ژئوکامپوزیت‌های رسی (GCL)

23 تیر 1405

ژئوکامپوزیت رسی یا GCL (Geosynthetic Clay Liner) یکی از انواع ژئوسنتتیک‌های آب‌بند است که از یک لایه بنتونیت خشک در میان دو لایه ژئوتکستایل یا بین یک لایه ژئوتکستایل و یک لایه ژئوممبرین تشکیل می‌شود. بنتونیت به‌کاررفته معمولاً از نوع بنتونیت سدیمی فعال است که پس از جذب آب، چندین برابر حجم اولیه خود متورم شده و با تشکیل یک ژل با نفوذپذیری بسیار کم، مانع عبور آب و سایر سیالات می‌شود. به همین دلیل، ژئوکامپوزیت‌های رسی به‌عنوان جایگزین مناسبی برای لایه‌های ضخیم رس کوبیده در پروژه‌های آب‌بندی نظیر محل‌های دفن پسماند، مخازن، کانال‌ها، تونل‌ها و فونداسیون‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پذیرش، حمل و انبارداری GCL

پیش از پذیرش رول‌های GCL باید وضعیت بسته‌بندی و سلامت ظاهری آن‌ها به‌دقت بررسی شود. تمامی رول‌ها باید دارای برچسب مشخصات فنی بوده و از پذیرش رول‌هایی که فاقد برچسب یا دارای بسته‌بندی آسیب‌دیده هستند، خودداری شود.

انبارداری محصول باید در محیطی خشک، دارای سطح صاف و دور از رطوبت انجام گیرد. برای جلوگیری از نفوذ آب، رول‌ها باید در فضای سرپوشیده نگهداری شوند یا با پوشش آب‌بند مناسب مانند ورق‌های پلاستیکی ضخیم پوشانده شوند. همچنین محل انبار باید دارای زهکشی مناسب باشد تا از تجمع آب در اطراف رول‌ها جلوگیری شود.

در زمان جابه‌جایی، استفاده از دستگاه رول‌بازکن یا یک لوله فولادی در مرکز رول ضروری است تا از خم‌شدگی و شکستگی رول جلوگیری شود. حداکثر ارتفاع مجاز برای انبارش برابر ۱۵ رول در ۵ ردیف است.

شرایط آب‌وهوایی و الزامات نصب GCL

عملکرد اصلی GCL بر پایه قابلیت تورم بنتونیت سدیمی است. بنتونیت پس از جذب آب، در صورتی که بین دو سطح نسبتاً صلب قرار گیرد، متورم شده و به‌تدریج به یک ژل نفوذناپذیر تبدیل می‌شود که تمامی خلل و فرج را پر کرده و یک لایه آب‌بند مؤثر ایجاد می‌کند. بنابراین، وجود رطوبت برای فعال شدن بنتونیت ضروری است، اما این تورم باید پس از نصب و تحت فشار مناسب اتفاق بیفتد.

بنتونیت سدیمی قادر است تا حدود ۱۵ برابر حجم اولیه خود متورم شود. این ماده در تماس با آب شیرین عملکرد مطلوبی دارد، اما در محیط‌هایی که غلظت یون‌هایی مانند سدیم، کلرید یا منیزیم زیاد باشد، میزان تورم کاهش می‌یابد. در چنین شرایطی از بنتونیت‌های اصلاح‌شده یا پلیمری استفاده می‌شود. همچنین بنتونیت در تماس مستقیم با سیالات هیدروکربنی متورم نمی‌شود؛ بنابراین در این شرایط باید پیش از تماس با این سیالات، GCL مرطوب و فعال شود.

شرایط مناسب برای نصب شامل هوای خشک و بدون بارندگی است. به‌منظور جلوگیری از هیدراته شدن زودهنگام بنتونیت توسط آب باران یا آب‌های سطحی، بلافاصله پس از نصب باید سطح GCL با یک لایه پلی‌اتیلن ضخیم پوشانده شود. این پوشش علاوه بر جلوگیری از نفوذ آب، مانع تماس مستقیم شیره بتن مگر با بنتونیت نیز خواهد شد.

