ژئوفوم یکی از خانواده محصولات ژئوسنتتیک، یک عایق گرمایی سبک و فشرده است که عمدتاً از پلی استایرن منبسط شده (EPS) یا پلی استایرن اکسترود شده (XPS) ساخته می شود. این ماده به دلیل وزن بسیار سبک، مقاومت بالا در برابر فشار و قابلیت شکل دهی به اشکال مختلف، در پروژه های مهندسی عمران و ساخت و ساز کاربرد گسترده ای دارد.
ژئوفوم ها اغلب با ابعاد 2 متر × 0.75 متر × 0.75 متر (6.6 فوت × 2.5 فوت × 2.5 فوت) تولید می شوند و عملکرد اولیه آنها ایجاد فضای خالی سبک وزن در زیر بزرگراه، نزدیک پل، خاکریز یا پارکینگ است.
ویژگی های ژئوفوم
این مدل از محصولات ژئوسنتتیک به دلیل خواص ویژه اش در پروژه های مهندسی عمران، ژئوتکنیک و ساختمانی کاربرد گسترده ای دارد. در ادامه به ویژگی های اصلی ژئوفوم اشاره شده است:
- به دلیل چگالی بسیار پایین در مقایسه با مصالح سنتی مانند خاک و بتن، می تواند بار اضافی وارد بر سازه را کاهش دهد و برای پروژه هایی که نیاز به کاهش وزن دارند، مناسب است.
- با وجود وزن کم، ژئوفوم از مقاومت فشاری قابل توجهی برخوردار است و می تواند بارهای سنگین را تحمل کند. این ویژگی آن را برای استفاده در زیرساخت های جاده ای و پل ها مناسب می کند.
- به دلیل ساختار سلولی بسته، آب کمی جذب می کند و به همین دلیل در محیط های مرطوب یا در تماس با آب کاربرد دارد.
- این عایق ها در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم هستند و تحت تأثیر نمک ها، اسیدها یا بازهای ضعیف قرار نمی گیرد که آن را برای محیط های صنعتی یا در نزدیکی مواد شیمیایی مناسب می کند.
- ژئوفوم دارای خاصیت عایق حرارتی و صوتی است و به همین دلیل در پروژه های ساختمانی برای کاهش انتقال حرارت یا صدا استفاده می شود.
- به دلیل وزن کم و قابلیت برش آسان، حمل و نقل و نصب ساده ای دارد. این ویژگی باعث کاهش زمان و هزینه های اجرایی پروژه می شود.
- ژئوفوم ماده ای غیرسمی است و در برابر تجزیه بیولوژیکی مقاومت دارد. با این حال، می توان آن را بازیافت کرد که به کاهش ضایعات کمک می کند.
- در اشکال و اندازه های مختلف تولید می شود و می توان آن را با توجه به نیازهای خاص پروژه به طور سفارشی شکل داد.
کاربردهای ژئوفوم
ژئوفوم به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد مانند وزن سبک، مقاومت فشاری بالا، عایق‌بندی حرارتی و سهولت در نصب، در بسیاری از پروژه‌های عمرانی و ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- برای کاهش وزن خاک و کاهش فشار جانبی بر سازه هایی مانند دیوارهای حائل و تونل ها استفاده می شود. همچنین باعث کاهش فشار زمین در پشت دیوارهای حائل یا زیر سازه های بزرگ مانند پل ها می شود. برای این کار از ژئوفوم برای کاهش بار افقی وارد بر دیوار استفاده می شود و از ژئوگرید برای تقویت خاک پشت دیوار.
- استفاده در پر کردن فضاهای خالی در خاک یا بستر نامناسب و همچنین بهبود خصوصیات بستر زمین برای کاهش نشست خاک.
- ژئوفوم‌ها در زیرسازی جاده ها و بزرگراه ها برای کاهش وزن و جلوگیری از نشست زمین به ویژه در خاک های ضعیف یا زمین های باتلاقی استفاده می شوند. برای ساخت رمپ ها و پل ها برای کاهش فشار به ساختارهای زیرین از این عایق ها استفاده می شود. در این مورد، ژئوفوم به عنوان پرکننده سبک برای کاهش بار روی خاک های ضعیف استفاده می شود و ژئوتکستایل زیر ژئوفوم برای جداسازی و جلوگیری از نفوذ مواد ریزدانه به ژئوفوم.
