ما هي بطانة الغشاء الأرضي؟ وفقا لويكيبيديا ، أ غشاء أرضي عبارة عن بطانة أو حاجز غشائي اصطناعي منخفض النفاذية للغاية يستخدم مع أي مادة ذات صلة بالهندسة الجيوتقنية وذلك للتحكم في هجرة السوائل (السائل أو الغاز) في مشروع أو هيكل أو نظام من صنع الإنسان.
تتضمن بطانة الغشاء الأرضي غشاء أرضي سلس, غشاء أرضي محكم والغشاء الأرضي المركب. الغشاء الأرضي الناعم متوفر بثلاثة ألوان مختلفة مثل الأسود والأبيض والأخضر.
بطانة الأغشية الأرضية مثالية للنفايات والمياه وتربية الأحياء المائية والطاقة والتعدين والهندسة الصناعية والمدنية، إلخ.
1. المواد الخام لبطانة الأغشية الأرضية
تشير بطانة الغشاء الأرضي عادة إلى غشاء أرضي من البولي إيثيلين (PE). تشتمل المادة الخام على راتنج البولي إيثيلين، وإضافة أسود الكربون، ومكون مضاد للأكسدة ومضاد للشيخوخة ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية. موادها الخام هي البولي إيثيلين، البولي إيثيلين منخفض الكثافة، البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة والبولي إيثيلين عالي الكثافة، إلخ. من بينها، البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) هو المادة المثالية لتصنيع الأغشية الأرضية للتطبيقات الهندسية المضادة للتسرب.
1.1 البولي إيثيلين
يعد البولي إيثيلين (PE) أحد الأصناف ذات التركيب الجزيئي الأبسط في الراتنج. أنها غنية ورخيصة. يتمتع البولي إيثيلين بعزل كهربائي ممتاز وثبات كيميائي. منذ بدايتها، تطورت بسرعة.
1.2 البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE)
وهو عبارة عن جزيئات شمع بيضاء حليبية، لا طعم لها، عديم الرائحة، غير سامة وقابلة للاشتعال. إنها تتمتع بمرونة جيدة، ليونة، شفافية، ومقاومة للبرد. الخصائص الكيميائية مستقرة نسبيًا، ويمكنها مقاومة الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية العامة تحت 60 درجة مئوية. وفي الوقت نفسه، لديها أيضًا خصائص عزل كهربائي جيدة.
1.3 البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة (LLDPE)
البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة هو نوع جديد من بلاستيك البولي إيثيلين من الجيل الثاني. بالمقارنة مع البولي إيثيلين منخفض الكثافة، فإنه يتميز بخصائص الأداء الممتاز والفوائد الاقتصادية الكبيرة في الإنتاج.
يتمتع LLDPE بمقاومة ممتازة للتكسير الإجهادي والخصائص الكهربائية، ومقاومة الحرارة العالية، وقوة التأثير الممتازة، وقوة الشد وقوة الانحناء، وما إلى ذلك.
تتمتع الأفلام المصنوعة من LLDPE بقوة تأثير وقوة تمزق أعلى من LDPE.
1.4 البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)
البولي إيثيلين عالي الكثافة هو مادة حبيبية أو مسحوقية بيضاء، يسخن بلا طعم، عديم الرائحة، غير سام وقابل للاشتعال.
يتمتع البولي إيثيلين عالي الكثافة بمقاومة جيدة للبرد. يمكن أن تصل درجة حرارة الخدمة إلى 100 درجة مئوية ومنخفضة إلى -70 درجة مئوية.
بسبب التبلور العالي (80٪ ~ 90٪)، والكثافة النسبية العالية (0.941 ~ 0.965)، والخصائص الميكانيكية الأفضل، يتمتع HDPE بخصائص أفضل من البولي إيثيلين منخفض الكثافة.
