¿Qué es un revestimiento de geomembrana? Según Wikipedia, un geomembrana Es un revestimiento o barrera de membrana sintética de muy baja permeabilidad que se utiliza con cualquier material relacionado con la ingeniería geotécnica para controlar la migración de fluidos (líquido o gas) en un proyecto, estructura o sistema creado por el hombre.
Incluye revestimiento de geomembrana. geomembrana lisa, geomembrana texturizada y geomembrana compuesta. La geomembrana lisa está disponible en tres colores diferentes como son negro, blanco y verde.
El revestimiento de geomembrana es ideal para residuos, agua, acuicultura, energía, minería, ingeniería industrial y civil, etc.
1.Materias primas para revestimiento de geomembrana
El revestimiento de geomembrana generalmente se refiere a geomembrana de polietileno (PE). La materia prima incluye resina de polietileno, añadiendo negro de carbón, un componente antioxidante, antienvejecimiento y resistente a los rayos UV. Su materia prima es polietileno, polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad y polietileno de alta densidad, etc. Entre ellos, el polietileno de alta densidad (HDPE) es el material ideal para fabricar geomembranas para aplicaciones de ingeniería antifiltración.
Polietileno 1.1
El polietileno (PE) es una de las variedades con estructura molecular más simple de la resina. Es rico y barato. El polietileno tiene un excelente aislamiento eléctrico y estabilidad química. Desde sus inicios, se ha desarrollado rápidamente.
1.2 Polietileno de baja densidad (LDPE)
Se trata de partículas de cera de color blanco lechoso, insípidas, inodoras, no tóxicas e inflamables. Tiene buena flexibilidad, ductilidad, transparencia y resistencia al frío. Las propiedades químicas son relativamente estables y puede resistir ácidos, álcalis y disolventes orgánicos generales por debajo de 60 °C. Al mismo tiempo, también tiene buenas propiedades de aislamiento eléctrico.
1.3 Polietileno Lineal de Baja Densidad (LLDPE)
El polietileno lineal de baja densidad es un nuevo tipo de plástico de polietileno de segunda generación. En comparación con el polietileno de baja densidad, tiene las características de excelente rendimiento y importantes beneficios económicos en la producción.
El LLDPE tiene una excelente resistencia al agrietamiento por tensión y propiedades eléctricas, alta resistencia al calor, excelente resistencia al impacto, resistencia a la tracción y a la flexión, etc.
Las películas hechas de LLDPE tienen mayor resistencia al impacto y al desgarro que el LDPE.
1.4 Polietileno de alta densidad (HDPE)
El polietileno de alta densidad es un material en gránulos o polvo de color blanco, es insípido, inodoro, no tóxico e inflamable.
El polietileno de alta densidad tiene buena resistencia al frío. La temperatura de servicio puede ser tan alta como 100 ℃ y tan baja como -70 ℃.
Debido a su alta cristalinidad (80%~90%), alta densidad relativa (0.941~0.965) y mejores propiedades mecánicas, el HDPE tiene mejores propiedades que el polietileno de baja densidad.
El HDPE también tiene mejor resistencia al desgaste y buena estabilidad química. El HDPE es casi insoluble en cualquier disolvente orgánico a temperatura ambiente. Es resistente a la corrosión de diversos ácidos, álcalis y diversas soluciones salinas.
La absorción de agua y la permeabilidad al vapor de agua son muy bajas. Sin embargo, la resistencia al envejecimiento es relativamente pobre. Es necesario utilizar antioxidantes y fotoprotectores para mejorar su rendimiento.
2. Procesos de fabricación de geomembranas
2.1 Proceso de moldeo por soplado para la fabricación de geomembranas
El moldeo por soplado fabrica geomembranas. El polímero y los aditivos se calientan en una extrusora. El tornillo transporta, comprime y mide el material. Se extruye una pieza en bruto de tubo fundido desde una matriz y se expande bajo presión de aire, enfriándose externamente. La fuerza mueve la pieza en bruto de tubo hacia adelante a una velocidad constante, creando una geomembrana cilíndrica continua. Esta geomembrana se abre, se aplana y se enrolla para formar una lámina. El equipo de moldeo por soplado incluye una extrusora, un molde, un anillo de aire de enfriamiento, un rodillo de tracción y una bobinadora. La temperatura de fusión es superior a 180 °C y el enfriamiento rápido mejora la eficiencia. El enfriamiento interno y externo utiliza aire y agua. Antes de enrollar, la geomembrana se corta, se aplana y se enrolla en una sola capa sin pliegues para mantener la resistencia a la tracción. Las geomembranas gruesas se enrollan activamente con un núcleo de plástico, se aseguran con clavos de hierro resistentes a la corrosión o cinta fuerte, teniendo en cuenta los requisitos de instalación.
2.2 Proceso de calendario para la fabricación de geomembranas
El termoplástico calentado y plastificado se alimenta a través del espacio entre rodillos contrarrotativos, lo que lo transforma en una película de dimensiones predeterminadas. Esta película se utiliza para materiales geotécnicos.
