Hajlékony membrán szigetelőrendszerek, méretváltozás, tágulás / összehúzódás, UV stabilitás, vízzáróság, toldások, merevség, yie

A hígtrágya tározók szigeteléséhez használatos hajlékony membrán szigetelőrendszerek összehasonlítása

I. Melyiket válasszam?

A hígtrágya tározók membrán szigeteléséhez alapvetően négy különböző típusú

szintetikus polimer alapanyagú rendszer használata terjedt el Európában.

1. Termoplasztikus (hőre lágyuló) műanyagok:

Ilyen a polivinil-klorid (PVC) ill. annak az olajjal szemben is ellenálló változata (PVC-OR).

2. Részben kristályos (termoplasztikus) műanyagok:

Ezek a kis sűrűségű polietilén (LDPE), nagyon kis sűrűségű polietilén (VLDPE), nagy sűrűségű polietilén (HDPE), polipropilén (PP).

3. Vulkanizált elasztomerek:

Mint a butilkaucsuk (IR), etilén-propilén-dién-monomer (EPDM).

4. Termoplasztikus elasztomerek:

A klórozott polietilén (CPE), kloroszulfonált polietilén (CSPE), TPE-PP.

A körülményektől és a felhasználási területtől függően valamennyi rendszernek meg vannak az előnyös és a hátrányos tulajdonságai.

Ezeket a tulajdonságokat az alábbi összehasonlításban ismertetjük.

A hazai beépítések során leggyakrabban alkalmazott típusok tulajdonságait részletezve, az alábbiakat állapíthatjuk meg:

1. Méretváltozás, tágulás / összehúzódás

· HDPE: Viszonylag magas hőtágulási együtthatóval rendelkezik. Az anyag „tartása”, merevsége a hőmérséklet ingadozásával együtt változik. Nappal lágy, éjszaka rideggé válik. Ez a változás a nyári és a téli hőmérsékletváltozás hatására még szembetűnőbb. Hidegben (-20 ^oC közelében) rideg és kemény tulajdonságokat vesz fel.

· TPO, PP, PP erősített: A hálóval erősített változatok méretstabilitása kiváló, de az erősítés nélküli anyagok méretváltozása jelentős lehet. A hálóval erősített változatok hátránya, hogy nem követik maradéktalanul az aljzat felületének változásait.

· EPDM, butil: Mindkét gumi típus méretstabil, hőmozgása alacsony, szélsőséges hőmérséklet viszonyok között is megőrzi rugalmasságát.

2. UV stabilitás

· HDPE: Csak korlátozottan áll ellen a természetes UV sugárzásnak (ez a tulajdonság 2-3% korom hozzáadásával javítható). Ezeket a rendszereket ezért főként takart szigetelésként építik be.

· PVC: Az anyag természetes UV állósága szintén nem éri el az EPDM vagy TPO-PP rendszerekét. Elsősorban takart szigetelésként ajánlottak.

· EPDM, butil: Az EPDM vízszigetelő lemezek alapanyaga UV álló. A magas kb. 30%-os korom tartalom mindkét anyagnak kiváló UV stabilitást biztosít, ezért akár takarás nélkül is beépíthetők. Az EPDM anyaga önmagában is UV álló.

3. Vízzáróság, toldások

· HDPE: A HDPE anyagok helyszíni toldásainak kivitelezése rendkívüli precizitást igényel. A megfelelő minőséghez a varrathőmérsékletet nagyon szűk tartományban kell stabilan tartani. A külső hőmérséklet és az anyagvastagságtól függően a berendezéseket folyamatosan szabályozni kell. Az elkészült toldások vízzáróságát és mechanikai tulajdonságait a kivitelezés közben is folyamatosan ellenőrizni kell. Ez az ellenőrzés a legtöbbször laboratóriumi körülmények között végezhető el. A beépítés vízzáróságának ellenőrzése szükség esetén kettős varrat képzéssel megoldható.

· EPDM, butil: A helyszíni toldások több mint 30 éves tapasztalatok alapján vulkanizálással készülnek. Ez a technológia gyakorlatilag időjárás független, egyszerű, kivitelezést tesz lehetővé. Hidegben a kivitelezés minimális hőmérsékletét az emberi munkavégzés határai adják meg.

Az elkészült toldások rugalmasak, szilárdságuk állandó és meghaladják a lemezek normál szilárdságát. A beépítés vízzáróságának ellenőrzése az újabb, továbbfejlesztett forrólevegős technológiákkal (ún. kettős varrat képzéssel) kialakított vizsgálócsatornák segítségével szintén megoldott. A toldások többirányú (multiaxiális) terhelhetősége meghaladja az egyéb, hőre lágyuló anyagokét, általában megegyezik a lemezek terhelhetőségével.