يتمتع HDPE أيضًا بمقاومة أفضل للتآكل واستقرار كيميائي جيد. HDPE غير قابل للذوبان تقريبًا في أي مذيب عضوي في درجة حرارة الغرفة. إنه مقاوم للتآكل بمختلف الأحماض والقلويات والمحاليل الملحية المختلفة.
امتصاص الماء ونفاذية بخار الماء منخفضة للغاية. ومع ذلك، فإن مقاومة الشيخوخة ضعيفة نسبيا. تحتاج مضادات الأكسدة ومثبتات الضوء إلى تعزيز أدائها.
2. عمليات تصنيع الأغشية الأرضية
2.1 عملية النفخ لتصنيع الأغشية الأرضية
تصنع عملية النفخ بالقولبة الأغشية الأرضية. يتم تسخين البوليمر والمواد المضافة في آلة البثق. تنقل البراغي المادة وتضغطها وتقيسها. يتم بثق أنبوب منصهر من قالب ويتمدد تحت ضغط الهواء، ويبرد خارجيًا. تحرك القوة الأنبوب إلى الأمام بسرعة ثابتة، مما يخلق غشاء أرضي أسطواني مستمر. يتم فتح هذا الغشاء الأرضي وتسطيحه ولفه لتشكيل ورقة. تتضمن معدات النفخ بالقولبة آلة بثق وقالب وحلقة هواء تبريد وبكرة جر ولفافة. تكون درجة حرارة الذوبان أعلى من 180 درجة مئوية، ويحسن التبريد السريع من الكفاءة. يستخدم التبريد الداخلي والخارجي الهواء والماء. قبل اللف، يتم قطع الغشاء الأرضي وتسطيحه ولفه في طبقة واحدة بدون تجاعيد للحفاظ على قوة الشد. يتم لف الأغشية الأرضية السميكة بنشاط باستخدام قلب بلاستيكي، ويتم تأمينها باستخدام مسامير حديدية مقاومة للتآكل أو شريط قوي، مع مراعاة متطلبات التركيب.
2.2 عملية التقويم لتصنيع الأغشية الأرضية
يتم تغذية اللدائن الحرارية الساخنة والمُلدنة من خلال الفجوة بين البكرات ذات الدوران المعاكس، مما يحولها إلى فيلم ذي أبعاد محددة مسبقًا. يستخدم هذا الفيلم للمواد الجيوتقنية.
تشير مادة البوليمر المستخدمة في بطانة الأغشية الأرضية التقويمية بشكل أساسي إلى تصنيف البولي إيثيلين والأغشية الأرضية التقويمية. يتم استخدام عملية التقويم لإنتاج أنواع مختلفة من الأغشية الأرضية، بما في ذلك الأغشية الأرضية المصنوعة من البولي إيثيلين أحادية الطبقة، والأغشية الأرضية المركبة من البولي إيثيلين مزدوجة الطبقة، والأغشية الأرضية المركبة من البولي إيثيلين. وفيما يلي وصف لعملية التقويم:
- التحضير: تبدأ العملية بتحضير المواد الخام، وهي عادة مادة البولي إيثيلين الحراري. يتم تسخين البولي إيثيلين وصهره إلى درجة حرارة مناسبة للمعالجة.
- التغذية: يتم بعد ذلك تغذية البولي إيثيلين المنصهر في سلسلة من الأسطوانات في آلة التقويم. غالبًا ما تكون هذه الأسطوانات مصنوعة من المعدن وتدور بشكل معاكس.
- الصقل: عندما يمر البولي إيثيلين عبر الفجوة بين البكرات، يتم تطبيق الضغط لتشكيل المادة وضغطها. يتم التحكم في سرعة الأسطوانات ودرجة الحرارة والضغط بعناية لتحقيق السماكة والنعومة المرغوبة للغشاء الأرضي.
- التبريد: بعد أن يتم تشكيلها بواسطة الأسطوانات، فإن الغشاء الأرضي التقويمي يخضع لعملية تبريد. يمكن أن يتضمن ذلك تمرير المادة عبر غرفة تبريد أو استخدام بكرات تبريد لتبريد الغشاء الأرضي وتصلبه بسرعة.