El material polimérico utilizado en el revestimiento de geomembrana calandrada se refiere principalmente a la clasificación de polietileno y geomembranas calandradas. El proceso de calandrado se utiliza para producir varios tipos de geomembranas, incluidas geomembranas compuestas de polietileno de una sola capa, geomembranas compuestas de polietileno de doble capa y geomembranas compuestas de polietileno tipo sándwich. Aquí hay una descripción del proceso de calendario:
- Preparación: El proceso comienza con la preparación de la materia prima, típicamente polietileno termoplástico. El polietileno se calienta y se funde a una temperatura adecuada para su procesamiento.
- Alimentación: El polietileno fundido luego se introduce en una serie de rodillos en la máquina calandradora. Estos rodillos suelen estar hechos de metal y giran en sentido contrario.
- Calandrado: a medida que el polietileno pasa a través del espacio entre los rodillos, se aplica presión para dar forma y comprimir el material. La velocidad, temperatura y presión de los rodillos se controlan cuidadosamente para lograr el espesor y la suavidad deseados de la geomembrana.
- Enfriamiento: Después de ser moldeada por los rodillos, la geomembrana calandrada se somete a un proceso de enfriamiento. Esto puede implicar pasar el material a través de una cámara de enfriamiento o usar rodillos de enfriamiento para enfriar y solidificar rápidamente la geomembrana.
- Bobinado: una vez enfriada y solidificada, la geomembrana calandrada se enrolla en rollos para su almacenamiento, transporte y procesamiento posterior.
3. Rendimiento de la geomembrana
3.1 El rendimiento del revestimiento de geomembrana de polietileno de baja densidad.
La densidad de las geomembranas, incluidas las fabricadas con resina de polietileno de baja densidad (PE-LD), resina de polietileno lineal de baja densidad (PE-LLD), copolímeros de etileno y otras materias primas, normalmente se encuentra dentro o por debajo del rango de 0.939 g. /cm³.
Aplicaciones de geomembrana de polietileno de baja densidad Embalses, canales, piscinas, presas, lagos artificiales, alcantarillas, túneles, sótanos de edificios, etc.
Las geomembranas de polietileno de baja densidad (LDPE) poseen varias características como resistencia al frío, suavidad, facilidad de formación y procesamiento, buena soldabilidad y asequibilidad.
Sin embargo, también tienen ciertas limitaciones, que incluyen menor resistencia, susceptibilidad a perforaciones y daños, menor tasa de deformación por alargamiento, poca resistencia al agrietamiento por tensión ambiental, mayor permeabilidad al agua y mayor permeabilidad al aire en comparación con las geomembranas de polietileno de alta densidad (HDPE).
3.2 El rendimiento del revestimiento de geomembrana de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE)
Geomembranas producidas con resina de polietileno lineal de baja densidad (PE-LLD) y geomembranas con una densidad de 0.939 g/cm3 o menos.
La geomembrana de polietileno lineal de baja densidad suele ser ideal para embalses, canales, piscinas, presas, lagos artificiales, alcantarillas, túneles, sótanos de edificios, etc.
3.3 El rendimiento de la geomembrana de polietileno lineal de baja densidad.
La geomembrana de polietileno lineal de baja densidad es un nuevo tipo de PE después del LDPE y el HDPE.
Las geomembranas LLDPE tienen muchos campos aplicables, incluidos embalses, canales, piscinas, presas, lagos artificiales, alcantarillas, túneles y sótanos de edificios.
Entre sus propiedades se encuentran la flexibilidad, la facilidad de instalación, la resistencia a la radiación UV y a las sustancias químicas. Las geomembranas LLDPE proporcionan funciones efectivas de contención y barrera, ayudando a prevenir filtraciones y fugas en estas estructuras subterráneas y relacionadas con el agua.
3.4 El rendimiento del revestimiento de geomembrana de polietileno de alta densidad (HDPE)
La resina de polietileno de densidad media (PE-MD) y la resina de polietileno de alta densidad (PE-HD) suelen ser las materias primas para la producción de geomembranas. La densidad de la geomembrana suele ser de 0.940 g/cm3 o superior.
La geomembrana de polietileno de alta densidad tiene muchas aplicaciones que incluyen embalses, canales, piscinas, presas, lagos artificiales, alcantarillas, túneles y sótanos de edificios. Es ideal para antifiltración y cobertura del fondo de vertederos, relaves, residuos peligrosos, etc.
Las geomembranas de polietileno de alta densidad (HDPE) tienen alta resistencia y excelente resistencia al calor. En particular, las geomembranas de HDPE hechas de polietileno de densidad media (MDPE) exhiben una buena resistencia al agrietamiento por tensión ambiental. Estas geomembranas son ideales para industrias de protección ambiental, específicamente en entornos desafiantes como los vertederos. La resistencia superior al agrietamiento por tensión es una característica importante para prevenir fugas y garantizar la contención ambiental.