· TPO-PP, PVC: Varratképzésük forrólevegős, vagy fűtőékes berendezésekkel történhet. Ez a technológia könnyen és gyorsan kivitelezhető. A hálóerősítésű rendszerek multiaxiális terhelhetősége korlátozott.

4. Merevség

· HDPE: Az elkészült szigetelések alacsony hőmérsékleten viszonylag ridegek. Ez megnehezíti a fektetést és a helyszíni csomópontok, csőáttörések készítését. A lemezek nem tudják az aljzat egyenetlenségeit követni, ezért különösen jó minőségű földmunkát igényelnek.

· PVC, TPE-PP: Az elkészült szigetelések követik az aljzat felületi egyenetlenségeit, de tulajdonságaik hőmérsékletfüggők.

· EPDM, butil: Az EPDM és butil szigetelések nem csak rugalmasságukat őrzik meg minden hőmérsékleten, hanem tartósan nyújthatók és követik az aljzatmozgásokat és felületváltozásokat is. Alakjukat, méretüket hosszantartó nyújtás után is visszanyerik.

5. Yield pont (folyás határ)

· HDPE: A polietilénnek határozott Yield pontja van. Ez terhelés hatására a HDPE leggyengébb pontja. Ez azt jelenti, hogy már a szakadási nyúlás 10-20%-ának elérése után az anyag nem tud további erőt felvenni. Ez az erőfelvétel nélküli nyúlás akár a 700%-os szakadási nyúlás végéig is tarthat. A HDPE lemezeknél már kisebb deformációk mellett már feszültségi repedések jelenhetnek meg.

· EPDM, butil: A műkaucsuk alapú vízszigetelő lemezeknek nincs Yield pontja. Mindkét anyag a 400%-os szakadási nyúlás eléréséig folyamatosan tud erőt felvenni.

6. Beépítés

· HDPE: A polietilén lemezek csak gyári tekercs méretekben kaphatók. Egy tekercs mérete pl.: 7,0x100 m. Ez nem minden esetben felel meg a tározók méreteinek. A tekercsek kiterítéséhez és pontos elhelyezéséhez speciális, nehéz, nagyteljesítményű gépek kellenek. Külön felületi érdesítés, vagy súrlódást fokozó réteg beépítése nélkül csak alacsony hajlásszögű rézsűkön építhetők be. Az alacsony hajlásszög és a súrlódásnövelő rétegek emelik a kivitelezés költségeit.

· EPDM, butil: A legelőnyösebb tulajdonságokkal az úgynevezett leplesíthető típusok rendelkeznek. A 800-1500 m²-es lepleket pontosan a helyszíni szükségleteknek megfelelő méretekben lehet üzemi körülmények között legyártani. Az üzemi előregyártás csökkenti a kivitelezési hibák számát és meggyorsítja a beépítést. A leszállított leplek mozgatását kis létszámmal, kézzel és a helyszínen általában rendelkezésre álló földmunka-géppel meg lehet oldani. A beépítés hajlásszögét csak a talaj és az egyes rétegek belső súrlódási szöge határozza meg. Ez lehetővé teszi a földmunkák talajtól függő optimalizálását. A kivitelezés gyorsasága meghaladja valamennyi egyéb anyagét.

Felületi súrlódás:

Megcsúszási hajlásszög : ASTM D 5321

Elastoseal HDPE PVC

Homok 26.0 15.5 25,0

agyag 23.0 8.2

Geotextília 12.0 10.5 10-18

7. Mechanikus sérülések- Kritikus Kónusz Magasság

A mechanikai sérülésekkel szembeni ellenálló képességet egy speciális berendezéssel vizsgálják. A berendezés a többpontos, kő/kiszögelés okozta feszültséget modellezi. A kónusz magasságot a tönkremenetelig növelik.

 A vizsgálat során a maximális magasságot mérik. Az eredményeket az alábbi grafikonon összegeztük.

Az eddig leírtakból megállapítható, hogy valamennyi alapanyag-családnak vannak olyan előnyös tulajdonságai, amelyek különösen alkalmassá teszik valamelyik alkalmazási területen történő beépítésre.

A hazai viszonyok ismeretében hígtrágya tározók alsó szigetelésének kiválasztásakor figyelembe kell venni azt is, hogy a földmedrű tározók altalajának térfogata (az esetleges tömörítés ellenére is) változik. Ez különösen a meglevő hígtrágya tavak helyén kialakított tározók szigetelésénél fordulhat elő, és az altalaj roskadását vagy gázosodását okozhatja.

Ez a mozgás HDPE és a hálóerősítésű szigeteléseket jelentős mértékben károsíthatja, míg a leplesítéssel készülő EPDM szigetelő rétegnek semmilyen problémát sem okoz, vízzáróságát megtartja.