Геомембраны из HDPE и LLDPE: как выбрать подходящую изоляционную пленку

Перед выбором геомембранной изоляции следует сравнить характеристики материала, условия на объекте и требования к монтажу.

Выбор геомембранной изоляции — это не просто выбор между двумя распространенными типами полимеров. Прежде чем остановить свой выбор на геомембране из HDPE или LLDPE, необходимо оценить материал, подлежащий локализации, геометрию участка, воздействие химических веществ, ожидаемые смещения, условия монтажа и эксплуатационные условия.

Геомембраны из HDPE и LLDPE одинаково подходят для использования в сложных условиях локализации. Однако их эксплуатационные характеристики различаются. HDPE, как правило, отличается большей жесткостью, низкой проницаемостью и высокой химической стойкостью. LLDPE, как правило, обладает большей гибкостью, удлинением и способностью принимать форму поверхности.

Воспользуйтесь данным руководством, чтобы сравнить эти два материала и определить практические критерии выбора геомембраны.

HDPE и LLDPE: в чем разница между этими полимерами

HDPE и LLDPE — это полиэтиленовые материалы с различной молекулярной структурой.

• HDPE: Используется полиэтилен высокой плотности с относительно линейной молекулярной структурой и высокой кристалличностью. Такая структура, как правило, позволяет получить более жесткую геомембрану, обладающую высокой химической стойкостью и низкой проницаемостью.

• LLDPE: Используется линейный полиэтилен с короткоцепочечным разветвлением, создаваемым за счет сомономеров. Такая структура, как правило, позволяет получить более гибкую геомембрану с большим удлинением и способностью выдерживать многоосевые деформации.

Эти различия приводят к компромиссу в плане эксплуатационных характеристик. HDPE подходит для применений, в которых определяющими факторами при проектировании являются химическая стойкость, жесткость и стабильность размеров. LLDPE подходит для применений, в которых определяющими факторами при проектировании являются осадка, неровности земляного полотна, сложная геометрия или деформация.

Не выбирайте облицовку, ориентируясь исключительно на тип полимера. Учитывайте полный состав материала, толщину, текстуру поверхности, результаты испытаний и требования проекта.

Сравнение геомембран из HDPE и LLDPE

Выбрать фактор	Геомембрана из ПЭНД	Геомембрана из LLDPE
Структура полимера	Полиэтилен повышенной плотности с более высокой кристалличностью	Линейный полиэтилен с короткоцепочечным разветвлением
Гибкость	Относительно жесткий и менее податливый	Более гибкий и хорошо облегающий
Удлинение	Высокая прочность на растяжение при более низкой предельной деформации до начала пластической деформации	Более высокое удлинение и большая деформационная способность
Химическая стойкость	Как правило, наблюдается сильное сопротивление, которое зависит от конкретного химического вещества и состава	Как правило, наблюдается сильное сопротивление, которое зависит от конкретного химического вещества и состава
Вопросы, связанные с трещинами под действием напряжений	Необходимо провести непосредственную оценку устойчивости к трещинам под напряжением, состава материала и напряжений при монтаже	Как правило, обеспечивает высокую стойкость к растрескиванию под воздействием деформации, однако следует учитывать данные, относящиеся конкретно к данному проекту
Устойчивость к проколам и разрывам	Зависит от толщины, состава, основания и способа укладки	Зависит от толщины, состава, основания и способа укладки
Допуск по размещению	Снижение адаптивности может привести к увеличению локальных напряжений в движущихся основаниях	Повышенная прилегаемость позволяет компенсировать осадки и неровности поверхности
Типичные варианты отделки поверхности	Гладкая, текстурированная и другие указанные конфигурации	Гладкие и фактурные варианты
Общее стандартное объединение	GRI-GM13	GRI-GM17
Типичные факторы, влияющие на выбор	Воздействие химических веществ, жесткость и стабильность земляного полотна	Гибкость, удлинение, соответствие уклону и осадка

Рассматривайте эту таблицу скорее как инструмент для предварительной оценки, а не как проектную спецификацию. Перед утверждением необходимо свериться с актуальными техническими паспортами продукции и требованиями конкретного проекта.

