Uszczelnienia naziemnych zbiorników wodnych i magazynów kwasów przemysłowych geomembranami PEHD

Geomembrany PEHD stosowane do uszczelnień zbiorników ziemnych lub magazynów substancji agresywnych

Wpływ agresywnych substancji chemicznych, a szczególnie stężonych kwasów nieorganicznych oraz nasyconych roztworów wodnych substancji chemicznych na geomembrany PEHD (polietylenu o wysokiej gęstości) został scharakteryzowany pod względem chemicznym w branżowych instrukcjach i aprobatach technicznych [5, 8, 10]. Zgodnie z nimi geomembrany PEHD są przeznaczone do:

• wykonywania uszczelnień w obrębie obiektów magazynowania i dystrybucji paliw płynnych, substancji płynnych kwasów agresywnych, metanolu, wodnych roztworów amoniaku itp.,
• uszczelniania budowli inżynierskich, w tym hydrotechnicznych, oraz zbiorników: wody pitnej, wód gaśniczych (ppoż.) oraz zbiorników retencyjnych, substancji i ścieków przemysłowych,
• uszczelniania podłoży i wierzchowin składowisk odpadów.

Do tych celów stosowane są głównie geomembrany gładkie o grubościach: 1,5 mm, 2,0 mm, 2,5 mm oraz jedno- lub dwustronnie strukturyzowane – żebrowane zaczepowymi stożkami lub krzyżakami. Parametry tych wyrobów są następujące:

• gęstość ≥ 0,94 g/m²,
• przesiąkliwość (72 h; 0,4 MPa) – brak przesiąkania,
• granica plastyczności: wzdłuż, w poprzek ≥ 27 MPa,
• giętkość przy przeginaniu na wałku w temp. 20°C – brak pękania,
• wodochłonność ≤ 1,0%,
• nasiąkliwość kąpieli o pH = 9,0 i pH = 4,5 – poniżej 5%,
• zmiana wymiarów liniowych wzdłuż i w poprzek ≤ 2%.

Uwarunkowania wykonawcze uszczelnień geomembranowych

Podłoże gruntowe pod uszczelnienia geomembranowe powinno spełniać wymagania nośności i stateczności zawarte w normie PN-B-03020. Powierzchnia podłoża powinna być gładka i jednolicie zagęszczona [4].

Arkusze geomembranowe o grubości 2–2,5 mm mają zwykle 5–10 m szerokości i 100–200 m długości. Geomembrany łączone na tzw. zakładkę spoinuje się za pomocą zgrzewania termicznego z równoczesną kontrolą szczelności spoinowanych arkuszy [2]. Geomembrany te montowane na podłogach betonowych muszą być układane na geosyntetycznych ochronnych geowłókninach o szerokości 5,8 m×50 m.

Układanie, spoinowanie i mocowanie arkuszy geomembran do podłogi i ścian magazynu należy wykonywać zgodnie z zatwierdzonym projektem budowlanym. Drobne odstępstwa powinny być uzgadnianie z projektantem. Prace należy prowadzić zgodnie z zasadami wiedzy technicznej, normami i wymaganiami montażowymi dotyczącymi geosyntetyków.

Geomembrany PEHD wbudowywane do podłoży betonowych itp. powinny mieć atesty i aprobaty techniczne (obecnie certyfikaty UE) zgodnie z wymaganiami polskich przepisów i warunków wykonywania robót budowlano-montażowych. Muszą być również przestrzegane przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy. Pracownicy wykonujący roboty montażowe powinni być odpowiednio przeszkoleni oraz mieć odpowiednie uprawnienia w zakresie wykonywanych prac.

Przykłady zrealizowanych uszczelnień geomembranowych

Poniżej zostaną zaprezentowane rozwiązania geomembranowych uszczelnień magazynów płynów agresywnych oraz uszczelnień naziemnych zbiorników wody gaśniczej. Mogą być one wykorzystywane w projektowaniu i eksploatacji nowych, bezpiecznych magazynów substancji agresywnych.

Naziemny zbiornik do retencjonowania ścieków przemysłowych wykorzystywanych do celów gaśniczych popiołów i żużli hutniczych

Na fot. 1 pokazano uszczelniony geomembranami naziemny zbiornik wody gaśniczej. Podłoże ziemne tego zbiornika zostało najpierw mechanicznie zagęszczone na 60 cm grubości dna i skarp o pochyleniu 1:2. Stopień zagęszczania podłoża ziemnego w skali Proctora wynosi DPr ? 95%. Grubość gruntu zagęszczonego na skarpach niecki zbiornika wynosi 50 cm.

