HDPE- vs. LLDPE-Geomembranen: So wählen Sie die richtige Abdichtung aus

Vergleichen Sie das Materialverhalten, die Standortbedingungen und die Verlegeanforderungen, bevor Sie sich für eine Geomembran-Auskleidung entscheiden.

Bei der Auswahl einer Geomembran geht es um mehr als nur die Entscheidung zwischen zwei gängigen Polymertypen. Bevor Sie sich für eine HDPE- oder LLDPE-Geomembran entscheiden, sollten Sie das zu umschließende Material, die Geometrie des Standorts, die chemische Belastung, zu erwartende Bewegungen, die Einbaubedingungen und die Einsatzumgebung berücksichtigen.

Sowohl HDPE- als auch LLDPE-Geomembranen eignen sich für anspruchsvolle Anwendungen im Bereich der Rückhaltung. Sie weisen jedoch nicht identische Eigenschaften auf. HDPE zeichnet sich im Allgemeinen durch eine höhere Steifigkeit, geringe Durchlässigkeit und hohe chemische Beständigkeit aus. LLDPE bietet im Allgemeinen eine höhere Flexibilität, Dehnbarkeit und Anpassungsfähigkeit.

Nutzen Sie diesen Leitfaden, um die beiden Materialien zu vergleichen und eine praktische Grundlage für die Auswahl einer Geomembran zu schaffen.

HDPE und LLDPE: Die Unterschiede zwischen den Polymeren verstehen

HDPE und LLDPE sind Polyethylen-Werkstoffe mit unterschiedlichen Molekülstrukturen.

• HDPE: Verwenden Sie ein Polyethylen hoher Dichte mit einer relativ linearen Molekülstruktur und höherer Kristallinität. Diese Struktur führt in der Regel zu einer steiferen Geomembran mit hoher chemischer Beständigkeit und geringer Durchlässigkeit.

• LLDPE: Verwenden Sie ein lineares Polyethylen mit kurzkettigen Verzweigungen, die durch Comonomere erzeugt werden. Diese Struktur führt in der Regel zu einer flexibleren Geomembran mit höherer Dehnung und multiaxialer Belastbarkeit.

Diese Unterschiede führen zu einem Kompromiss hinsichtlich der Leistungsmerkmale. HDPE eignet sich für Anwendungen, bei denen chemische Beständigkeit, Steifigkeit und Formstabilität ausschlaggebend für die Konstruktion sind. LLDPE eignet sich für Anwendungen, bei denen Setzungen, unebene Untergründe, komplexe Geometrien oder Verformungen ausschlaggebend für die Konstruktion sind.

Wählen Sie eine Auskleidung nicht allein aufgrund der Polymerart aus. Berücksichtigen Sie die gesamte Zusammensetzung, die Dicke, die Oberflächenstruktur, die Prüfwerte und die Projektanforderungen.