- اللف: بمجرد تبريده وتصلبه، يتم لف الغشاء الأرضي التقويمي على لفات للتخزين والنقل والمزيد من المعالجة.
3. أداء الغشاء الأرضي
3.1 أداء بطانة الغشاء الأرضي من البولي إيثيلين منخفض الكثافة
كثافة الأغشية الأرضية، بما في ذلك تلك المصنوعة من راتنجات البولي إيثيلين منخفض الكثافة (PE-LD)، وراتنجات البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة (PE-LLD)، وبوليمرات الإيثيلين المشتركة، والمواد الخام الأخرى، تقع عادةً ضمن أو أقل من نطاق 0.939 جم /سم³.
تطبيقات الأغشية الأرضية من البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخزانات والقنوات والمسابح والسدود والبحيرات الاصطناعية والقنوات والأنفاق والأقبية للمباني، إلخ.
تمتلك الأغشية الأرضية المصنوعة من البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) العديد من الخصائص مثل مقاومة البرد والنعومة وسهولة التشكيل والمعالجة وقابلية اللحام الجيدة والقدرة على تحمل التكاليف.
ومع ذلك، لديهم أيضًا بعض القيود، بما في ذلك انخفاض القوة، والقابلية للثقوب والأضرار، وانخفاض معدل تشوه الاستطالة، وضعف المقاومة لتكسير الإجهاد البيئي، وارتفاع نفاذية المياه، ونفاذية الهواء الأعلى مقارنة بالأغشية الأرضية المصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE).
3.2 أداء بطانة الغشاء الأرضي الخطي من البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LLDPE)
الأغشية الأرضية المنتجة باستخدام راتنجات البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة (PE-LLD)، والأغشية الأرضية بكثافة 0.939 جم/سم3 أو أقل.
عادةً ما يكون الغشاء الأرضي الخطي من البولي إيثيلين منخفض الكثافة مثاليًا للخزانات والقنوات والمسابح والسدود والبحيرات الاصطناعية والقنوات والأنفاق وأقبية المباني وما إلى ذلك.
3.3 أداء الغشاء الأرضي الخطي من البولي إيثيلين منخفض الكثافة
يعد الغشاء الأرضي من البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي نوعًا جديدًا من PE بعد LDPE وHDPE.
تحتوي الأغشية الأرضية LLDPE على العديد من المجالات القابلة للتطبيق بما في ذلك الخزانات والقنوات والمسابح والسدود والبحيرات الاصطناعية والقنوات والأنفاق والأقبية للمباني.
وتشمل خصائصها المرونة وسهولة التركيب ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية والمواد الكيميائية. توفر الأغشية الأرضية LLDPE وظائف احتواء وحواجز فعالة، مما يساعد على منع التسرب والتسرب في هذه الهياكل المتعلقة بالمياه وتحت الأرض.
3.4 أداء بطانة الغشاء الأرضي من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE).
غالبًا ما تكون راتنجات البولي إيثيلين متوسطة الكثافة (PE-MD) وراتنجات البولي إيثيلين عالي الكثافة (PE-HD) هي المواد الخام لإنتاج الأغشية الأرضية. غالبًا ما تكون كثافة الغشاء الأرضي 0.940 جم / سم 3 أو أعلى.
يحتوي الغشاء الأرضي المصنوع من البولي إيثيلين عالي الكثافة على العديد من التطبيقات بما في ذلك الخزانات والقنوات والمسابح والسدود والبحيرات الاصطناعية والقنوات والأنفاق وأقبية المباني. إنه مثالي لمكافحة التسرب وتغطية الجزء السفلي من مدافن النفايات والمخلفات والنفايات الخطرة وما إلى ذلك.