Do wymaganego parametrami geotechnicznymi zagęszczania podłoży ziemnych wykorzystuje się drogowe walce z wibracyjnym zagęszczaniem. Są one wyposażone w aparaturę kontrolno-pomiarową określającą stopnie zagęszczania w skali Proctora, co przedstawia fot. 2. Na rys. 1 pokazano poprzeczny przekrój konstrukcji zbiornika wody gaśniczej.

Magazyn 50% kwasu azotowego z podwójnie uszczelnioną geomembranami podłogą i ścianami ze studzienką kontroli awaryjnych przecieków kwasu

Obiekt ten pokazano na rys. 2. Magazyn zabezpieczony jest podwójnym uszczelnieniem. Wykonano je w następujący sposób:

• górna geomembrana o grubości 2,5 mm jest jednostronnie strukturyzowana wystającymi ząbkami w celu umożliwienia awaryjnego przepływu kwasu do studzienki,
• dolna geomembrana o grubości 2 mm jest obustronnie gładka.

Obydwie geomembrany mocowane są do ścian. Szczegóły technologiczno-konstrukcyjne tego mocowania pokazane są na rys. 3–4.

Kontenerowy magazyn substancji chemicznych

Pokazany na rys. 5a–c magazyn uszczelniony jest na powierzchni podłogi i na wewnętrznych ścianach kontenera strukturyzowaną geomembraną PEHD. Prezentowane uszczelnienie ma kształt płytkiej wanny.

Magazyn ten zgodnie z wymaganiami budowlanymi, pożarowymi i eksploatacyjnymi wyposażony jest w:

• gaśnicę p.poż.,
• wentylator z zabezpieczeniem ppoż.,
• wywietrznik dachowy zapewniający wymianę powietrza wewnątrz magazynu,
• małą rampę podjazdową z drogi do magazynu zakładowego,
• chemoodporny podest z kratownicy stalowej nad podłogą wykonaną z betonu polimerowego,
• specjalną geomembranę struktyzowaną zaczepami stożkowymi wzmacniającymi przyczepność geomembrany do betonowego podłoża magazynu.

Zaprojektowane uszczelnienie uniemożliwia jakiekolwiek przeciekanie agresywnych substancji magazynowanych do podłoża ziemnego i wód gruntowych. Małe ilości płynów magazynowych wynikające z okresowego oczyszczania zbiorników powinny być odprowadzane do odpowiedniej kanalizacji ścieków przemysłowych lub zbiornika awaryjnego.

Zakończenie

Dobrze opracowane założenia projektowe oraz prowadzenie budowy magazynów substancji agresywnych zgodnie z krajowymi normatywami budowlanymi zapewniają odpowiednią szczelność stosowanych geomembran PEHD.

Do końcowego odbioru spoinowanych geomembran powinny być przedstawione:

• wyniki badań nieniszczących połączeń spoinowanych,
• protokoły odbiorów częściowych i końcowych z zapisami w dzienniku budowy,
• rysunki wykonawcze rozplanowania, montażu i spoinowania geomembran.

Podstawowymi wytycznymi eksploatacji magazynów substancji agresywnych są branżowe charakterystyki kwasów nieorganicznych, środków ochrony roślin, materiałów palnych, olejów napędowych, metanolu itp. [8, 9, 10, 11].

Literatura

1. W. Cichy, „Normalizacja europejska w zakresie geosyntetyków”, IZOLACJE nr 7/8/2006, s. 28–33.
2. S. Stępniak, „Plan zapewnienia jakości w budowie uszczelnień geomembranowych wykonywanych na podłożach składowisk odpadów”, IZOLACJE nr 11/12/2007, s. 72–75.
3. Geomembrany CARBOFOL 406 z polietylenu o wysokiej gęstości (PEHD), Aprobata Techniczna ITB, AT-15-6362/2004.
4. PN-B-10290:1997 „Geomembrany. Ogólne wymagania dotyczące wykonawstwa geomembran na budowie składowisk odpadów stałych”.
5. „Geosyntetyki NAUE. Wpływ agresywnych substancji chemicznych na trwałość geomembrany PEHD – CARBOFOL”, Warszawa 2007.
6. DYWIDAG, Dyckerhoff-Widmann AG-Hamburg, prospekt firmowy 2001.
7. GFA. Geselschaft für Flächen-Abdichtung, Hamburg 1990.
8. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 czerwca 2003 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (DzU z 2003 r. nr 121, poz. 1138).
9. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 czerwca 2003 r. w sprawie przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę oraz dróg pożarowych (DzU z 2003 r. nr 121, poz. 1139).
10. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 3 lipca 2002 r. w sprawie karty charakterystyki substancji niebezpiecznych i preparatu niebezpiecznego (DzU z 2002 r. nr 140, poz. 1171, ze zm.: DzU z 2005 r. nr 2, poz. 8).
11. Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. – Prawo ochrony środowiska (DzU z 2001 r. nr 62, poz. 627).

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!