Geosynthetic clay liner (gcl) جی سی ال
جی سی ال چیست؟
جی سی ال که مخفف لغات لایه های رسی ژئوسنتتیکی است نوعی از ژئوکامپوزیت هاست که از ترکیب چند گونه از دیگر مواد ژئوسنتتیک و همچنین مصالح دیگر بدست می آید که در مورد جی سی ال ها باید از هسته اصلی یعنی بنتونیت یا رس بنتونیت نام برد که توسط لایه های ژئوتکستایل و در مواردی ژئوممبران تقویت میشود که این ترکیب گاها توسط سوزن کاری و یا چسب های شیمیایی متصل میشود.
اولین منشا و ساختار gcl متعلق به سال 1962 است که از ترکیب رسوبی بنتونیت را با کارتن های مقوایی جهت ایجاد پانلی غیرقابل نفوذ استفاده کرد.
در سال 1982 حق ثبت اختراع را برای جی سی ال های امروزه توسط آرتور جی کلم و شرکت clem environmental corp تاسیس و تولید شد که متشکل از ترکیبات رسوبی، رسی و ژئوتکستایل میشد.
در سال 1988 میلادی استفاده از gcl ها به عنوان یک دسته جدا از دیگر محصولات ژئوسنتتیک در ایالات متحده و بعنوان پشتیبان ژئوممبران ها در بسته بندی مواد زائد جامد استفاده میشد.
در اشکال ابتدایی جی سی ال یک لایه بنتونیت توسط چسب به خاک رس چسبانده میشود که بین دولایه ژئوتکستایل که یکی در زیر و دیگری در بالای لایه رس بنتونیت پیچانده میشود.
کاربرد مهندسی GCL به عنوان یک مانع هیدرولیکی برای جریان آب، پسماندها و یا سایر مایعات و درمواردی گازها استفاده میشود و جایگزین مصالحی مانند CCL (لایه های رس فشرده) و ژئوممبران مورد استفاده قرار میگیرند.
در کاربرد های زیر از GCL استفاده میشود:
- کانال های جریان آب و تالاب ها
- مهار ثانویه مخازن سطحی
- بزرگراه ها و پروژه های عمرانی
- لایه های لندفیل
- معادن
- استخر ها و مخازن
- حفاظت از محیط زیست
از مزایای GCL ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- نصب آسان و سریع در پروژه های مختلف
- در شرایط با شیب بالا نیز مانع هیدرولیکی موثری محسوب میشود.
- در برابر تنش های نصب مقاومت قابل توجهی دارد.
- توانایی کنترل در برابر انقباض و انبساط
- خاصیت چسبندگی مناسب به پوشش بتنی
- خاصیت خودترمیمی
در سالهای اخیر استفاده از جی اس ال ها با توجه به کاربرد و سرعت در اجرا متداول و پرکاربرد شده است و بیشترین کاربرد آن در معادن و همچنین مخازن ذخیره ی پسماند وجود دارد. این لایه ها به علت وجود بنتونیت رسی در مرکز، خاصیت خود ترمیمی دارد که به آن معناست که در صورت ایجاد پارگی و ضرب خوردگی با انبساط لایه ی بنتونیتی جاگزین و ترمیم میشود.
این عامل در مخازن ذخیره پسماند که با بیل مکانیکی پسماندها برداشت میشود و امکان پارگی ورق های کف وجود دارد بسیار حائز اهمیت است.
بنتونیت نوعی از انواع رس ریز دانه است که با ترکیب دیگر کانی های طبیعی دارای خاصیت متورم شوندگی هستند و در مصارف گوناگون صنعتی و عمرانی استفاده می شود. بنتونیت سدیم که در جی سی ال ها بیشترین استفاده را دارد که دارای خواص جذب رطوبت و تورم در اثر رطوبت است.
همچنین رول های جی سی ال در هنگام نصب کنار یکدیگر قرار میگیرند و بین درز ها تنها پودر بنتونیت ریخته میشود تا بوسیله خواص بنتونیت ها و فرآیند هیدراتاسیون و متورم شدن آنها درز ها را آب بند میکنند.
نمونه های مختلف gcl با شرایط مختلف در آزمایشگاه و بصورت میدانی تست و آزمایش می شود که تحت شرایطی مانند شیب های هیدرولیکی مختلف، فشار باربری بالا و … قرار گرفته و نتایج آنها بررسی میشود.
نصب جی سی ال GCL
نصب لایه های gcl نیازمند بستر سازی نیست که البته به آن معنی نیست که روی هر سطحی قابل نصب است. سطح زیرین باید به خوبی دانه بندی شده باشد وسطح زیرین نیاز به مسطح سازی دارد و تمام مصالح اضافه در بستر مانند شاخه های درخت و سنگ و عوارض طبیعی باید برداشته و حذف شوند.مصالح و خاک نامناسب برداشته شده و با خاک خوب دانه بندی شده و مناسب بستر سازی تعویض میشود. همچنین نیاز به لوله گذاری برای خروج آب باران و آب عبوری از سیستم است.
بعد از نصب و پهن کردن لایه های جی سی ال و پوشش حول لوله های خروجی روی آنها با خاک مناسب پر میشود تا مانع از ایجاد ضربه مستقیم به لایه ها توسط بیل ها و لودر های مکانیکی میشود.
این لایه ها همانند لایه های ژئوتکستایل و ژئوممبران بر روی سطح پهن شده و در همجواری های لایه ها اتصال برقرار شده و در بیشتر موارد دقیقا مانند ژئوممبران توسط یک جوی در حاشیه پروژه مهار شده و مانع از خیزش آنها میشود.
تکنولوژی های gcl از طریق دانش گسترده ی تعاملات رس _ پلیمر قادر به مقاومت در برابر شوری باشد.فرمولاسیون ترکیبی این محصولات از بنتونیت با عملکرد بالا و پلیمرهایی که خواص را در شرایط شدید افزایش میدهند.
نصب gcl به شرایط آب و هوایی غالب منطقه وابسته نیست و میتوان در شرایط دمایی مختلف سرد و گرم نصب و اجرا شود که این مسئله در صرف جویی وقت و هزینه و همچنین مدیریت زمانی پروژه بسیار راهگشاست.
در بحث نگهداری و نصب جی سی ال به نکات زیر باید اشاره کرد:
- نگهداری از رول های جی سی ال باید در محیط خشک و با بستر صاف صورت بگیرد.
- در محدوده سر پوشیده قرار داشته باشد و جهت جلوگیری از تاثیر رطوبت باید از پلاستیک های دولایه بر روی رول ها کشیده شود.
- برای جابجایی رولهای جی سی ال نیاز به جرثقیل یا بیل مکانیکی 3تنی نیاز دارد.
- همپوشانی با عرض 30 سانتی متر و در محل همپوشانی پودر بنتونیت ریخته میشود.
- آب بندی اطراف لوله ها و لوله های تاسیساتی به وسیله چسب بنتونیت انجام میشود.