ПЕРСПЕКТИВИ БУДІВНИЦТВА ПОЛІГОНІВ ПО ЗАХОРОНЕННЮ ВІДХОДІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ГІДРОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ “bentofix”
ПЕРСПЕКТИВИ БУДІВНИЦТВА ПОЛІГОНІВ ПО ЗАХОРОНЕННЮ ВІДХОДІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ГІДРОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ “BENTOFIX”
І.В.ВОЙТОВИЧ, В.П.СЕРГІЄНКО
ІНСТИТУТ ГІДРОТЕХНІКИ І МЕЛІОРАЦІЇ УААН, М. КИЇВ
Останнім часом дуже інтенсивно розвиваються дослідження протифільтраційних конструкцій полігонів по захороненню відходів. Світова практика рекомендує широкий вибір різних типів протифільтраційних конструкцій: грунтові, асфальтобетонні, полімерні, бетонні і т.д. [1] Серед цієї гами конструкцій особливе місце посідає протифільтраційна конструкція на основі використання натуральних бентонітових (активних) глин. Бентонітова глина вперше знайдена поблизу американського форту Бентон. В Україні є значні запаси даних глин і вона не є дефіцитною.
Бентоніт має особливі властивості, так як сильно набухає в воді, при цьому поглинає (адсорбує) до 700 грамів води на 100 грамів власної ваги. Набухший насичений бентоніт в найбільш стійкому стані (гель) стає водонепроникним – гідрофобним. Завдяки саме цій властивості плівка бентонітової суспензії стає доброю гідроізоляцією.
Слід відмітити, що тиксотропія притаманна майже всім глинистим розчинам.
Саме ці властивості бентонітових глин використані багатьма фірмами, в тому числі і фірмою “NAUE FASERTECHNIK”, для виготовлення гідроізоляційного матеріалу “BENTOFIX”.
Матеріал “BENTOFIX” складається із трьох основних компонентів: несучий геотекстиль, шар бентонітового порошку (гідроізоляційний елемент товщиною 1,0 см), покриваючий штапельно-волокнистий геотекстиль.
Основні технічні дані матеріалу “BENTOFIX” наведені в таблиці 1.
Таблиця 1
Технічні дані матеріалу БЕНТОФІКС
№
Найменування показників
Одиниці виміру
Значення показників
1
Поверхнева щільність
г/м2
5000
2
Коефіцієнт фільтрації
м/с
5х10-11
3
Міцність на зсув
Н/10 см
60
4
Міцність зчеплення шарів
кН/м
10
5
Відносне подовження
%
(впродовж) –10 (поперек) – 6
Технологія ущільнення “BENTOFIX” включає процес набухання бентоніту в структурі (матриці) геотекстильного матеріалу.
В якості наповнювача (глини) застосовується природний натрієвий бентоніт, який є стабільним і забезпечує прогнозовану довготривалу стійкість.
Для того, щоб досягнути максимальної здатності ущільнювання, необхідно утримувати бентоніт від стискання у системі ущільнення. Геотекстиль охоплює бентоніт за допомогою мільйонів місточків із волокна і запобігає щоб гель бентоніту (після гідратації) не витік з синтетичної матриці, як елементу структури матеріалу.
Механічне з’єднання геотекстилю використовується у якості створення прошарків для утримання, а загальна міцність і стабільність конструкції мату БЕНТОФІКС забезпечується проколюванням голками. Тисячі спеціально загострених голок проникають через прошарок мату почергово у напрямках вгору і вниз. У цій конструкції мату від 2 до 3 мільйонів синтетичних волокон на квадратному метрі фіксують і надають системі механічної щільності. Волокна, що виступають на тканій стороні геотекстилю, обробляються під впливом температури, це надає додаткової міцності до розриву при набряканні бентоніту.
Висока якість ущільнення натурального бентоніту зберігається, а також поліпшується завдяки збільшенню тиску, який створюється при обмеженні набрякання бентоніту у структурі (замкнутому просторі), створеній шляхом механічного проколювання голками геотекстильних прошарків. У результаті такого процесу виготовлення створюється конструкція мату, в якому утримується гідрований натрієвий бентоніт, навіть при умові його вертикального установлення. Якщо трапляються ділянки з проточною водою, то бентоніт в такій конструкції мату утримується від вимивання і протидіє надмірному видовженню.
