
   • حوضچه های نگهداری مواد شیمیایی
4. استفاده های ژئوممبران در کشاورزی
   • مخازن ذخیره  آب کشاورزی
   • کانال های آبیاری
   • استخرهای پرورش ماهی
5. کاربردهای ورق ژئوممبران در صنعت نفت و گاز
   • مخازن ذخیره  نفت و گاز
   • لوله های انتقال
   • حوضچه های نگهداری پساب های نفتی
6. مصارف ژئوممبران در سازه های دریایی
   • سدهای دریایی
   • جلوگیری از فرسایش سواحل.
   • برای ذخیره سازی آب شور بدون نشت.
7. استفاده از ورق ژئوممبران در سازه های عمرانی
   • سدها و مخازن برای جلوگیری از نشت آب.
   • تونل ها و زیرگذرها به عنوان لایه ضد آب.
   • پوشش استخرها و مخازن بتنی برای افزایش عمر مفید سازه.
8. کاربردها در صنایع شیمیایی
   • مخازن ذخیره  مواد شیمیایی
   • جمع آوری و تبخیر پساب های شیمیایی.
9. مصرف در صنایع انرژی و نیروگاه ها
   • مخازن ذخیره  سوخت
   • حوضچه های خنک کننده
10. کاربردهای ورق ژئوممبران در پروژه های زیربنایی
    • پوشش تونل های مترو
    • پوشش پل ها و جاده ها
11. کاربردهای خانگی و شهری ورقهای ژئوممبران
    • استخرهای شنا
    • سقف های سبز
    • حوضچه های ذخیره  آب باران

مزایای ژئوممبران

• نفوذناپذیری بالا
• طول عمر بالا نزدیک 50 سال
• مقاومت شیمیایی و بیولوژیکی در برابر اسیدها، بازها، نمک ها و میکروارگانیسم ها
• نصب آسان و سریع
• قابلیت استفاده ژئوممبران روی سطوح ناهموار و شیب دار، بدون نیاز به تغییرات سنگین در بستر خاک
• کاهش هزینه های نگهداری
• وزن سبک و حمل و نقل آسان
• استفاده از ژئوممبران باعث کاهش مصرف منابع طبیعی و محافظت از خاک و آب زیرزمینی می شود.
• در صورت آسیب دیدگی، ژئوممبران به سادگی با جوش حرارتی یا وصله در محل پروژه ترمیم می شود، بدون نیاز به تعویض کامل.
• در استخرهای کشاورزی و صنعتی، استفاده از ژئوممبران موجب کاهش چشمگیر تبخیر و صرفه جویی در مصرف آب می شود.
• جلوگیری از رشد جلبک و رسوب گذاری
• به دلیل تولید در عرض های بزرگ، ژئوممبران می تواند سطوح گسترده را با حداقل درزپوشانی کند، که هم زمان اجرا را کاهش می دهد و هم احتمال نشت را به صفر نزدیک می کند.
• برای افزایش استحکام و محافظت مکانیکی، می توان ژئوممبران را همراه با لایه ژئوتکستایل نصب کرد و در نتیجه پایداری کل سیستم را ارتقاء داد.

قیمت ژئوممبران

قیمت هر مترمربع ورق ژئوممبران بسته به متراژ پروژه و البته بسته به نوع پروژه متفاوت خواهد بود. بسته به ضخامت، جنس، متراژ و ایرانی یا خارجی بودن ورق مورد نیاز؛ قیمت در سال 1403 بین 103.000 تا 350.000 تومان متغیر می‌باشد.

پارامترهای تاثیر گذار در قیمت ژئوممبران به شرح زیر است:

• ژئوممبران پی وی سی گرانتر پلی اتیلن سبک و این مدل عایق دارای قیمت بیشتری نسبت به پلی اتیلن سنگین است. دارد.
• افزایش ضخامت ژئوممبران بیشتر باعث بالاتر رفتن قیمت آن خواهد شد.
• عرض بیشتر بدلیل نیاز به تجهیزات پیشرفته‌تر قیمت را بالاتر خواهد برد.
• بدلیل کاهش هزینه‌های سربار و پرت تولید، هر مقدار میزان سفارش بیشتر شود قیمت ژئوممبران کاهش می یابد.
• کیفیت بالاتر مواد اولیه مصرفی در تولید، قیمت ژئوممبران را بالاتر خواهد برد.