پس از نصب، GCL باید با حداقل ۳۰ سانتی‌متر خاک پوشانده شود تا فشار لازم برای عملکرد مناسب آن تأمین گردد. این لایه باید حداقل ۶ کیلوپاسکال فشار بر GCL وارد کند. در برخی پروژه‌ها به‌جای خاک، از حدود ۱۵ سانتی‌متر بتن مگر استفاده می‌شود که علاوه بر نقش محافظتی، به‌عنوان بتن مگر زیر فونداسیون نیز عمل می‌کند. پس از بتن‌ریزی نیز با اجرای آرماتوربندی و سایر اجزای سازه، فشار لازم بر لایه آب‌بند افزایش می‌یابد.

آماده‌سازی بستر قبل از نصب

پیش از اجرای GCL باید سطح زیرکار کاملاً تمیز و یکنواخت باشد. تمامی قطعات چوب، فلز، بتن، سنگ، مصالح نوک‌تیز و سایر اجسام خارجی باید از سطح جمع‌آوری شوند.

در صورتی که بستر خاکی باشد، تمامی سنگ‌های بزرگ‌تر از ۶۳ میلی‌متر باید حذف شوند. اگر بستر بتنی باشد، سطح باید کاملاً جارو و تمیز شود.

همچنین:

• برآمدگی‌های بیش از ۱۲ میلی‌متر باید اصلاح شوند.
• تغییرات ناگهانی تراز بیش از ۲۵ میلی‌متر باید ترمیم شوند.
• سطح اجرا باید خشک باشد؛ البته رطوبت جزئی که باعث هیدراته شدن بنتونیت نشود، مانعی برای نصب محسوب نمی‌شود.

اصول نصب GCL در کف

پس از آماده‌سازی بستر و اجرای بتن مگر، رول‌های GCL روی سطح پهن می‌شوند. جهت نصب باید در کل پروژه یکنواخت باشد تا اجرای درزها و همپوشانی‌ها به‌درستی انجام گیرد.

بین رول‌های مجاور باید حداقل ۲۵ سانتی‌متر همپوشانی طولی و عرضی در نظر گرفته شود. همچنین در محل همپوشانی باید حدود ۰٫۵ کیلوگرم پودر بنتونیت در هر متر طول استفاده شود تا آب‌بندی کامل اتصال تضمین گردد.

پس از پوشش کامل کف، در محل اتصال کف به دیواره باید GCL به دیواره مهار شود که این کار معمولاً با استفاده از میخ یا اتصالات مکانیکی انجام می‌شود. پس از پایان نصب، عملیات آرماتوربندی و بتن‌ریزی فونداسیون قابل اجرا خواهد بود.

الزامات اجرایی نصب GCL

در هنگام نصب رعایت نکات زیر ضروری است:

• نصب تمامی رول‌ها در یک جهت انجام شود.
• مقدار همپوشانی از مقادیر تعیین‌شده کمتر نباشد.
• همپوشانی عرضی دو رول مجاور نباید در یک امتداد قرار گیرد و فاصله آن‌ها حداقل یک متر باشد.
• تنها سطحی از GCL اجرا شود که امکان پوشاندن آن در همان روز با خاک یا بتن وجود داشته باشد.
• در محل تقاطع دیوار و کف، از ماهیچه بنتونیتی برای اجرای صحیح و جلوگیری از ایجاد تنش استفاده شود.
• از تردد ماشین‌آلات و اعمال بار مستقیم روی GCL جلوگیری شود.
• محل همپوشانی باید کاملاً تمیز و عاری از گردوغبار، گل و سایر آلودگی‌ها باشد.
• برای آب‌بندی محل اتصال، فقط از پودر یا خمیر بنتونیت استفاده شود؛ زیرا عملکرد مناسب سیستم آب‌بندی در محل همپوشانی، وابسته به اجرای صحیح این ماده است.