- به دلیل خواص عایق بودن، به عنوان عایق حرارتی و صوتی در سازه ها و ساختمان ها استفاده می شود.
- برای ایجاد شیب در بام ها، کف ها و همچنین برای توزیع بار یکنواخت در زیر پیاده روها و کف سازی کاربرد دارد.
- پوشش محل‌های دفن زباله؛ برای این مورد از ژئوممبران برای عایق بندی استفاده می شود و از ژئوفوم به عنوان عایق حرارتی یا کاهش دهنده بار.
- استفاده به عنوان لایه سبک در سدها و ساختارهای آبی برای کاهش فشار وارده به زیرساخت ها.
- در طراحی سازه های موقت یا دائمی، مانند ساخت المان های دکوراتیو، مدل های معماری و عناصر سبک.
- در پروژه های زهکشی؛ در اینگونه پروژه ها از ژئوفوم به دلیل خاصیت جذب آب کم به عنوان لایه پرکننده استفاده می شود و از ژئونت یا ژئوکامپوزیت برای هدایت آب و زهکشی در کنار ژئوفوم بهره می برند.
- کاهش انتقال نیروهای لرزه ای به سازه ها با استفاده از خاصیت جذب ارتعاشات این عایق ها.
مشخصات فنی ژئوفوم
این عایق ها به دلیل وزن سبک، خواص مکانیکی قابل تنظیم و مقاومت در برابر تغییرات محیطی مورد توجه قرار گرفته است. مشخصات فنی ژئوفوم بسته به نوع پروژه و نیازها متغیر است، اما در ادامه به برخی از مشخصات کلی اشاره می شود:
- چگالی این ماده معمولاً در محدوده 10 تا 50 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد و برای کاربردهای خاص، می توان چگالی بالاتر یا پایین تر نیز تولید کرد.
- به طور قابل توجهی سبک تر از خاک یا مواد سنتی (در حدود 1 تا 2 درصد وزن خاک).
- معمولاً در بلوک هایی با ابعاد استاندارد (مثلاً 1×1×2 متر) تولید می شود و امکان برش به ابعاد دلخواه وجود دارد.
- مقاومت فشاری این ماده بسته به تراکم و نوع ژئوفوم در محدوده 100 تا 500 کیلوپاسکال می باشد.
- مدول الاستیسیته معمولاً در بازه 1 تا 20 مگاپاسکال است.
- دارای ظرفیت تغییر شکل بالا تحت بارگذاری طولانی مدت می باشد.
- ضریب هدایت حرارتی در حدود 0.03 تا 0.04 وات بر متر کلوین
- پایداری در دماهای مختلف از منفی 50 درجه تا 75 درجه سانتیگراد
- جذب آب بسیار پایین (کمتر از 5 درصد حجمی) و مقاوم در برابر یخ زدگی و ذوب مکرر.
- مقاوم در برابر مواد شیمیایی رایج مانند اسیدها و بازهای ضعیف و همچنین حساس به حلال های آلی قوی مانند بنزن یا استون.
- غیر قابل تجزیه توسط باکتری ها و قارچ ها.
انواع ژئوفوم
عایق های ژئوفوم معمولاً به صورت بلوک های فومی تولید شده و در پروژه های مهندسی عمران و ژئوتکنیک به عنوان یک جایگزین سبک برای مصالح سنگین تر مورد استفاده قرار می گیرد. انواع آن بر اساس نوع مواد و کاربردهای آنها به دسته های زیر تقسیم می شوند:
ژئوفوم پلی استایرن منبسط شده (EPS)
این مدل‌ها به دلیل وزن سبک و ساختار سلولی باز، گزینه ای عالی برای کاهش بار کلی سازه و کاربردهای عایق بندی حرارتی است. این نوع ژئوفوم به راحتی قابل برش و شکل دهی بوده و در پروژه هایی مانند خاک ریزی، پایدارسازی شیب ها، و کاهش لرزش در جاده ها استفاده می شود. ویژگیهای این مدل ژئوفوم در ادامه تشریح گردیده است:
- از دانه های پلی استایرن که با گاز پنتان منبسط می شوند، ساخته می شود. این فرآیند باعث ایجاد ساختاری متخلخل و باز می شود.