Las geomembranas de HDPE también ofrecen ventajas como buena soldabilidad, resistencia a la perforación y un precio moderado. Sin embargo, en comparación con las geomembranas de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), las geomembranas de HDPE tienden a ser más duras y tienen un rendimiento adhesivo ligeramente menor. No obstante, siguen utilizándose ampliamente en diversas aplicaciones que requieren propiedades de contención y barrera sólidas.
4. Características de la geomembrana
La vida útil es el factor principal que determina la vida útil de la ingeniería. El entorno de la ingeniería es extremadamente complejo e incluye factores como la fuerza, el calor, el medio y el tiempo.
Estos factores suelen actuar sobre la geomembrana en combinación. El resultado es un impacto irreversible en las propiedades inherentes del material de ingeniería. Entonces la geomembrana debe tener las siguientes características.
4.1 Resistencia al agua
Las geomembranas suelen estar en contacto con el agua. Las macromoléculas que forman la geomembrana no contienen grupos hidrófilos como grupos amida y grupos éster. Son incompatibles con el agua y no sufrirán reacciones de hidrólisis con el agua. Absorción de agua,
La permeabilidad al agua es extremadamente baja. Por ejemplo, la tasa de absorción de agua de la geomembrana de HDPE es inferior al 0.3%. Su tasa de transmisión de vapor de agua es inferior a 10-13 cm/s.
En el proceso de fabricación de geomembranas, los aditivos relevantes son importantes. La resistencia al agua de estos aditivos se convierte en el principal factor que afecta la resistencia al agua de estas geomembranas.
4.2 Resistencia a ácidos y álcalis.
En los proyectos antifugas, los medios con los que se encuentra la geomembrana son en su mayoría diversas soluciones ácido-base. La geomembrana de polietileno puede resistir la mayoría de los ácidos,
Corrosión por soluciones alcalinas y salinas, pero su resistencia a ácidos oxidantes concentrados y calientes es limitada. Al igual que la resistencia al agua, la selección inadecuada de varios aditivos afectará gravemente la resistencia a ácidos y álcalis de la geomembrana.
4.3 Resistencia a sustancias activas
En el tratamiento antifiltración de estanques de aguas residuales, plantas de tratamiento de aguas residuales, vertederos y otros proyectos, las geomembranas inevitablemente se encontrarán con tensioactivos. Las geomembranas de polietileno comunes tienen una resistencia extremadamente pobre a la actividad superficial. La geomembrana suave de polietileno de alta densidad para protección ambiental tiene una gran capacidad para resistir los tensioactivos.
4.4 Resistencia a los disolventes orgánicos
En los proyectos antifugas de cervecerías, refinerías de petróleo, plantas de química orgánica, etc., la geomembrana se encuentra con diversos disolventes orgánicos. La geomembrana de polietileno está por debajo de 60 ℃ y puede resistir la erosión de la mayoría de los solventes orgánicos.
4.5 Resistencia a los iones metálicos
Los iones metálicos están más o menos en el agua. En proyectos antifugas que involucran embalses de relaves y plantas de galvanoplastia, es común encontrar altas concentraciones de partículas metálicas. Estos iones metálicos pueden originarse en los relaves o aguas residuales generadas en estos procesos industriales. Los metales específicos presentes pueden variar según el tipo de operación y los productos químicos específicos utilizados.
4.6 Resistencia a los microorganismos
Los microorganismos están omnipresentes en el agua, el suelo, los animales y las plantas.
rastros de hongos. Entre los polímeros sintéticos, los microorganismos no representan una amenaza para las geomembranas de polietileno.
4.7 Resistencia al envejecimiento
La resistencia al envejecimiento de los polímeros es la característica más importante que afecta la vida útil del material. Las causas y formas más comunes son los efectos de la luz, el calor y el oxígeno. Pueden provocar fotoenvejecimiento (oxígeno) y envejecimiento térmico (oxígeno).
4.8 Propiedades mecánicas
Las uniones de empalme de las geomembranas también encontrarán fuerzas como corte y desprendimiento. Las geomembranas son ideales para materiales blandos antifiltración. Aunque muchas veces no puede soportar todas las cargas que genera el proyecto. La heomembrana tiene buenas propiedades mecánicas, lo que sin duda será muy beneficiosa para proyectos antifiltración.
4.9 Resistencia a la fluencia
La fluencia del material se refiere a que la deformación de los materiales aumenta gradualmente con el paso del tiempo cuando la fuerza es constante. Las características de fluencia son una de las características más importantes de los materiales sintéticos y la clave para la aplicación de materiales a largo plazo.
4.10 Desempeño de la construcción
El rendimiento de construcción de la geomembrana se refiere a la dificultad de colocar la geomembrana, la dificultad del empalme y la confiabilidad. El diseño de especificación de geomembrana debe considerar las necesidades de diferentes proyectos. El empalme de geomembranas es actualmente una tecnología muy madura.
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