تتميز الأغشية الأرضية المصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) بقوة عالية ومقاومة ممتازة للحرارة. على وجه الخصوص، تُظهر الأغشية الأرضية HDPE المصنوعة من البولي إيثيلين متوسط الكثافة (MDPE) مقاومة جيدة للتشقق الناتج عن الإجهاد البيئي. تعتبر هذه الأغشية الأرضية مثالية لصناعات حماية البيئة، وخاصة في البيئات الصعبة مثل مواقع دفن النفايات. تعتبر المقاومة الفائقة للتشقق الناتج عن الإجهاد خاصية مهمة في منع التسرب وضمان الاحتواء البيئي.
توفر الأغشية الأرضية HDPE أيضًا مزايا مثل قابلية اللحام الجيدة ومقاومة الثقب ونقطة السعر المعتدلة. ومع ذلك، بالمقارنة مع الأغشية الأرضية المصنوعة من البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي (LLDPE)، تميل الأغشية الأرضية HDPE إلى أن تكون أكثر صلابة ولها أداء لاصق أقل قليلاً. ومع ذلك، فإنها لا تزال تستخدم على نطاق واسع في مختلف التطبيقات التي تتطلب احتواءًا قويًا وخصائص حاجزة.
4. خصائص الغشاء الأرضي
عمر الخدمة هو العامل الرئيسي الذي يحدد عمر الخدمة الهندسية. البيئة الهندسية معقدة للغاية، بما في ذلك عوامل مثل القوة والحرارة والوسط والوقت.
تعمل هذه العوامل عادةً على الغشاء الأرضي معًا. والنتيجة هي تأثير لا رجعة فيه على الخصائص الكامنة في المواد الهندسية. لذلك يجب أن يتمتع الغشاء الأرضي بالخصائص التالية.
4.1 مقاومة الماء
غالبًا ما تكون الأغشية الأرضية على اتصال بالماء. لا تحتوي الجزيئات الكبيرة التي يتكون منها الغشاء الأرضي على مجموعات محبة للماء مثل مجموعات الأميد ومجموعات الإستر. إنها غير متوافقة مع الماء ولن تخضع لتفاعلات التحلل المائي مع الماء. أمتصاص الماء،
نفاذية الماء منخفضة للغاية. على سبيل المثال، معدل امتصاص الماء للغشاء الأرضي HDPE أقل من 0.3%. معدل انتقال بخار الماء أقل من 10-13cm/s.
في عملية تصنيع الأغشية الأرضية، تعتبر الإضافات ذات الصلة مهمة. تصبح مقاومة الماء لهذه المواد المضافة هي العامل الرئيسي الذي يؤثر على مقاومة الماء لهذه الأغشية الأرضية.
4.2 مقاومة الأحماض والقلويات.
في مشاريع مكافحة التسرب، فإن الوسائط التي يلتقي بها الغشاء الأرضي تكون في الغالب عبارة عن محاليل حمضية وقاعدية مختلفة. غشاء أرضي من البولي إيثيلين يمكنه مقاومة معظم الأحماض،
تتآكل بالمحاليل القلوية والملحية، إلا أن مقاومتها للأحماض المؤكسدة الساخنة والمركزة محدودة. مثل مقاومة الماء، فإن الاختيار غير الصحيح لمختلف الإضافات سوف يؤثر بشكل خطير على مقاومة الأحماض والقلويات للغشاء الأرضي.
4.3 مقاومة المواد الفعالة
في المعالجة المضادة للتسرب لبرك الصرف الصحي، ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي، ومدافن النفايات وغيرها من المشاريع، ستلتقي الأغشية الأرضية حتماً بالمواد الخافضة للتوتر السطحي. تتميز الأغشية الأرضية المصنوعة من البولي إيثيلين العادي بمقاومة سيئة للغاية للنشاط السطحي. يتمتع الغشاء الأرضي المصنوع من البولي إيثيلين عالي الكثافة لحماية البيئة بقدرة قوية على مقاومة المواد الخافضة للتوتر السطحي.