- ساختاری بازتر و سلولی تر دارد که چگالی کمتری نسبت به XPS ایجاد می کند (معمولاً در محدوده 10-40 کیلوگرم بر متر مکعب).
- جذب آب بیشتری دارد زیرا ساختار متخلخل آن اجازه نفوذ آب را می دهد. برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر رطوبت است، مناسب نیست.
- عملکرد عایق حرارتی خوبی دارد، اما به دلیل چگالی کمتر، مقاومت حرارتی آن نسبت به XPS کمتر است.
- مقاومت مکانیکی کمتری دارد و برای کاربردهایی که نیاز به تحمل بارهای سنگین است، کمتر مناسب است.
- ارزان تر است و برای پروژه هایی که بودجه محدود دارند مناسب تر است.
- مناسب برای پروژه هایی که وزن سبک، هزینه کمتر و جذب آب کمتر اهمیت زیادی ندارد (مثلاً پر کردن فضاها، دیوارهای عایق درونی).
ژئوفوم پلی استایرن اکسترود شده (XPS)
از سوی دیگر، ژئوفوم XPS با ساختار سلولی بسته و مقاومت فشاری بالا، عملکرد بهتری در برابر جذب آب و انتقال حرارت دارد. این نوع برای زیرسازی جاده ها و بزرگراه ها، پروژه های دریایی و عایق بندی کف و سقف ساختمان ها بسیار مناسب است.
- از طریق اکستروژن تولید می شود که به ایجاد ساختاری یکنواخت تر و متراکم تر منجر می گردد.
- ساختاری یکنواخت تر و بسته تر دارد که چگالی بیشتری دارد (معمولاً در محدوده 25-45 کیلوگرم بر متر مکعب).
- جذب آب کمتری دارد زیرا ساختار بسته آن مانع نفوذ آب می شود. به همین دلیل، XPS برای محیط های مرطوب یا زیر سطح آب مناسب تر است.
- مقاومت حرارتی بالاتری دارد و در برابر تغییرات دما عملکرد بهتری نشان می دهد.
- به دلیل چگالی بالاتر، مقاومت مکانیکی بیشتری دارد و برای تحمل بارهای سنگین تر مناسب تر است.
- گران تر است، اما به دلیل خواص برتر در برخی کاربردهای خاص، هزینه اضافی ممکن است توجیه پذیر باشد.
- مناسب برای پروژه هایی که نیاز به مقاومت بیشتر در برابر رطوبت و فشار مکانیکی دارند (مثل زیرسازی جاده ها، سقف ها و دیوارهای بیرونی).
ژئوفوم تقویت شده با خاک (GRS)
ترکیبی از ژئوفوم و خاک است و گزینه ای مقاوم تر با استحکام بالا محسوب می‌شود و در ساخت دیوارهای حائل، پایدارسازی ترانشه ها و کاهش نشست خاک به کار می رود. این مدل انعطاف پذیری بیشتری داشته و می‌تواند در شرایط تغییر شکل زمین به خوبی عمل کند.
ژئوفوم پلی پروپیلن منبسط شده (EPP)
نوع دیگری از ژئوفوم که از پلی پروپیلن منبسط شده (EPP) ساخته می شود، به دلیل انعطاف پذیری و جذب بالای انرژی برای پروژه های صنعتی و ورزشی ایده آل است. این نوع علاوه بر مقاومت شیمیایی بالا، بازیافت پذیری خوبی دارد و در زیرسازی پل ها یا محافظت از لوله های زیرزمینی به کار می رود.