При выборе облицовки следует учитывать геометрию уклона, состояние земляного полотна и требования к транспортировке материалов.

Гибкость, удлинение и осадка

Выбирайте геомембрану из HDPE, если грунтовое основание стабильно и в проекте целесообразно использовать относительно жесткий лист. Геомембрана из HDPE эффективно работает на подготовленных удерживающих площадках, в больших водоемах и других объектах, где не ожидается значительных дифференциальных смещений.

Выбирайте геомембрану из LLDPE в тех случаях, когда гидроизоляционный слой должен повторять форму неровных поверхностей или компенсировать смещения. LLDPE подходит для следующих областей применения:

• Дифференциальная осадка
• Сжимаемые или изменчивые грунты основания
• Сложные углы и переходы
• Крутые или неровные склоны
• Сейсмические или динамические условия на участке
• Системы локализации с большим потенциалом деформации

Не следует рассматривать высокое удлинение при разрыве как разрешение на укладку геомембраны на неподходящее основание. Перед соединением швов необходимо подготовить основание, удалить острые выступы и разгладить складки. Если это предусмотрено проектом, следует использовать геотекстильную подкладку или другую защиту.

Рассмотрите поведение при многоосевой деформации, когда геомембрана может деформироваться в нескольких направлениях. Стандарт GRI-GM17 содержит характеристики многоосевой деформации для геомембран из LLDPE. Стандарты GRI-GM13 и GRI-GM17 устанавливают требования к качеству изготовления, однако ни один из них не заменяет инженерного анализа, проводимого конкретно для данного проекта.

Химическая стойкость и стойкость к растрескиванию под напряжением

HDPE часто выбирают для применения в условиях воздействия агрессивных химических веществ, промышленных отходов, фильтрата или углеводородов. Его повышенная кристалличность обеспечивает химическую стойкость и низкую проницаемость. Необходимо проверить совместимость с конкретным содержащимся материалом, его концентрацией, температурой и продолжительностью воздействия.

LLDPE также обладает химической стойкостью и может использоваться во многих сферах, связанных с водоснабжением, водоотведением, сельским хозяйством, промышленностью и охраной окружающей среды. Не следует полагать, что LLDPE не подходит для хранения химических веществ. Необходимо сравнить конкретный состав материала и данные о химической совместимости.

В рамках анализа материалов необходимо рассмотреть вопрос о растрескивании под воздействием окружающей среды.

• Проанализировать результаты испытаний на устойчивость к стрессовым трещинам изделий из высокоплотного полиэтилена (HDPE).
• Следует учитывать не только кратковременную предел прочности на растяжение, но и длительное растягивающее напряжение.
• Оценивайте царапины, надрезы, зоны сварки, сгибы и прорези как потенциальные очаги концентрации напряжений.
• Не следует использовать общие сравнительные данные по полимерам вместо данных о совместимости и долговечности конкретного продукта.
• Необходимо, чтобы инженер-проектировщик проанализировал воздействие химических веществ, температурные условия и предполагаемый срок службы.

Действующая спецификация GRI-GM13 распространяется на гладкие и текстурированные геомембраны из HDPE. Спецификация GRI-GM17 распространяется на гладкие и текстурированные геомембраны из LLDPE. В обоих документах указано, что для конкретных условий применения могут потребоваться дополнительные испытания или более строгие требования.

Защита от проколов, разрывов и повреждений основания

Ни HDPE, ни LLDPE не исключают риск прокола. Обеспечьте защиту системы облицовки за счет согласованного проектирования и контроля за монтажом.