لیست قیمت هر متر مربع برخی از ورقهای ژئوممبران پلی اتیلن سنگین در ابتدای فروردین سال 1403 به شرح زیر است:

• عرض 2 ضخامت 1.5 میلیمتر: 1.200.000 ریال
• عرض 5 ضخامت 1.5 میلیمتر: 1.370.000 ریال
• عرض 7.5 ضخامت 1.5 میلیمتر: 1.430.000 ریال
• عرض 2 ضخامت 2 میلیمتر: 1.390.000 ریال
• عرض 5 ضخامت 2 میلیمتر: 1.790.000 ریال
• عرض 2 ضخامت 2 میلیمتر: 1.540.000 ریال

لیست قیمت برخی از ورقهای ژئوممبران PVC در ابتدای فروردین سال 1403 به شرح زیر است:

• عرض 2 ضخامت 1 میلیمتر، قیمت هر مترمربع 1.050.000 ریال
• عرض 2 ضخامت 2 میلیمتر، قیمت هر مترمربع 1.980.000 ریال
• عرض 2 ضخامت 1.5 میلیمتر، قیمت هر مترمربع 1.590.000 ریال

انواع ژئوممبران

ژئوممبران‌ها لایه‌های نازک پلیمری با نفوذپذیری بسیار کم هستند که در پروژه‌های عمرانی، محیط زیستی و صنعتی برای کنترل نشت مایعات و گازها کاربرد دارند. انواع اصلی شامل ژئوممبران پلی اتیلن (PE)، PVC، EPDM، CSPE و TPO می‌باشند که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

ژئوممبران پلی اتیلن

این دسته شامل چند نوع پلی اتیلن است که مهم‌ترین آن‌ها HDPE (پلی اتیلن سنگین)، LLDPE (پلی اتیلن سبک خطی) و VLDPE (پلی اتیلن بسیار کم چگالی) می‌باشند. HDPE سختی و مقاومت شیمیایی بالا دارد و بیشتر در دفنگاه‌های زباله، مخازن ذخیره آب و تصفیه‌خانه‌ها کاربرد دارد.

ژئوممبران LLDPE و VLDPE انعطاف‌پذیری بیشتری دارند و برای پروژه‌هایی که نیاز به شکل‌پذیری بیشتر است مناسب‌اند. عمر مفید این ژئوممبران‌ها معمولاً بین 30 تا 50 سال است و مقاومت خوبی در برابر اشعه UV و مواد شیمیایی دارند.

ژئوممبران TPO (ترموپلاستیک پلی‌اولفین)

TPO ترکیبی از پلی‌پروپیلن و پلی اتیلن است که ویژگی‌های مثبت هر دو را دارد. این نوع ژئوممبران انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت بسیار خوب در برابر اشعه UV، حرارت و مواد شیمیایی ارائه می‌دهد و در کاربردهای پشت‌بام‌های سبز، استخرهای آب و سیستم‌های زهکشی صنعتی استفاده می‌شود. طول عمر TPO معمولاً بین 20 تا 30 سال است و به دلیل سبکی و نصب آسان، طرفداران زیادی دارد.

ژئوممبران PVC

این نوع ژئوممبران انعطاف‌پذیری بالایی دارد ولی مقاومتش نسبت به UV و مواد شیمیایی متوسط است. طول عمر آن معمولاً بین 15 تا 25 سال است و بیشتر برای پوشش‌های موقت، استخرهای مصنوعی و کانال‌های آبیاری استفاده می‌شود. نصب آسان در دماهای پایین و قابلیت رنگ‌بندی متنوع از مزایای آن است.

ژئوممبران EPDM

ساخته شده از اتیلن پروپیلن دی‌ان مونومر، این نوع انعطاف‌پذیری بسیار عالی و مقاومت بالایی در برابر اشعه UV و حرارت دارد. طول عمر آن بین 30 تا 50 سال است و کاربردهای اصلی آن شامل پشت‌بام‌های سبز، استخرهای ذخیره آب و پوشش حوضچه‌های صنعتی می‌شود. این ژئوممبران مقاومت شیمیایی خوب و چسبندگی بالایی دارد.

ژئوممبران CSPE (Hypalon)

دارای مقاومت فوق‌العاده در برابر مواد شیمیایی، اشعه UV و حرارت است و بیش از 40 سال عمر می‌کند. این نوع در محیط‌های صنعتی سخت، مخازن مواد خورنده و دفنگاه‌های خاص کاربرد دارد و دوام و مقاومت بسیار بالایی در برابر پارگی و شرایط سخت محیطی دارد.

