34.16 Для чего нужны геомембраны

gidroizolyaciya-geomembranaИдея применения пленки из полимерных материалов для решения различных хозяйственных и строительных задач витала в воздухе с того самого момента, когда научились синтезировать полиэтилен. Безусловно, крайне низкая стоимость пленки по сравнению с традиционными материалами, применявшимися для гидроизоляции до её появления, и очень высокая степень защиты от проникновения воды сквозь неё открывают невероятно широкие возможности в различных областях деятельности человека. Данная статья посвящена рассмотрению мест применения геомембран.

Общее представление о геомембранах

Слово «геомембрана» переводится как «пленка на земле». По сути, это и есть пленка. Только очень толстая и практически не ограниченная в размерах. Большая часть геомембран производится из полиэтилена высокого и низкого давления. В целом, разница между этими двумя видами полиэтилена заключается в технологии синтеза. Одна из них предусматривает применение высокого давления для получения гранул полимера, а вторая происходит при относительно невысоком давлении, но в присутствии дорогого катализатора. На показатели самого полиэтилена, получаемого разными способами, применяемая для производства технология решающего значения не оказывает. В современных производственных процессах, применяемых для получения геомембран, учитывают все особенности полиэтилена с тем расчетом, чтобы из него можно было получать пленки с толщиной до 1 см при сохранении высоких показателей прочности и эластичности одновременно.

Для получения геомембран высокого качества применяют не чистый полиэтилен, а в комбинации с различными добавками. Самыми важными из них являются сажа, антиокислители, стабилизаторы высоких температур. В процессе производства обязательным условием является введение в состав смеси не менее 95% гранул первичного полиэтилена и лишь 5% — вторично переработанного материала. Геомембраны из полиэтилена высокого давления обладают более высокими прочностными показателями по отношению к мембранам из полиэтилена низкого давления. Поэтому их преимущественно применяют при сооружении полигонов ТБО и ПО. Там, где необходима повышенная эластичность, применяют мембраны на основе полиэтилена низкого давления.

Кроме полиэтилена геомембраны могут быть изготовлены из ПВХ. Так же различают глиняно-синтетические мембраны и битумно-синтетические мембраны. Близкими по свойствам к геомембранам можно считать геотекстиль и комбинированные материалы на основе сплавленного геотекстиля с геомембраной.

Поставки геомембран осуществляются в рулонах разной ширины. Их величина может колебаться от двух до двенадцати метров. А толщина в большинстве случаев лежит в пределах от долей миллиметра до четырех миллиметров.

По текстуре геомембраны могут быть гладкими и рельефными. Рельеф может быть текстурированный и профилированный. Они различаются между собой высотой рельефа текстуры. Применение того или иного вида мембран определяется технологическими условиями производства работ, но, как правило, текстурированные и профилированные мембраны применяют на склонах с повышенной против естественного угла откосов величиной крутизны заложения.

Как бы велик не был по ширине рулон геомембраны, все же им одним нельзя перекрыть неограниченную площадь поверхности. Для того, чтобы снять это ограничение, применяют технологии сварки полимеров. При этом сварные швы получают при помощи полуавтоматических установок с самоходным приводом и ручных экструдеров. Прочность сварных швов, получаемых при сварке любым из этих способов, очень высока и гарантирует отсутствие протечек и повреждений на стыках.

Наиболее важным качеством геомембран является способность удерживать воду и различные токсичные растворы, имеющие как щелочную, так и кислотную реакции. Кроме того, геомембраны должны иметь высокую прочность на разрыв, прокалывание и деформации, что дает возможность применять их вместо традиционных материалов, применявшихся для создания гидроупорного слоя. Например, некоторых видов глины. При этом применение геомембран вместо глины часто бывает не только дешевле, но и позволяет получить значительно более высокие качественные показатели в течение длительного периода времени, так как только гарантийный срок службы геомембран, который обязаны предоставлять на свою продукцию производители, составляет пятьдесят лет. В настоящее время геомембраны применяют в следующих сферах деятельности человека.

