این مقاله پژوهشی که در مجله انجمن اطلاعات سوانح منتشر شده است، به بررسی کارایی سیستمهای مانع عمودی (دیوارهای آببند) میپردازد که برای مهار و جلوگیری از گسترش آلایندههای زیرسطحی، مانند موارد ناشی از پمپ بنزینها و سایتهای صنعتی، استفاده میشوند. مطالعه حاضر بهطور خاص بر عملکرد واتراستاپهای هیدروفیلی منبسط شونده نصب شده در محل اتصالات دیوارهای عمودی ژئوسنتتیک متمرکز است. این اتصالات نقاط بحرانی برای ایجاد دیواری پیوسته و نفوذناپذیر محسوب میشوند.
بیان مسئله و راهحل پیشنهادی
آلودگی زیرزمینی ناشی از هیدروکربنها و مواد شیمیایی، یک مسئله جدی و پرهزینه است. به جای تمرکز صرف بر پاکسازی پس از انتشار آلودگی، این مطالعه بر فناوریهای پیشگیرانه تأکید میکند. یکی از اجزای اصلی این سیستمها، واتراستاپ هیدروفیلی است. این ماده آببند مبتنی بر لاستیک، در تماس با آب منبسط شده تا شکافها را پر کند و در برابر فشار آب مقاومت نماید. عملکرد آن تضمین میکند که مانع ایجاد شده در نقاط اتصال، کاملاً آببند باقی بماند.
هدف پژوهش: ارزیابی عملکرد واتراستاپ متورمشونده
آزمون مرکزی این تحقیق، ارزیابی عملکرد این واتراستاپهای متورمشونده در شرایط مختلف برای آببندی اتصالات دیوارهای عمودی بود. محققان واکنش فیزیکی واتراستاپ و نفوذپذیری حاصل از آن (یعنی سهولت عبور آب) را در معرض دو نوع سیال آزمایش کردند:
آب شیرین: که شرایط آب زیرزمینی معمولی را شبیهسازی میکند.
آب شور: که شرایط با شوری بالاتر (مانند نزدیکی دریا یا آلایندههای خاص) را مدل میسازد.
یافتههای کلیدی در مورد رفتار تورم
آزمایشها تفاوت چشمگیری در عملکرد تورم واتراستاپ بر اساس نوع سیال نشان داد:
در آب شیرین، واتراستاپ هیدروفیلی تورم عالی از خود نشان داد. پس از ۷ روز، وزن آن حدود ۵/۵۲٪، ضخامت آن حدود ۷/۳۷٪ و حجم آن حدود ۳۷٪ افزایش یافت. این تورم قابل توجه برای ایجاد یک آببندی مؤثر، حیاتی است. مکانیسم این پدیده مبتنی بر فشار اسمزی است؛ هنگامی که پلیمر با آب تماس پیدا میکند، به دلیل اختلاف غلظت، آب به درون ساختار آن نفوذ کرده و باعث انبساط میشود.
در آب شور، واکنش تورم بهطور قابل توجهی کاهش یافت. پس از ۷ روز، انبساط بسیار کمتر بود: افزایش وزن حدود ۹/۴٪، افزایش ضخامت حدود ۶/۱۱٪ و افزایش حجم حدود ۸/۱۱٪. نمکهای موجود در آب، فرآیند اسمزی که محرک تورم پلیمر است را محدود میکنند و در نتیجه ظرفیت انبساطی ماده کاهش مییابد.
تأثیر بر عملکرد آببندی (نفوذپذیری):
این تفاوت در تورم، مستقیماً بر توانایی آببندی مانع (که با ضریب هیدرولیکی هدایت یا نفوذپذیری بر حسب سانتیمتر بر ثانیه اندازهگیری میشود) تأثیر گذاشت:
شرایط آب شیرین: تورم قوی واتراستاپ، نفوذپذیری را بهطور چشمگیری در طول زمان کاهش داد. پس از ۴۸ ساعت، سیستم به نفوذپذیری بسیار پایینی رسید و پس از ۷ روز، به شرایط عملاً نفوذناپذیر دست یافت و با موفقیت از نشت آب جلوگیری کرد.
شرایط آب شور: به دلیل تورم محدود، کاهش نفوذپذیری کمتر مؤثر بود. اگرچه با گذشت زمان کاهش یافت، اما نفوذپذیری نهایی پس از ۷ روز همچنان بالاتر از شرایط آب شیرین باقی ماند که نشاندهنده آببندی نسبتاً ضعیفتر است.
تأثیر روش اجرای اتصال:
این مطالعه همچنین دو روش متداول اجرای اتصال دیوارهای ژئوسنتتیک را مقایسه کرد: اتصال رول (Roll joint type) و اتصال اینترلاک (Interlock type). نتایج نشان داد که در هر دو شرایط آب شیرین و شور، اتصال از نوع رول به دلیل مقاومت بیشتر در برابر فشار هیدرولیکی، عملکرد آببندی بهتر و پایدارتری نسبت به نوع اینترلاک ارائه میدهد. این یافته برای مهندسان در انتخاب روش اجرا حائز اهمیت است.
جمعبندی نهایی و توصیه کاربردی:
این مطالعه نتیجه میگیرد که واتراستاپهای هیدروفیلی متورمشونده یک راهحل آببندی بسیار مؤثر برای دیوارهای عمودی ژئوسنتتیک هستند، بهویژه در محیطهای با آب شیرین یا شوری کم. توانایی آنها در انبساط و ایجاد یک آببندی نفوذناپذیر بهطور تجربی اثبات شده است. با این حال، مهندسان باید شیمی آب زیرزمینی خاص هر سایت را در نظر بگیرند. در محیطهای با شوری بالا (آب شور)، قابلیت تورم و در نتیجه عملکرد آببندی کاهش مییابد.
نتیجهگیری برای کاربرد در صنعت:
بنابراین، برای کاربردهای مهمی مانند آببندی دیوارهای محافظ در اطراف پمپ بنزینها، مخازن ذخیره سوخت، یا تأسیسات صنعتی، انتخاب و مشخصهگذاری یک واتراستاپ هیدروفیلی متورمشونده با کارایی بالا، یک اقدام پیشگیرانه حیاتی محسوب میشود. این امر یکپارچگی بلندمدت سیستم مانع را تضمین میکند، آلایندهها را بهطور مؤثر مهار مینماید و از پروژههای پرهزینه پاکسازی محیطزیست جلوگیری میکند. این تحقیق تأکید میکند که انتخاب درست مواد آببند بر اساس شرایط زمینشناسی و کیفیت آب زیرزمینی، برای موفقیت و ماندگاری سیستمهای محافظ محیطزیست ضروری است. این یافتهها به متخصصان کمک میکند تا با آگاهی بیشتری نسبت به انتخاب محصول و روش اجرا اقدام کنند، تا حداکثر کارایی و دوام را در پروژههای مهار آلودگی خود به دست آورند.
منبع:
오염물질 확산방지를 위한 토목섬유 연직차수벽 연결부의 투수성능 평가
Permeability Characteristics of Geosynthetics Vertical Barrier
Connections for the Prevention of Contaminants Diffusion
박정준*
Jeong Jun Park*
Research Professor, Incheon Disaster Prevention Research Center, Incheon National University, Incheon, Republic of Korea
https://doi.org/10.15683/kosdi.2022.3.31.001
لینک مقاله
برای آشنایی بیشتر با واتراستاپ هیدروفیلی، اطلاع از قیمت و خرید محصول وارد لینک زیر شوید:
ورود به صفحه محصول واتراستاپ هیدروفیلی