نگهداری و تعمیر ژئوممبران

نگهداری و تعمیر به موقع باعث افزایش عمر ژئوممبران و کاهش هزینه‌های ناشی از خرابی و نشت می‌شود.

• برای حفظ سلامت ژئوممبران، بازدیدهای منظم ضروری است که شامل بررسی سطح ورق، اتصالات و جوش‌ها برای شناسایی هرگونه آسیب یا پارگی می‌شود. این بازرسی‌ها بهتر است حداقل هر 6 ماه یا پس از حوادثی مانند طوفان و بارندگی شدید انجام شود.
• از عوامل اصلی آسیب به ژئوممبران می‌توان به کشیدن اشیاء تیز، ضربه‌های ناگهانی و فشارهای زیاد اشاره کرد. کنترل تردد وسایل سنگین و استفاده از پوشش محافظ در محل نصب توصیه می‌شود.
• ذرات گرد و غبار، برگ و زباله‌ها ممکن است باعث کاهش کیفیت جوش‌ها شوند؛ بنابراین پاکسازی منظم با برس نرم یا آب کم‌فشار لازم است.
• در صورت مشاهده سوراخ یا پارگی، باید سریعاً با استفاده از ورق ترمیمی، چسب مخصوص یا جوش حرارتی، توسط تکنسین‌های مجرب، ترمیم انجام شود.
• درزهای جوش از نقاط حساس و پرخطر هستند و باید با تست فشار و چسبندگی به طور مستمر کنترل شوند.
• در پروژه‌هایی مانند دفنگاه‌ها و استخرهای خاکی، رشد گیاهان و نفوذ ریشه‌ها خطر آسیب به ژئوممبران را افزایش می‌دهد که با پوشش محافظ و مدیریت گیاهان قابل کاهش است.
• انبارش ژئوممبران باید در محیط خشک، خنک و دور از نور مستقیم خورشید و مواد شیمیایی انجام شود تا کیفیت ورق حفظ شود.

انتخاب ورق ژئوممبران

برای عایق بندی استخرهای ذخیره آب و حوضچه ها، ژئوممبران HDPE با ضخامت 1 تا 1.5 میلیمتر مناسب است، زیرا در برابر اشعه UV مقاوم بوده و طول عمر بالایی دارد. در صورت نیاز به انعطاف‌پذیری بیشتر، می‌توان از نوع LLDPE استفاده کرد.

در مخازن و لاگون‌های صنعتی که حاوی مواد شیمیایی و فاضلاب هستند، ژئوممبران HDPE یا PVC با ضخامت 1.5 تا 2 میلیمتر انتخاب بهتری است، زیرا مقاومت شیمیایی بالایی دارد و دوام بیشتری در برابر ترکیبات خورنده نشان می‌دهد.

محل‌های دفن زباله و معادن به ژئوممبران HDPE با ضخامت 2 تا 2.5 میلیمتر نیاز دارند تا بتوانند در برابر مواد شیمیایی و خطر سوراخ‌ شدگی مقاومت کافی داشته باشند. در این موارد، استفاده از ژئوتکستایل برای حفاظت از ژئوممبران توصیه می‌شود.

در تونل‌ها و سازه‌های زیرزمینی، ژئوممبران PVC با ضخامت 1.5 میلیمتر انتخاب بهتری است، زیرا انعطاف‌پذیری بالایی دارد و جوشکاری آن آسان ‌تر است.

تولید ورق ژئوممبران

فرآیند تولید ژئوممبران با اکسترود گرانول پلی اتیلن یا پی وی سی آغاز و در ادامه افزودنیهای مختلفی مانند کربن سیاه، نرم کننده‌ها، آنتی اکسیدان ها و روان کننده‌ها اضافه می‌شوند. در ادامه مواد افزودنی وارد قیف می‌شود که به یک اکسترودر افقی منتهی می‌شود.

این ترکیبات بواسطه یک پیچ پیوسته از طریق بخش تغذیه، تراکم، اندازه گیری و مراحل فیلتر منتقل و پس از آن با فشار وارد یک قالب می‌شود تا ورق‌هایی با عرض و ضخامتهای مختلف توسط کلندری ایجاد شود. برای جلوگیری از اکسیداسیون و افزایش دوام، افزودنی‌هایی در فرمولاسیون ژئوممبران اضافه می‌شود.