Vergleich zwischen HDPE- und LLDPE-Geomembranen

Faktor auswählen	HDPE-Geomembran	LLDPE-Geomembran
Polymerstruktur	Polyethylen hoher Dichte mit höherer Kristallinität	Lineares Polyethylen mit kurzkettiger Verzweigung
Flexibilität	Relativ steif und weniger anpassungsfähig	Flexibler und anpassungsfähiger
Dehnung	Hohe Zugfestigkeit bei geringerer nutzbarer Dehnung vor der Streckgrenze	Höhere Dehnung und größere Dehnungsfähigkeit
Chemikalienbeständigkeit	Im Allgemeinen hohe Beständigkeit, abhängig von der jeweiligen Chemikalie und Zusammensetzung	Im Allgemeinen hohe Beständigkeit, abhängig von der jeweiligen Chemikalie und Zusammensetzung
Überlegungen zu Spannungsrissen	Eine direkte Überprüfung der Rissbeständigkeit unter Belastung, der Zusammensetzung und der bei der Verlegung auftretenden Spannungen ist erforderlich.	Bietet im Allgemeinen eine hohe Beständigkeit gegen spannungsbedingte Rissbildung; projektspezifische Daten sollten jedoch geprüft werden.
Durchstoß- und Reißfestigkeit	Hängt von der Dicke, der Zusammensetzung, dem Untergrund und der Verlegung ab	Hängt von der Dicke, der Zusammensetzung, dem Untergrund und der Verlegung ab
Setzungstoleranz	Eine geringere Anpassungsfähigkeit kann zu einer Erhöhung der lokalen Spannungen über sich bewegenden Untergründen führen	Eine höhere Anpassungsfähigkeit kann dazu beitragen, Setzungen und unebene Oberflächen auszugleichen.
Typische Oberflächenausführungen	Glatt, strukturiert und andere angegebene Ausführungen	Glatte und strukturierte Ausführungen
Allgemeiner Normungsverband	GRI-GM13	GRI-GM17
Häufige Auswahlkriterien	Chemische Belastung, Steifigkeit und tragfähiger Untergrund	Flexibilität, Dehnung, Anpassung an Gefälle und Setzung

Betrachten Sie diese Tabelle eher als Orientierungshilfe denn als Konstruktionsvorgabe. Bitte überprüfen Sie vor der Freigabe die aktuellen Produktdatenblätter und die projektspezifischen Anforderungen.

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl der Auskleidung die Geometrie der Böschung, die Bodenverhältnisse im Untergrund sowie die Anforderungen an den Materialtransport.

Flexibilität, Dehnung und Setzung

Wählen Sie eine HDPE-Geomembran, wenn der Untergrund stabil ist und die Konstruktion von einer relativ steifen Folie profitiert. HDPE eignet sich besonders gut für vorbereitete Auffangwannen, große Becken und andere Anwendungen, bei denen keine nennenswerten unterschiedlichen Bewegungen zu erwarten sind.

Wählen Sie eine LLDPE-Geomembran, wenn sich die Auskleidung an unregelmäßige Oberflächen anpassen oder Bewegungen ausgleichen muss. LLDPE eignet sich für folgende Anwendungsbereiche:

• Ungleichmäßige Setzung
• Verdichtbare oder variable Untergründe
• Komplexe Ecken und Übergänge
• Steile oder unregelmäßige Hänge
• Seismische oder dynamische Standortbedingungen
• Eindämmungssysteme mit größerem Verformungspotenzial

Eine hohe Bruchdehnung darf nicht als Freigabe für die Verlegung einer Folie auf einem ungeeigneten Untergrund ausgelegt werden. Bereiten Sie den Untergrund vor, entfernen Sie scharfe Vorsprünge und glätten Sie Falten vor dem Verlegen. Verwenden Sie Geotextil-Unterlage oder andere Schutzmaßnahmen, wenn dies laut Planung erforderlich ist.

Beachten Sie das mehrachsige Dehnungsverhalten, wenn sich die Auskleidung in mehr als einer Richtung verformen kann. GRI-GM17 enthält eine mehrachsige Dehnungseigenschaft für LLDPE-Geomembranen. GRI-GM13 und GRI-GM17 legen Anforderungen an die Fertigungsqualität fest, jedoch ersetzt keine der beiden Normen eine projektspezifische technische Analyse.

Chemische Beständigkeit und Beständigkeit gegen Spannungsrisse

HDPE wird häufig für Anwendungen gewählt, bei denen aggressive Chemikalien, Industrieabfälle, Sickerwasser oder Kohlenwasserstoffe zum Einsatz kommen. Seine höhere Kristallinität trägt zur chemischen Beständigkeit und geringen Durchlässigkeit bei. Überprüfen Sie die Verträglichkeit hinsichtlich des tatsächlich enthaltenen Materials, der Konzentration, der Temperatur und der Einwirkdauer.