ژئوفوم با روکش محافظ
ژئوفوم‌هایی که با روکش محافظ تقویت می شوند، برای پروژه های بلند مدت یا در شرایط محیطی خاص طراحی شده اند. این روکش ها می توانند از جنس فایبرگلاس یا مواد مقاوم در برابر خوردگی باشند و دوام و مقاومت بیشتری به ژئوفوم ببخشند.
ژئوفوم بازیافتی
در نهایت، ژئوفوم های ساخته شده از مواد بازیافتی به دلیل هزینه پایین‌تر و سازگاری با محیط زیست، برای پروژه های کم هزینه یا موقت مناسب هستند. اگر چه کیفیت آنها ممکن است متغیر باشد، اما در کاربردهایی که نیاز به استحکام بالایی نیست، می توانند گزینه ای ایده آل باشند.
تاثیر ژئوفوم در محیط زیست
برای به حداقل رساندن تأثیرات منفی این مواد بر محیط زیست، استفاده از ژئوفوم‌های تجزیه پذیر و بازیافت آن ها توصیه می شود. تأثیرات این عایق ها بر محیط زیست می تواند به دو بخش مثبت و منفی تقسیم شود:
تأثیرات مثبت:
- می توانند از فرسایش خاک جلوگیری کرده و ساختار زمین را تثبیت کنند، به ویژه در نواحی کوهستانی یا ساحلی که در معرض فرسایش هستند.
- استفاده از ژئوفوم‌ها می تواند نیاز به استخراج مواد طبیعی مثل شن، ماسه و سنگ را کاهش دهد که به حفظ منابع طبیعی کمک می کند.
- با استفاده از ژئوفوم‌ها در پروژه های ساخت و ساز، عمر مفید زیرساخت ها افزایش می یابد که در نهایت به کاهش نیاز به ترمیم و بازسازی کمک می کند.
تأثیرات منفی:
- از مواد پلاستیکی تولید می شوند که در صورت تخریب، ممکن است به میکروپلاستیک تبدیل شده و وارد اکوسیستم های آبی و خاکی شوند. این میکروپلاستیک ها می توانند به جانوران آسیب برسانند.
- ممکن است قابلیت تجزیه پذیری محدودی داشته باشند و برای مدت زمان طولانی در محیط باقی بمانند.
- در صورت عدم مدیریت مناسب ضایعات ژئوفوم، ممکن است اثرات منفی بر محیط زیست به ویژه در اکوسیستم های آبی و خاکی ایجاد شود.
عوامل موثر بر قیمت ژئوفوم
قیمت ژئوفوم، به عوامل متعددی بستگی دارد که در ادامه به مهم ترین آنها اشاره می شود:
- ژئوفوم‌ها بسته به نوع و کیفیت ماده اولیه (مانند پلی استایرن منبسط شده (EPS) یا پلی استایرن اکسترودشده (XPS))، می توانند قیمت های متفاوتی داشته باشند.
- دانسیته نشان دهنده میزان فشردگی و وزن آن است. ژئوفوم با دانسیته بالاتر معمولاً مقاوم تر است و قیمت بیشتری دارد.
- اندازه و حجم بلوک های این عایق ها، تأثیر مستقیمی بر قیمت دارد. بلوک های بزرگ تر به دلیل مواد اولیه بیشتر، هزینه بالاتری دارند.
- کاربرد خاص می تواند نیازمند انواع خاصی از ژئوفوم باشد که قیمت را تحت تأثیر قرار می دهد.
- ژئوفوم‌هایی که دارای گواهی نامه های استاندارد و کیفیت بالا هستند، قیمت بیشتری دارند.
- اما فاصله مکانی از کارخانه تولید تا محل مصرف می تواند هزینه ها را تغییر دهد.
- عواملی مانند نوسانات قیمت مواد اولیه (پلی استایرن)، عرضه و تقاضا در بازار و شرایط اقتصادی می توانند بر قیمت تأثیر بگذارند.
- برندهای معتبر و شناخته شده معمولاً محصولات خود را با قیمت بیشتری عرضه می کنند.
- در صورت نیاز به طراحی یا تولید سفارشی ژئوفوم (مانند اشکال خاص یا ویژگی های فنی خاص)، قیمت افزایش می یابد.
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.