Оцените:

• Номинальная и минимальная измеренная толщина
• Устойчивость к проколам
• Устойчивость к разрыву
• Воздействие
• Размер частиц и угловатость материала основания
• Амортизирующая прокладка из геотекстиля
• Дренажные и разгрузочные слои
• Доступ к оборудованию
• Установка балласта и крышки
• Способы обращения с панелями и их развертывания

LLDPE обладает гибкостью, благодаря которой он хорошо прилегает к подготовленной поверхности. HDPE обеспечивает прочный барьер, отличающийся высокой химической стойкостью и жесткостью. Окончательный риск прокола зависит от всей системы в целом, а не только от типа полимера.

Гладкие и текстурированные геомембраны

Следует выбирать гладкую геомембрану в тех случаях, когда низкое трение на границе раздела фаз соответствует проектным требованиям или когда геомембрана будет укладываться на относительно ровную поверхность. Гладкие поверхности также могут упростить выполнение определенных работ по укладке и осмотру.

Выбирайте текстурированную геомембрану в тех случаях, когда при проектировании определяющую роль играют трение на границе раздела и устойчивость откоса. Текстурирование может способствовать предотвращению скольжения между геомембраной и прилегающими слоями грунта или геосинтетических материалов.

Не следует отождествлять высоту неровностей с гарантированной прочностью межфазового соединения на сдвиг. Поведение при сдвиге следует подтвердить путем проведения прямых испытаний межфазового соединения с использованием методов, указанных в проектной документации. В документах GRI-GM13 и GRI-GM17 прямые испытания на сдвиг определены в качестве надлежащей основы для оценки межфазового соединения с учетом конкретных условий объекта.

Компания Viaflex предлагает геомембраны из полиэтилена высокой плотности (HDPE) серии HydraLine HD в гладком и текстурированном исполнении. Серия HydraLine LL включает геомембраны из линейно-лисового полиэтилена (LLDPE) в гладком и текстурированном исполнении.

Если вам требуется односторонняя текстура и трение по наклонной поверхности, ознакомьтесь с серией HydraFlex HT. Для гибких защитных оболочек из LLDPE, таких как наземные резервуары, ознакомьтесь с серией HydraFlex PRO HP.

Рекомендации по сварке и монтажу

Геомембраны из HDPE и LLDPE можно сваривать термическим способом с использованием соответствующего горячего клина или других методов. Контроль процесса сварки осуществляется посредством утвержденных процедур, настроек оборудования, пробных швов, неразрушающего контроля и разрушающих испытаний швов.

Учитывайте поведение материала при развертывании:

• Следует учитывать появление складок в полиэтилене высокой плотности (HDPE), поскольку его жесткость может усиливать образование мостиковых соединений над неровностями поверхности.
• Используйте способность LLDPE к прилеганию для обеспечения укладки вдоль контуров, по углам и на неровных поверхностях.
• Перемещение панели управления с надлежащим закреплением и балластом.
• Следите за тем, чтобы участки швов оставались чистыми, сухими и не загрязненными.
• Не следует перетаскивать геомембраны по неровному грунту.
• Защитите уложенную облицовку от ненужного движения и повреждений со стороны оборудования.
• Проводите осмотр проходов, заделок, мест ремонта и переходов с той же тщательностью, что и при осмотре швов на месте монтажа.

По возможности сокращайте количество швов на месте монтажа за счет изготовления на заводе панелей больших размеров. Компания Viaflex предлагает изготовление продукции в США, панели нестандартных размеров и услуги по термосварке. Заводские панели позволяют контролировать качество швов и упрощают планирование монтажа на месте.

Используйте изготовление по индивидуальному заказу и термическую сварку для оптимизации планирования панелей и сокращения количества стыков на месте монтажа, если это позволяют условия проекта.

Поддержка в вопросах монтажа и технического осмотра осуществляется компанией Colorado Lining International, входящей в группу Viaflex. Услуги по монтажу включают установку системы геомембранной облицовки, а также технический осмотр и техническое обслуживание.

Выбор толщины: не используйте значение по умолчанию

Выбирайте толщину на основе анализа конкретного проекта. Не следует выбирать прокладку только потому, что в отрасли обычно используется прокладка именно такой толщины в милах.

