Глава 1. Характеристика профилированных геомембран 1.1. Свойства и области применения профилированных геомембран Геомембрана - геосинтетик, изолирующий материал, применяющийся в строительстве для гидроизоляции. Выделяют два основных вида геомембраны из полиэтилена высокого давления и низкой плотности (ПВД, англ. LDPE) и полиэтилена низкого давления и высокой плотности (ПНД, англ. HDPE). В состав геомембраны также входят специальные стабилизирующие добавки для повышения стойкость геомембраны к химическим веществам и УФ - излучению. Самый распространённый стабилизатор - технический углерод (сажа) до 3%. Перечень стандартов РФ, регламентирующих производство геомембран: ГОСТ Р 56586-2018, ГОСТ 16337-77, ГОСТ 16338-85, СТО 05064236.16-2019. В зависимости от состава сырья различают мембраны полимерные геосинтетические, глиняно-геосинтетические и битумно-геосинтетические (в последнее время почти не используются). Область их применения включает строительство, ландшафтный дизайн, землеустройство. Основной элемент в составе геомембраны — полиэтилен, реже ее изготавливают из ПВХ. Для улучшения свойств к главному компоненту добавляют стабилизаторы высокой температуры и антиокислители. От того, какой вид сырья используется, зависят технические характеристики геомембраны. · Полиэтилен высокой плотности и низкого давления (HDPE, ПНД) — твердый и прочный, устойчивый к кислотам, щелочам, маслам и другим химическим реагентам, паро- и влагонепроницаемый. Он хорошо выдерживает механическое воздействие, но не отличается эластичностью и стойкостью к деформациям. На морозе материал становится хрупким, зато он отлично переносит высокую температуру. Мембрана из ПНД выглядит как жесткая непрозрачная пленка. Геомембраны HDPE используются для строительства накопителей жидких и твердых промышленных отходов, полигонов ТБО, гидроизоляционного и антикоррозийного покрытия бетонных, кирпичных, металлических и прочих поверхностей простой формы, в том числе емкостей для питьевой воды. · Полиэтилен низкой плотности и высокого давления (LDPE, ПВД) — легкий, мягкий и эластичный. В то же время он достаточно прочный, устойчивый к растяжению и деформациям. ПВД хорошо переносит низкую температуру (до –120°С). Плавиться начинает при 100°С. Материал не пропускает пар и воду, поэтому обеспечивает хорошую гидроизоляцию. Геомембрана из ПВД представляет собой гладкую блестящую полупрозрачную пленку. Благодаря гибкости и эластичности ее можно монтировать даже на сложных, неровных поверхностях. Такие геомембраны GP необходимы при строительстве сооружений на просадочных грунтах и в условиях вечной мерзлоты. За счет способности удерживать пары и жидкости материал используют для изоляции токсичных веществ: при локализации свалок, рекультивации различных накопителей отходов. Устойчивость к низким температурам позволяет применять ПВД-мембраны для гидроизоляции тоннелей и других подземных сооружений. За счет эластичности геомембраны LDPE можно решить задачи, которые не под силу жесткой геомембране HDPE. Из поливинилхлорида (ПВХ) изготавливают прочные трехслойные мембраны для гидроизоляции кровель. Также их используют при обустройстве бассейнов и резервуаров. ПВХ-мембрана имеет следующую структуру: · нижний слой — пленка из модифицированного поливинилхлорида с добавлением термостабилизаторов, которые обеспечивают устойчивость к низким температурам; · средний слой — армирующая сетка из полиэфира или стекловолокна; · верхний слой — ПВХ с добавками, повышающими стойкость покрытия к ультрафиолету, перепадам температуры. Также в составе присутствуют красители: ПВХ-мембрана может быть любого цвета. Глиняно-геосинтетические геомембраны имеют еще одно название — бентонитовые маты (глиняные маты, GCL). Это рулонный водонепроницаемый материал, состоящий из гранул бентонитовых глин, расположенных между двумя слоями геотекстильного материала. При намокании бентонит разбухает и значительно увеличивается в объеме, создавая надежный глиняный «замок». Физико-механические характеристики бентоматов зависят от вида используемого бентонита (Ca-бентонит, Na-бентонит), от плотности и типа геотекстиля (тканый, нетканый) и способа соединения. Применяются для гидроизоляции полигонов ТБО, создания защитных экранов нефтехранилищ, для подкладки донного слоя водохранилищ. Бентонитовые маты удобны при сооружении дамб, каналов, резервуаров рыбоводческого хозяйства. Также используются для возведения противофильтрационных экранов. В зависимости от назначения геомембраны подразделяют на гладкие, текстурированные и профилированные. Текстура представляет собой шероховатую поверхность и бывает односторонней и двусторонней, обеспечивая лучшее сцепление мембраны с основой. Поскольку такое полотно не соскальзывает, его можно монтировать под уклоном. Поэтому текстурированные геомембраны подходят для гидроизоляции откосов и оснований сложной геометрической формы. Особенность профилированной мембраны — наличие конусообразных выступов (шипов) с одной или с двух сторон полотна. Их высота составляет от 7 до 20 