4.4 مقاومة المذيبات العضوية
في مشاريع مكافحة التسرب لمصانع الجعة، ومصافي النفط، ومصانع الكيماويات العضوية، وما إلى ذلك، يلتقي الغشاء الأرضي بالمذيبات العضوية المختلفة. غشاء أرضي من البولي إيثيلين أقل من 60 درجة مئوية ويمكنه مقاومة تآكل معظم المذيبات العضوية.
4.5 مقاومة أيونات المعادن
الأيونات المعدنية أكثر أو أقل في الماء. في مشاريع مكافحة التسرب التي تتضمن حواجز المخلفات ومصانع الطلاء الكهربائي، من الشائع مواجهة تركيزات عالية من الجسيمات المعدنية. يمكن أن تنشأ هذه الأيونات المعدنية من المخلفات أو مياه الصرف الصحي الناتجة عن هذه العمليات الصناعية. يمكن أن تختلف المعادن المحددة الموجودة اعتمادًا على نوع العملية والمواد الكيميائية المحددة المستخدمة.
4.6 مقاومة الكائنات الحية الدقيقة
الكائنات الحية الدقيقة موجودة في كل مكان، في الماء، في التربة، على الحيوانات والنباتات.
آثار الفطريات. من بين البوليمرات الاصطناعية، لا تشكل الكائنات الحية الدقيقة تهديدًا للأغشية الأرضية المصنوعة من البولي إيثيلين.
4.7 مقاومة الشيخوخة
تعد مقاومة شيخوخة البوليمرات من أهم الميزات التي تؤثر على عمر خدمة المادة. الأسباب والأشكال الأكثر شيوعًا هي تأثيرات الضوء والحرارة والأكسجين. يمكن أن تؤدي إلى الشيخوخة الضوئية (الأكسجين) والشيخوخة الحرارية (الأكسجين).
4.8 الخصائص الميكانيكية
ستواجه طبقات الربط للأغشية الأرضية أيضًا قوى مثل القص والتقشير. تعتبر الأغشية الأرضية مثالية للمواد الناعمة المقاومة للتسرب. على الرغم من أنه في كثير من الأحيان لا يستطيع تحمل جميع الأحمال الناتجة عن المشروع. يتمتع الغشاء الحراري بخصائص ميكانيكية جيدة، والتي ستكون بلا شك مفيدة جدًا لمشاريع مكافحة التسرب.
4.9 مقاومة الزحف
يشير زحف المادة إلى أن تشوه المواد يزداد تدريجياً مع مرور الوقت عندما تكون القوة ثابتة. تعد خصائص الزحف إحدى أهم خصائص المواد الاصطناعية ومفتاح تطبيق المواد على المدى الطويل.
4.10 أداء البناء
يشير أداء بناء الغشاء الأرضي إلى صعوبة وضع الغشاء الأرضي، وصعوبة الربط والموثوقية. يجب أن يأخذ تصميم مواصفات الغشاء الأرضي في الاعتبار احتياجات المشاريع المختلفة. يعد ربط الأغشية الأرضية حاليًا تقنية ناضجة جدًا.
GEOSINCERE متخصصة في تصنيع الأغشية الأرضية و geosynthetics المنتجات والحلول للعملاء في جميع أنحاء العالم منذ عام 2007. وتشمل منتجاتنا عالية الجودة geomembranes، والمنسوجات الأرضية، والشبكات الأرضية، والخلايا الأرضية، وبطانات الطين الاصطناعية، وألواح الصرف، وما إلى ذلك.
تقدم GEOSINCERE منتجات صناعية جغرافية عالية الجودة وأيضًا خدمة التصميم والتركيب الاحترافية. OEM، ODM، التطوير والتصنيع حسب الطلب متوفرة أيضًا. إذا كان لديك أي أسئلة أو استفسارات، يرجى ملء النموذج التالي وإرساله، وسنقوم بالرد في أقرب وقت ممكن.
شكرا للقراءة.