Рецензия:

• Жесткая, твердая или газообразная среда
• Концентрация химических веществ и температура
• Гидравлический напор и нагрузка
• Предполагаемый срок службы
• Подземная или надземная прокладка
• Качество земляного полотна
• Воздействие проколов и ударов
• Угол наклона и трение на границе раздела
• Осадка и сейсмические условия
• Конструкция шва и способ его монтажа
• Почвопокров, балласт или вскрышные породы
• Нормативные и договорные требования

Более толстый материал может обеспечить более высокую устойчивость к проколам и долговечность, однако одна только толщина не способна решить проблемы, связанные с некачественной подготовкой основания, недостаточным дренажем или неправильным монтажом. Ознакомьтесь с актуальными техническими паспортами Viaflex для выбранного продукта и конфигурации.

Открытая и подземная прокладка

При использовании открытых геомембран необходимо учитывать воздействие ультрафиолетового излучения, термоциклирование, подъемную силу ветра, погодные условия, поверхностный дренаж и доступ для технического обслуживания. Следует предусматривать использование материалов, устойчивых к ультрафиолетовому излучению, а также обеспечивать компенсацию термических деформаций во время укладки и соединения швов.

Заглубленные геомембраны защищены от прямого воздействия ультрафиолетового излучения, однако в процессе укладки покрытия они могут подвергаться давлению грунта, дифференциальной осадке, давлению газа и повреждениям в ходе строительных работ. Не следует полагать, что заглубленная укладка позволяет уменьшить толщину или ослабить требования к монтажу.

Для применения в качестве армированной геомембранной прокладки и плавающего покрытия рекомендуется рассмотреть возможность использования Dura-Skrim серии N. Серия N представляет собой армированную геомембрану из LLDPE-R, а не из HDPE. Выбор данного материала зависит от требований проекта в отношении армирования, химической стойкости, стабильности размеров и эксплуатационных характеристик, специфичных для конкретного применения.

Контрольный список для выбора геомембраны

Перед утверждением геомембраны из HDPE или LLDPE необходимо провести следующую проверку:

• Определите состав материала и условия воздействия.
• Опишите грунтовую основу и ожидаемую осадку.
• Определите, будет ли облицовка открытой или заглубленной.
• Рассчитать требования к устойчивости откоса и трению на границе раздела.
• В зависимости от дизайна выбирайте гладкие или фактурные поверхности.
• Определить требуемую толщину с помощью инженерного анализа.
• Рассмотрите характеристики проколов, разрыва, растяжения и долговечности.
• Изучите данные о трещинах, возникающих под воздействием напряжений, и о химической совместимости.
• Уточните методы сварки и требования к контролю качества.
• Спланировать изготовление на заводе и монтаж панелей на объекте.
• Установить требования к осмотру, испытаниям, ремонту и техническому обслуживанию.
• Перед закупкой ознакомьтесь с актуальными техническими паспортами.

Часто задаваемые вопросы

Выбор подходящей геомембранной прокладки

Выбирайте HDPE или LLDPE с учетом воздействия химических веществ, требований к гибкости, смещения грунта, условий уклона, толщины, текстуры поверхности и условий монтажа. Рассматривайте документы GRI-GM13 и GRI-GM17 как важные справочные материалы по материалам, а не как исчерпывающие проектные решения. Перед закупкой уточняйте актуальные технические паспорта и согласовывайте выбор с инженером-проектировщиком, производителем и квалифицированным монтажником.

Ознакомьтесь с ассортиментом геомембран Viaflex и отправьте технические требования к проекту через контактный портал Viaflex. Компания Viaflex готова оказать поддержку в планировании проекта, предложив инженерные пленки, изготовление продукции в США, панели нестандартных размеров, услуги по термической сварке, а также услуги по монтажу и техническому осмотру, предоставляемые компанией Colorado Lining International.