LLDPE zeichnet sich zudem durch chemische Beständigkeit aus und eignet sich für zahlreiche Anwendungen in den Bereichen Wasser, Abwasser, Landwirtschaft, Industrie und Umwelt. Gehen Sie nicht davon aus, dass LLDPE für den Einsatz als Chemikalienbehälter ungeeignet ist. Vergleichen Sie die spezifischen Daten zur Zusammensetzung und zur chemischen Verträglichkeit.

Behandeln Sie die Rissbildung unter Umwelteinflüssen im Rahmen der Materialprüfung.

• Überprüfen Sie die Ergebnisse der Prüfungen zur Spannungsrissbeständigkeit von HDPE-Produkten.
• Berücksichtigen Sie nicht nur die kurzzeitige Zugfestigkeit, sondern auch die Dauerzugspannung.
• Beurteilen Sie Kratzer, Kerben, Schweißzonen, Knicke und Durchbrüche als potenzielle Spannungskonzentratoren.
• Verwenden Sie keinen allgemeinen Polymervergleich als Ersatz für produktspezifische Kompatibilitäts- und Haltbarkeitsdaten.
• Der Konstrukteur muss die chemische Beanspruchung, die Temperatur und die voraussichtliche Lebensdauer prüfen.

Die aktuelle Spezifikation GRI-GM13 gilt für glatte und strukturierte HDPE-Geomembranen. Die Spezifikation GRI-GM17 gilt für glatte und strukturierte LLDPE-Geomembranen. In beiden Dokumenten wird darauf hingewiesen, dass für bestimmte Anwendungsfälle zusätzliche Prüfungen oder strengere Grenzwerte erforderlich sein können.

Durchstoß-, Riss- und Untergrundschutz

Weder HDPE noch LLDPE schließen das Risiko einer Perforation aus. Schützen Sie das Auskleidungssystem durch abgestimmte Konstruktions- und Verlegevorschriften.

Bewerten:

• Nenn- und gemessene Mindestdicke
• Durchstoßfestigkeit
• Reißfestigkeit
• Exposition gegenüber Stößen
• Korngröße und Kantigkeit des Untergrunds
• Geotextil-Unterlage
• Drainage- und Druckentlastungsschichten
• Zugang zu den Geräten
• Anordnung von Ballast und Abdeckung
• Methoden zur Handhabung und zum Einsatz von Paneelen

LLDPE bietet Flexibilität, wodurch es sich gut an eine vorbereitete Oberfläche anpassen lässt. HDPE bildet eine langlebige Barriere mit hoher chemischer Beständigkeit und Steifigkeit. Das endgültige Durchstoßrisiko hängt vom Gesamtsystem ab und nicht allein von der Kunststofffamilie.

Glatte vs. strukturierte Geomembranen

Wählen Sie eine glatte Geomembran, wenn eine geringe Reibung an der Grenzfläche für die Konstruktion von Vorteil ist oder wenn die Auskleidung auf einer relativ ebenen Oberfläche aufliegt. Glatte Oberflächen können zudem bestimmte Verlege- und Inspektionsarbeiten vereinfachen.

Wählen Sie eine strukturierte Geomembran, wenn die Reibung an der Grenzfläche und die Hangstabilität ausschlaggebend für die Auslegung sind. Die Strukturierung kann dazu beitragen, ein Verrutschen zwischen der Geomembran und dem angrenzenden Boden oder benachbarten Geokunststoffschichten zu verhindern.

Die Rauheitshöhe darf nicht mit einer garantierten Scherfestigkeit der Grenzfläche gleichgesetzt werden. Das Scherverhalten ist durch direkte Grenzflächenprüfungen unter Anwendung der im Projekt festgelegten Methoden zu überprüfen. Sowohl GRI-GM13 als auch GRI-GM17 legen direkte Scherprüfungen als geeignete Grundlage für die standortspezifische Bewertung der Grenzfläche fest.