мм. Благодаря этому гидроизоляционное покрытие получает следующие преимущества: · хорошая фиксация с поверхностью; · равномерное распределение нагрузки по всей площади и, таким образом, защита от продавливания; · обеспечение тепло- и воздухообмена внутри конструкции; · уменьшение расхода сыпучих дренажных материалов. Профилированные мембраны применяются в жилом, промышленном и дорожном строительстве для решения таких задач, как: · защита фундаментов и стен зданий от механических повреждений, от взаимодействия материалов контактирующих слоев (создание технологической прослойки), от проседания грунта, от проникновения грунтовых вод (гидроизоляция); · пристенный дренаж фундамента (обеспечение отведения влаги в дренажную систему; применяется в сочетании с геотекстилем); · гидроизоляция и вентиляция стен в подвальных помещениях и подземных переходах (в том числе сводов тоннелей) изнутри и снаружи; · гидроизоляция отмостки зданий; · обустройство инверсионных плоских кровель; · озеленение крыш; · армирование основания дорожного полотна, ускорение отвода воды к дренажным каналам; · эрозионная защита — укрепление грунта на дорожных откосах и насыпях для предотвращения его размыва. Профилированные геомембраны различаются по количеству слоев: · Однослойная пленка состоит только из полиэтиленового или поливинилхлоридного полотна. Она подходит для вентиляции влажных стен, гидроизоляции, служит заменой «подбетонки», помогая создать ровное основание фундамента или дорожного покрытия. · Двуслойная геомембрана усилена геотекстилем (нетканым фильтром), который придает дополнительную прочность и позволяет выдерживать сильное давление грунта. Также геотекстиль собирает влагу и отводит ее по дренажным каналам профилированной геомембраны. Применяется в качестве дренажного, армирующего и разделительного элемента в дорожном строительстве, включая аэродромы. Также используется в конструкциях эксплуатационных кровель. · Трехслойные мембраны производятся с наружным скользящим покрытием из гладкого полиэтилена. Этот слой обеспечивает возможность смещения при подвижках грунта, тем самым исключается механическое повреждение гидроизоляции. Трехслойные мембраны успешно справляются с вертикальным дренажем на пучинистых почвах и при большой глубине заложения фундамента. К плюсам геомембран относят: · Прочность. Этот показатель зависит от свойств исходного сырья и наиболее высок для ПНД. Также на степень прочности влияет плотность геомембраны. Дополнительно усилить конструкцию помогает армирующий слой геотекстиля. · Растяжимость, обусловленную эластичностью материала. Особенно стойки к деформациям геомембраны из ПВД. · Химическую устойчивость. Практически все геомембраны обладают стойкостью к агрессивным средам (pH 0,5–14) — серной и соляной кислотам, сырой нефти, автомобильным маслам, щелочам, хроматам калия и натрия, цианидам калия и сульфатам калия, и в том числе к конденсату природных газов. Это свойство позволяет использовать их для изоляции хранилищ нефтепродуктов, на полигонах складирования токсичных отходов, не говоря уже о бытовом применении. · Экологичность. Материал химически инертен, безопасен для окружающей среды и здоровья людей. · Долговечность. Срок службы геомембраны, в зависимости от исходного сырья, составляет от 25 до 80 и более лет. Долговечность обусловлена тем, что материал не подвержен разложению и коррозии. · Стойкость к температурным перепадам. Это качество также зависит от свойств сырья, но если говорить о средних значениях, то геомембраны допускается эксплуатировать в диапазоне от –40°С до +50°С. · Простоту монтажа. Геомембраны GP, в том числе и бентоматы Bento-GP, весят немного по сравнению с другими изоляционными материалами. Рулонное полотно легко раскатывать и резать. Поэтому с геомембраной удобно работать и на больших, и на малых площадях. Затраты на укладку, обслуживание и ремонт невелики.
1.2. Технология производства профилированных геомембран Геомембраны производятся методом экструзии. Технологический процесс заключается в расплаве сырья и его продавливании через профилирующие инструменты такие, как фильера и головка экструдера. Такой метод изготовления позволяет получить изделие с заданными параметрами: поперечным сечением, формой и размером. В процессе изготовления в сырье вводятся различные присадки, антиоксиданты, стабилизаторы. В результате этого изделие становится невосприимчивым к воздействию самых разных негативных факторов – химических веществ и реагентов, УФ-излучению, колебанию температур и пр. Гидроизоляционные мембраны поставляются в продажу рулонами, каждый из них, для защиты от повреждений, которые могут возникнуть при транспортировке и хранении, упаковывается в полимерную оболочку. Ширина рулона варьируется от 2 до 12 метров, этот показатель зависит от технологических мощностей производителя, конкретных условий эксплуатации и целесообразности. Толщина полимерного листа колеблется в границах от 3 до 0,3 мм у полиэтиленовых мембран, и до 6 мм у пленок, изготовленных из композитов (битум, полимеры).
| 