Сантехнічні матеріали, котрі утримують бентоніт, хімічно стійкі до впливу підземних вод, не руйнуються біологічно, що дозволяє забезпечити довготермінову стабільність системи ущільнення. Середня гідравлічна провідність мембрани становить 2 х 10–11 м/с.
Верхній геотекстиль виготовляється з нетканих проколотих голками поліпропіленових переплетених волокон з середньою масою на одиницю площі 300 г/м2, що піддається додатковому насиченню до густини 800 г/м2 за допомогою натрієвого бентоніту по всьому поперечному розтину і по всій площі поверхні.
Нижній фіксуючий прошарок виготовляється з тканого геотекстилю, виготовленого із щільної плівки поліпропілену з середньою масою на одиницю площі 200 г/м2.
Питання поводження з твердими побутовими відходами та технологічної схеми їх захоронення в Європі регламентовані наступними нормативами: технічна інструкція для захоронення побутових відходів (ТАН) — адміністративний припис до закону по відходам і технічними інструкціями для захоронення небезпечних відходів (TFSI), а також EPA Subtitle D — американський закон управління відходами, які передбачають дуже жорсткі вимоги до будівництва полігонів.
Нормативні документи, що регламентують поводження з відходами в Україні [1, 2] також передбачають ряд заходів щодо системи проектування і будування полігонів.
Враховуючи ці вимоги, а саме забезпечення захисту від біологічного, хімічного забруднення навколишнього середовища, а також прилеглої до полігонів території, грунтових вод, атмосфери пропонується наступна технологія будівництва полігонів ТПВ. В таблиці 2 наведена традиційна схема будівництва полігонів яка враховує вимоги стандартів Європи та України і нова з приміненням матеріалів БЕНТОФІКС.
Таблиця 2
Характеристика матеріалів для будівництва ТПВ
Вимоги нормативів України
Товщина шару, мм
Нова система “BENTOFIX”
Товщина шару, мм
1
2
3
4
Шар глини з коефіцієнтом фільтрації 1 х 10–9 м/с
1000
Матеріал “BENTOFIX”
Кф = 5 х 10–11м/с
7-8
Поліетиленовий екран
0,4
Плівка Garbofol
2,0
1
2
3
4
Захисний шар (на грунтоплівковий екран)
700
Захисний шар (Геотекстиль)
Secutex
15,0
Дренажний шар (галька)
500
Дренажний шар гальки (16/32) з укладкою дренажних труб Profileen
500
Шар відходів
до 50 м
Шар відходів
до 50 м
Дренажний шар гальки для відводу дренажних газів
400
Дренажний матеріал Secudran
12
Шар глини
500
“BENTOFIX”
7-8
Шар дренажний (галька)
500
Дренажний матеріал Secudran
12
Рослинний шар грунту
1000
Рослинний шар грунту
1000
Основні переваги матеріалів БЕНТОФІКС в порівнянні з традиційними:
- використовуються в складних гідрогеологічних умовах (коефіцієнт фільтрації 5 х 10-11 м/с, витримують гідростатичний тиск 80 м.вод.ст.);
- мають здатність до самовідновлення гідроізоляційного покриття при механічному пошкодженні ізоляції;
- довговічність, стійкість до процесів “гідратація-дегідратація”, “заморожування-розморожування”;
- стабільність в середовищі з рН 5-10, а також в неполярних рідинах;
- технологічність і простота укладки в будь-яку пору року;
- екологічно-безпечні, що обумовлює можливість широкого використання в будівництві.
Аналіз розглянутих технологій, матеріалів та вимог щодо будівництва полігонів дозволяє зробити висновок, що використання нових вітчизняних та закордонних матеріалів, а саме на основі бентонітових глин (BENTOFIX) для ізоляції ПТПВ дозволяє значно зменшити трудоємкість робіт як при будівництві, так і при експлуатації і рекультивації полігонів.
Література
[1] Инструкция по проектированию и эксплуатации полигонов твердых бытовых отходов. М. 1982.
[2] СНиП 2.01.28-85 Полигоны по обезвреживанию токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию. М. 1985.
Схожие публикации: