Was ist eine Verbund-Geomembran und wie wird sie installiert?

Eine Verbundgeomembran (auch Geokomposit-Liner, Verbundliner oder wasserdichte Geokomposit-Membran genannt) ist ein technisches Kunststoffgewebe, das durch die Kombination zweier oder mehrerer verschiedener Materialien mittels physikalischer oder chemischer Verfahren (wie Warmpressen, Vernadeln, Kleben, Extrusionsbeschichtung usw.) hergestellt wird. Der Hauptgrund besteht darin, die Vorteile verschiedener Materialien zu kombinieren und die Nachteile einzelner Materialien zu überwinden, um eine optimale und höhere technische Gesamtleistung zu erzielen.

Kernaspekte & Struktur

Die häufigste Form einer Verbund-Geomembran ist die Kombination aus „Geomembran + Geotextil“, wodurch Konfigurationen wie „Ein Stoff, eine Membran“ (einseitiger Verbund) oder „Zwei Stoffe, eine Membran“/„Doppelte Geotextil-Geomembran“/„Geokomposit, zwei Stoffe, eine Membran“ (doppelseitiger Verbund) entstehen:

1. Kernschicht – Geomembran

Dies ist die wichtigste funktionale Schicht des Verbundmaterials und stellt die wichtigste undurchlässige (versickerungssichere) Barriere dar. Häufig verwendete Arten sind HDPE-Verbundgeomembranen/HDPE-Verbundliner, PP-Verbundgeomembranen und UV-beständige Verbundgeomembranen/UV-stabilisierte Verbundliner für langfristige Werbeanwendungen.

Zu den häufig verwendeten Membransubstanzen gehören:

• HDPE (Polyethylen hoher Dichte):Robuste chemische Korrosionsbeständigkeit, gute Alterungsbeständigkeit, hohe mechanische Festigkeit und am weitesten verbreitet.

• LDPE/LLDPE (Polyethylen niedriger Dichte/lineares Polyethylen niedriger Dichte):höhere Flexibilität und robuste Anpassungsfähigkeit an Verformungen.

• PVC (Polyvinylchlorid):richtige Flexibilität und bequemes Schweißen.

• PP (Polypropylen):ausreichende Übertemperaturbeständigkeit.

• TPO (Thermoplastisches Polyolefin):angemessene Umweltverträglichkeit und Klimabeständigkeit.

• EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer):Hervorragende Klimabeständigkeit, Kältebeständigkeit und Flexibilität, jedoch überhöhte Kosten.

Die Membran kann sauber oder strukturiert sein (ein rauer Boden erhöht den Reibungskoeffizienten), wodurch sie zu einer strukturierten Verbundauskleidung wird.

2. Schutz-/Verstärkungsschicht – Geotextil

Normalerweise mit einer oder beiden Seiten der Geomembran verbunden, wodurch eine geotextilgebundene Geomembran oder ein doppelseitiges Geokomposit entsteht. Hauptfunktionen:

• Physischer Schutz: Verhindert, dass die Geomembran während des Verlegens und Verfüllens durch scharfe Steine, Abfälle oder Bauwerkzeuge durchstochen oder zerkratzt wird.

• Entwässerung und Luftleitung: Bietet einen ebenen Entwässerungskanal zum Ableiten von Wasser oder Gas unter der Membran (z. B. Biogas von Mülldeponien) und bildet so eine Drainage-Verbund-Geomembran.

• Verstärkung: Verbessert die typische Zugfestigkeit, Reißfestigkeit, Durchstoßfestigkeit und Kriechfestigkeit von Geokompositen, was zu einer hochfesten Geokomposit-Auskleidung/verstärkten Verbundmembran/hochfesten Verbundauskleidung führt.

• Erhöhte Reibung: Die harte Oberfläche des Geotextils erhöht den Reibungskoeffizienten mit dem Boden oder dem geotechnischen Material, verbessert die Hangstabilität und verhindert ein Rutschen während der Verlegung.

• Isolierung: Verhindert, dass sich Böden mit unterschiedlichen Partikelgrößen miteinander vermischen.

3. Häufige zusammengesetzte Typen

Ein Stoff, eine Membran/einseitiges Geokomposit:Eine Seite der Geomembran ist mit Geotextil (normalerweise Vlies) verbunden. Geeignet für Bedingungen, bei denen nur einseitiger Schutz oder Drainage erforderlich ist.

Zwei Stoffe, eine Membran/doppelseitiges Geokomposit/Geokomposit, zwei Stoffe, eine Membran/doppelte Geotextil-Geomembran:Beide Aspekte der Geomembran werden mit Geotextil (normalerweise Vlies) kombiniert. Es bietet Rundumschutz, Drainage und Verstärkung und wird am häufigsten verwendet.

Geomembran + Geogitter/Gitterverbund:Der Hauptgrund besteht darin, die Zugfestigkeit und den Elastizitätsmodul des Materials deutlich zu verbessern und eine verstärkte Verbundmembran zu entwickeln, die unter Bedingungen eingesetzt wird, bei denen eine außerordentlich hohe Gesamtverstärkungsleistung erforderlich ist.

Wasserdichte Bentonitdecke (GCL): Eine einzigartige Verbundgeomembran und ein selbstheilendes Geokomposit, üblicherweise bestehend aus zwei Lagen Geotextil (gewebt oder nicht gewebt), zwischen denen sich eine Schicht pflanzlicher, natriumbasierter Bentonitpartikel befindet, die durch Vernadeln oder Kleben geformt werden. Bentonit quillt in Wasser auf und bildet eine dichte, kolloidale, wasserdichte Schicht. Wird in manchen Fällen als umweltfreundliche Verbundauskleidung angesehen.

Hauptvorteile

1. Hervorragende Gesamtleistung: Es integriert Sickerschutz, Schutz, Entwässerung (oder Luftleitung), Verstärkung, Isolierung und verschiedene Funktionen.

2. Verbesserte Haltbarkeit: Die geotextile Schutzschicht verringert das Risiko einer Beschädigung der Geomembran während der Entwicklung und Nutzung erheblich und verlängert die Lebensdauer der Verbund-Geomembran, insbesondere wenn sie UV-beständig/UV-stabilisiert ist.

3. Verbesserte mechanische Eigenschaften: Die Zugfestigkeit, Reißfestigkeit, Durchstoßfestigkeit und Kriechfestigkeit des Materials werden vervielfacht (hohe Festigkeit).

4. Verbesserte Grenzflächenreibung: Die Geotextilschicht bietet einen größeren Reibungswiderstand und verbessert so die Hangstabilität.

5. Einfache Konstruktion: Die Verbundform reduziert die Anzahl der mehrschichtigen Verlegeschritte vor Ort und verbessert so die Effizienz und Qualität des Baus. Detaillierte Informationen finden Sie in der Montageanleitung für Verbundmembranen.

6. Hohe Kosteneffizienz: Der Stückpreis (Verbundfolienpreis pro m²) kann zwar höher sein als der einer einzelnen Geomembran, doch aufgrund der Gesamtleistung und der geringeren Produktions- und Wartungskosten ist die Folie insgesamt günstiger. Die Beschaffung von professionellen Verbundfolienherstellern oder dem besten Verbundfolienlieferanten garantiert ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis.

Hauptanwendungen

Aufgrund ihrer erstaunlichen Gesamtleistung werden Verbund-Geomembranen/Geokomposit-Auskleidungen häufig bei Projekten eingesetzt, die einen zuverlässigen Schutz vor Durchsickern und einen umfassenden Schutz erfordern:

1. Umweltschutz

• Deponie-Verbundabdichtungssystem (Bodenabdichtungen und Abdeckkonstruktionen für kommunale Deponien für festen Abfall und gefährliche Abfälle).