Viaflex bietet HDPE-Geomembranen der HydraLine HD-Serie in glatter und strukturierter Ausführung an. Die HydraLine LL-Serie umfasst LLDPE-Geomembranen in glatter und strukturierter Ausführung.

Für einseitige Textur und Hangreibung sehen Sie sich die HydraFlex HT-Serie an. Für flexible LLDPE-Auskleidungen, wie beispielsweise oberirdische Lagertanks, sehen Sie sich die HydraFlex PRO HP-Serie an.

Hinweise zum Schweißen und zur Montage

HDPE- und LLDPE-Geomembranen können mithilfe geeigneter Heißkeile oder anderer Verfahren thermisch verschweißt werden. Der Schweißprozess ist durch zugelassene Verfahren, Geräteeinstellungen, Probeschweißnähte, zerstörungsfreie Prüfungen und zerstörende Schweißnahtprüfungen zu kontrollieren.

Berücksichtigung des Materialverhaltens während des Einsatzes:

• Achten Sie auf Falten im HDPE, da dessen Steifigkeit die Brückenbildung über Unebenheiten verstärken kann.
• Nutzen Sie die Formbarkeit von LLDPE, um die Verlegung entlang von Konturen, um Ecken und auf unebenen Oberflächen zu ermöglichen.
• Bewegung des Bedienfelds mit ordnungsgemäßer Verankerung und Ballast.
• Halten Sie die Nahtbereiche sauber, trocken und frei von Verunreinigungen.
• Vermeiden Sie es, Geomembranen über unebenen Untergrund zu ziehen.
• Schützen Sie die verlegte Auskleidung vor unnötigem Befahren und Beschädigungen durch Geräte.
• Prüfen Sie Durchführungen, Anschlüsse, Reparaturen und Übergänge mit derselben Sorgfalt wie bei Feldnähten.

Reduzieren Sie die Anzahl der Fugen vor Ort, wo dies möglich ist, durch die werkseitige Fertigung großer Platten. Viaflex bietet Fertigung in den USA, maßgeschneiderte Plattengrößen und Heißverschweißung an. Werkseitig gefertigte Platten können dazu beitragen, die Fugenverhältnisse zu kontrollieren und die Planung der Montage vor Ort zu vereinfachen.

Nutzen Sie maßgeschneiderte Fertigung und Heißverschweißung, um die Plattenplanung zu unterstützen und die Anzahl der Fugen vor Ort zu reduzieren, sofern die Projektbedingungen dies zulassen.

Unterstützung bei der Installation und Inspektion durch Colorado Lining International, ein Unternehmen der Viaflex-Gruppe. Die Installationsleistungen umfassen die Verlegung von Geomembran-Auskleidungssystemen sowie deren Inspektion und Wartung.

Auswahl der Dicke: Verwenden Sie keinen Standardwert

Wählen Sie die Dicke anhand einer projektspezifischen Analyse aus. Legen Sie eine Auskleidung nicht allein deshalb fest, weil eine bestimmte Dicke in der Branche üblich ist.

Rezension:

• Enthaltene Flüssigkeit, Feststoff oder Gas
• Chemische Konzentration und Temperatur
• Hydraulischer Druck und Belastung
• Erwartete Lebensdauer
• Unterirdische oder oberirdische Leitungen
• Qualität des Untergrunds
• Belastung durch Durchstiche und Stöße
• Neigungswinkel und Grenzflächenreibung
• Setzungs- und seismische Bedingungen
• Nahtkonstruktion und Verlegungsverfahren
• Deckboden, Schotter oder Abraum
• Gesetzliche und vertragliche Anforderungen

Dickeres Material kann eine höhere Durchstoßfestigkeit und Haltbarkeit bieten, doch die Dicke allein kann Probleme wie eine mangelhafte Untergrundvorbereitung, unzureichende Entwässerung oder eine unsachgemäße Verlegung nicht beheben. Lesen Sie die aktuellen Viaflex-Datenblätter für das ausgewählte Produkt und die jeweilige Konfiguration durch.