Применение геомембран в золотодобывающей промышленности

Одним из самых эффективных способов добычи золота считается метод кучного выщелачивания. При этом руду необходимо складировать на открытых площадках и проливать реагентами, в состав которых входят цианиды и множество других опасных веществ, попадание которых в грунт должно быть полностью исключено. Кроме того, реагенты, проходя сквозь руду растворяют все содержащееся в куче золото и вытекают наружу, где их и собирают для дальнейшего осаждения чистого золота электролизом. При этом нельзя допустить утечки в прямом смысле слова драгоценного раствора в грунт.

Самым надежным способом организации площадок для кучного выщелачивания золотой руды является укладка геомембраны, на которую и выгружают руду с последующей обработкой каждой кучи реагентами. При этом мембрана надежно защищает от всех вышеперечисленных проблем.

Противофильтрационные экраны

pol8_bigУстройство противофильтрационных экранов из геомембран позволяет полностью исключить попадание токсичных отходов в грунтовые воды и их распространение в округе. Поэтому все строящиеся вновь полигоны для утилизации твердых бытовых отходов и промышленных отходов в обязательном порядке проектируются и сооружаются с применением геомембран.

Также необходимо защищать окружающую среду от возможных утечек нефтепродуктов из мест их складирования. Поэтому все вновь сооружаемые заправочные станции и нефтебазы в обязательном порядке оборудуются подобными экранами на стадии проведения земляных работ. Подобные меры позволяют избежать загрязнения окружающей среды нефтепродуктами и токсичными растворами, образующимися в результате разложения отходов.

Применяя геомембраны, можно сооружать и хранилища для твердых промышленных отходов, а так же резервуары для хранения жидких отходов, а так же бассейнов для осаждения и испарения, включаемых в состав производственного цикла на различных предприятиях.

Создание искусственных водоемов

Часто создание рукотворных водоемов бывает невозможно в силу отсутствия подпитки его грунтовыми водами или осадками. Вместе с тем, искусственные пруды необходимы для полива сельскохозяйственных культур в местах с жарким климатом, а так же в случаях организации рыбоводческих хозяйств и мест для купания там, где водоемов вообще быть не может в силу особенностей грунтов, которые просто не в состоянии удержать воду, легко фильтруя её сквозь себя.

В этих случаях тоже можно применить геомембрану для предупреждения утечки воды из искусственного гидротехнического сооружения. Для чего сначала производят проектирование водоема, затем извлекают грунт и освобождают дно от камней, корней и прочих неровностей. Производят планировку дна с подсыпкой глиной до толщины 0,3 м и песка до толщины 0,2 м. Затем укладывают геомембрану и формируют береговую насыпь или оформляют берега иным способом. Затем можно поверх мембраны сделать отсыпку, сформировав более естественные берега и дно. После чего приступают к постепенному заполнению водоема водой, периодически контролируя уровень воды на предмет утечек. И на последнем этапе устанавливают необходимое водоочистное оборудование. Водоем готов к эксплуатации.

Гидроизоляция фундаментов, дорог и кровель

Высокие изолирующие свойства геомембран и их низкая цена относительно битумных рулонных материалов, а так же простой способ соединения полотен между собой натолкнули строителей на мысль о необходимости гидроизоляции сооружений при помощи геомембран. Отсечка воды с их помощью позволяет поддерживать дорожное полотно и бетонные конструкции в сухом виде, что чрезвычайно полезно в условиях российского климата.

Вода из грунта, попадая внутрь бетонных отливок или в дорожное полотно, замерзает при понижении температуры. Это приводит к разрушению конструкций изнутри и морозному пучению дорожных одежд. Весной, когда все оттаивает, разрушенные изнутри бетонные детали и дорожное полотно могут не выдержать нагрузки и выйти из строя. Устройство сплошной гидроизоляции под дорожным полотном или на заглубляемых в грунт узлах позволяет надежно защититься от влаги и избежать подобных проблем.

Сферы применения геомембран постоянно расширяются. Появляются новые материалы, сочетающие различные качества уже изученные на практике, а так же обладающие новыми свойствами, изучить которые ещё предстоит. Однако уже сегодня можно смело утверждать, что роль геомембран в сохранении окружающего мира будет и впредь возрастать день ото дня.