ناب زیست در تولیدات خود از فرآیند تولید ورق با دمش هوای فشرده برای تولید ژئوممبران استفاده می‌کند. این فرآیند از سیستم کنترل کیفیت ISO9001 پیروی می‌کند. در این روش  ابتدا گرانول‌های پلی‌اتیلن و مستربچ‌ کربن بلک و سایر افزودنی‌ها درون یک اکسترودر تغذیه می‌شوند. در اکسترودر، گرانول‌ها ذوب شده و به شکل ماده مذاب همگن درمی‌آیند. این ماده سپس وارد یک قالب حلقوی می‌شود تا یک لوله پلاستیکی نازک و دایره‌ای شکل به بیرون دمیده شود.

در همین حین، هوا از داخل لوله دمیده می‌شود تا حالت حباب ایجاد شود. این حباب از درون یک برج خنک کننده عبور می‌کند و به تدریج با دمش هوا و عبور از غلتک‌ها، خنک شده و ضخامت، عرض و خواص مکانیکی مورد نظر در آن تثبیت می‌شود. در مرحله بعد، حباب فرو می‌نشیند، پرس و فلت می‌شود و سپس توسط غلتک‌های مخصوص جمع و برش داده می‌شود تا به شکل نهایی رول‌های ژئوممبران درآید.

آزمایش‌ها و تست‌های کیفیت ژئوممبران

تست‌های ورق ژئوممبران تضمین می‌کنند که محصول در شرایط محیطی و عملیاتی سخت بتواند عملکرد مطلوب خود را حفظ کند. در ادامه مهم‌ترین تست‌های کیفیت ژئوممبران را بررسی می‌کنیم:

• تست مقاومت ورق ژئوممبران در برابر نیروهای کششی؛ نمونه‌هایی از ورق تحت کشش قرار می‌گیرند تا نقطه پارگی، تنش نهایی و تغییر شکل الاستیک آن‌ها اندازه‌گیری شود.
• تست مقاومت ورق در برابر پارگی‌های احتمالی ناشی از فشار ناگهانی یا برخورد با اشیاء تیز؛ روش‌های مختلفی مانند تست گیره‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. ژئوممبران با مقاومت پارگی بالا در کاربردهای صنعتی و عمرانی اهمیت ویژه‌ای دارد.
• تست نفوذناپذیری ورق ژئوممبران به مایعات و گازها؛ این تست میزان عبور مولکول‌های آب، گاز یا مواد شیمیایی را از ورق اندازه‌گیری می‌کند.
• تست مقاومت در برابر اشعه UV؛ بدین منظور نمونه‌ها تحت تابش UV به مدت مشخص قرار گرفته و تغییرات در خصوصیات مکانیکی، رنگ و انعطاف‌پذیری آنها بررسی می‌شود.
• تست قدرت چسبندگی لایه‌ها یا جوش‌های ورق ژئوممبران؛ در پروژه‌هایی که نیاز به اتصال و جوش‌های مطمئن دارند، میزان چسبندگی جوش‌ها و لایه‌ها نقش حیاتی دارد تا از نشت و شکست ساختاری جلوگیری شود.
• تست مقاومت شیمیایی در تماس با اسیدها، بازها و محلول‌های معدنی.
• تست مقاومت در برابر تغییرات دمایی بالا و پایین.

مراحل نصب و اجرای ژئوممبران

ابتدا سطح زیرین باید صاف، فشرده و عاری از سنگ، ریشه و اشیاء تیز باشد تا از آسیب به ژئوممبران جلوگیری شود. تراز بودن سطح برای جلوگیری از چین و چروک ضروری است. در صورت نیاز، لایه‌های زهکشی مثل شن یا ژئونت زیر ورق نصب می‌شود.

ابعاد منطقه دقیق اندازه‌گیری شده و ورق‌ها با اضافه 5 تا 10 سانتی‌متر برش می‌خورند تا امکان همپوشانی و جوشکاری فراهم شود. برش با ابزار تیز و دقیق انجام می‌شود.

ورق‌ها به آرامی روی سطح پهن شده و لبه‌ها حداقل 10 سانتیمتر روی هم قرار می‌گیرند. اتصال‌ها با دستگاه جوش حرارتی (اتو) و دمای مناسب انجام شده و پس از آن تست‌های کنترل کیفیت مانند تست هوای تحت فشار انجام می‌شود.