Freileitungen vs. Erdkabel

Bei freiliegenden Geomembranen müssen die Auswirkungen von UV-Strahlung, Temperaturwechselbeanspruchung, Windsog, Witterungseinflüssen, Oberflächenentwässerung und Wartungszugang berücksichtigt werden. Es sind UV-stabilisierte Materialien vorzuschreiben, und thermische Bewegungen sind während der Verlegung und der Nahtverbindung zu berücksichtigen.

Unterirdisch verlegte Geomembranen sind zwar vor direkter UV-Strahlung geschützt, können jedoch während der Verlegung der Abdeckung Bodendruck, unterschiedliche Setzungen, Gasdruck und Bauschäden ausgesetzt sein. Gehen Sie nicht davon aus, dass eine unterirdische Verlegung eine geringere Dicke oder weniger strenge Verlegevorschriften zulässt.

Für Anwendungen mit verstärkten Geomembran-Auskleidungen und schwimmenden Abdeckungen sollten Sie die Dura-Skrim N-Serie in Betracht ziehen . Bei der N-Serie handelt es sich um eine verstärkte LLDPE-R-Geomembran und nicht um eine HDPE-Geomembran. Die Wahl hängt von den Projektanforderungen hinsichtlich Verstärkung, Chemikalienbeständigkeit, Dimensionsstabilität und anwendungsspezifischer Leistungsfähigkeit ab.

Checkliste zur Auswahl von Geomembranen

Führen Sie diese Überprüfung durch, bevor Sie eine HDPE- oder LLDPE-Geomembran genehmigen:

• Beschreiben Sie das enthaltene Material und die Expositionsbedingungen.
• Beschreiben Sie den Untergrund und die zu erwartende Setzung.
• Stellen Sie fest, ob die Auskleidung freiliegend oder vergraben sein wird.
• Berechnen Sie die Anforderungen an die Hangstabilität und die Reibung an der Grenzfläche.
• Wählen Sie je nach Design glatte oder strukturierte Oberflächen aus.
• Die erforderliche Dicke ist durch eine technische Analyse zu ermitteln.
• Überprüfen Sie die Durchstoß-, Reiß-, Zug- und Dauerfestigkeitseigenschaften.
• Überprüfen Sie die Daten zu Spannungsrissen und zur chemischen Verträglichkeit.
• Legen Sie die Schweißverfahren und die Anforderungen an die Qualitätskontrolle fest.
• Planen Sie die Fertigung im Werk und die Montage der Paneele vor Ort.
• Festlegung von Anforderungen an Inspektion, Prüfung, Reparatur und Wartung.
• Lesen Sie vor der Beschaffung die aktuellen technischen Datenblätter durch.

Häufig gestellte Fragen

Wählen Sie die richtige Geomembran-Auskleidung aus

Wählen Sie zwischen HDPE und LLDPE je nach chemischer Beanspruchung, Anforderungen an die Flexibilität, Bewegungen des Untergrunds, Hangverhältnissen, Dicke, Oberflächenstruktur und Verlegebedingungen. Betrachten Sie die Dokumente GRI-GM13 und GRI-GM17 als wichtige Materialhinweise, nicht als vollständige Planungslösungen. Prüfen Sie die aktuellen technischen Datenblätter und ziehen Sie vor der Beschaffung den Planer, den Hersteller und einen qualifizierten Verleger hinzu.

Informieren Sie sich über die Viaflex-Geomembranprodukte und reichen Sie Ihre Projektanforderungen über das Viaflex-Kontaktportal ein. Viaflex unterstützt Sie bei der Projektplanung mit speziell entwickelten Folien, Fertigung in den USA, maßgeschneiderten Plattengrößen sowie Dienstleistungen in den Bereichen Heißverschweißung, Verlegung und Inspektion durch Colorado Lining International.