لبه‌ها با سنگ، بتن یا گیره ثابت شده و در صورت نیاز لایه محافظی مثل ژئوتکستایل روی ورق قرار می‌گیرد تا از آسیب فیزیکی جلوگیری شود. در نهایت کل سطح برای وجود نقص بررسی و در صورت لزوم تست نفوذپذیری انجام می‌شود. نکات کلیدی نصب ورق‌های ژئوممبران به شرح زیر است:

• استفاده از ابزارهای با کیفیت و مناسب
• تنظیم دقیق دما، فشار و پارامترهای جوشکاری طبق دستور سازنده
• آموزش کامل تیم نصب و همکاری گروهی
• نصب در شرایط آب‌وهوایی مناسب و محافظت ورق در برابر باد، باران و آفتاب شدید

رنگ ورق ژئوممبران

به طور کلی، ژئوممبران با رنگهای مختلفی مانند سیاه، سفید، آبی یا سبز برای کاربردهای خاص تولید میشود. رنگ سیاه پوشش رایج ژئوممبران است و مدلهای رنگی برای پروژه‌های خاص طراحی و تولید شده است. بدلیل وجود مواد خام کربن سیاه در ترکیب ژئوممبران رنگ غالب آن سیاه است. مواد کربن بلک مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش ژئوممبران را افزایش می‌دهد و در صورت قرار گرفتن در معرض نور خورشید می‌تواند عمر طولانی تری داشته باشد.

استفاده از رنگ آبی زیبایی خاصی به استخرها می‌بخشد، رنگ سفید براحتی می‌تواند نور خورشید را منعکس کند و از داغ شدن ماده شیمیایی درون استخر جلوگیری کند، رنگ سبز در ژئوممبران همچون چمنهای مسنوعی بلحاظ بصری بسیار زیبا دیده می‌شود.

مقایسه ژئوممبران با سایر مصالح عایق بندی

ژئوممبران‌ها به عنوان یکی از بهترین و مدرن‌ترین روش‌های عایق‌بندی و آب‌بندی در پروژه‌های عمرانی و محیط زیستی شناخته می‌شوند. با این حال، برای انتخاب بهترین راهکار، مقایسه دقیق ژئوممبران با سایر روش‌ها و مصالح مشابه بسیار مهم است.

ژئوممبران در مقابل ایزوگام
ایزوگام (قیرگونی پیش‌ساخته) یک عایق سنتی و رایج است که در پروژه‌های کوچک‌تر و با شرایط بارگذاری کمتر کاربرد دارد. در مقایسه با ایزوگام، ژئوممبران‌ها مقاومت بسیار بیشتری در برابر اشعه UV، پارگی و مواد شیمیایی دارند و عمر مفید طولانی‌تری (معمولاً بیش از 20 سال) ارائه می‌دهند. همچنین ژئوممبران‌ها نصب سریع‌تر و ایمن‌تری دارند و کمتر دچار نشت می‌شوند.

ژئوممبران در مقابل قیرگونی
قیرگونی فرآیندی قدیمی و زمان‌بر است که نیاز به چند لایه و مراقبت‌های خاص دارد. ژئوممبران‌ها در مقابل قیرگونی، وزن سبک‌تر، انعطاف‌پذیری بیشتر و مقاومت بالاتری در برابر مواد شیمیایی و محیطی دارند. همچنین در قیرگونی احتمال ترک خوردگی و آسیب‌های ناشی از انبساط و انقباض حرارتی بیشتر است.

ژئوممبران در مقابل بتن
بتن به عنوان یک روش سخت و مقاوم برای آب‌بندی استفاده می‌شود ولی به دلیل سنگینی، هزینه بالا، و امکان ترک خوردگی در اثر تنش‌های حرارتی و مکانیکی، در بسیاری از پروژه‌ها ژئوممبران جایگزین بهتری است. ژئوممبران‌ها قابلیت نصب آسان‌تر و جابجایی دارند و در برابر تغییرات محیطی و شیمیایی مقاوم‌تر هستند.

ژئوممبران در مقابل ژئوتکستایل
ژئوتکستایل‌ها بیشتر برای فیلتر، جداکننده و تقویت خاک به کار می‌روند و توانایی آب‌بندی ندارند. در حالی که ژئوممبران‌ها به صورت تخصصی برای جلوگیری از نفوذ آب و مایعات طراحی شده‌اند و نقش اصلی آن‌ها عایق‌بندی است.

محصول مرتبط: روکش استخری