• Sickerwasserkontrolle in Kläranlagen (Regulierbecken, Anaerobbecken, Oxidationsbecken etc.) - Wastewater Lagoon Composite Liner.

• Sickerwasserkontrolle in industriellen Tailings Pond Composite Geomembrane und Aschedeponien.

2. Wasserschutzprojekte

• Sickerschutz für Stauseen – Verbundabdichtungsmembran für Stauseen.

• Versickerungsschutz für künstliche Seen – Künstlicher See-Verbundliner.

• Sickerschutzauskleidungen für Kanäle und Grachten – Canal Lining Composite Geomembrane.

• Sickerschutzkonstruktionen für Dämme und Deiche.

3. Kommunaltechnik

• Wasserdichte und wurzelsichere Durchtrittschutzschichten für Tiefgaragen und Dachgärten.

• Geokomposit zur Tunnelabdichtung/Tunnelabdichtungskomposit für U-Bahn- und Tunnelprojekte.

4. Verkehrstechnik

• Sickerwasserisolierende Schichten für Straßenbetten und Gleise.

5. Bergbautechnik

• Sickerschutz für Haldenlaugungsstandorte und Lösungsbecken.

6. Aquakultur

• Versickerungsschutz für Zuchtteiche und Fischteiche – Aquakultur-Teich-Verbundfolie.

7. Ökologische Wiederherstellung

• Geokomposit zur ökologischen Wiederherstellung für Lebensraumwiederherstellung und Feuchtgebietsprojekte.

Vorsichtsmaßnahmen bei der Installation

I. Vorbereitung vor der Installation

1. Untergrundbehandlung (Fundamentoberfläche):

• Ebenheit: Entfernen Sie scharfe Gegenstände (Steine, Baumwurzeln, Stahlstangenköpfe usw.), verdichten und nivellieren Sie das Fundament, die Neigung sollte ≤ 1:3 sein, um lokale Setzungen zu vermeiden. Die Unebenheit der Fundamentoberfläche sollte ≤ 20 mm betragen.

• Dichte: Kompaktheit ≥90 %, keine Lockerheit, Hohlräume, Risse (müssen gefüllt werden).

• Entwässerung/Luftführung: Wenn in der Konstruktion eine Entwässerungs-/Luftführungsschicht (z. B. Kiesschicht, Geokomposit-Drainagenetz) vorgesehen ist, muss diese gemäß den Vorgaben verlegt werden.

• Sauberkeit: Gründliche Reinigung, ohne Wasseransammlungen, Schlamm- und Ölflecken.

2. Materialannahme und Lagerung:

• Überprüfen Sie die Produktspezifikationen (z. B. Dicke der Verbund-Geomembran – 1 mm, 2 mm oder andere; Material, Verbundstruktur), das Konformitätszertifikat und den Prüfbericht anhand der relevanten ASTM-Normen für Verbundauskleidungen oder der Herstellungsnormen für Verbundauskleidungen. Bestätigen Sie gegebenenfalls die chemikalienbeständigen Eigenschaften.

• Überprüfen Sie das Aussehen: keine Löcher, Risse, deutliche Knicke, Alterungserscheinungen und Verschmutzungen.

• Lagerung: Vor Licht und Feuchtigkeit geschützt lagern, flach stapeln (maximal 4 Rollen) und von Feuerquellen und Chemikalien fernhalten. Bei Lagerung im Freien UV-beständig lagern.

3. Ausrüstung und Personal:

• Ausrüstung: automatisches Kletterschweißgerät (Doppelspur-Heißschmelzschweißgerät), Heißluftgebläse (Extrusionsschweißgerät), Druckschweißrad, Vakuum-Lecksucher, Funkendetektor, Schneider, beschwerte Sandsäcke (oder Geobags).

• Personal: Schweißer müssen zertifiziert sein und Erfahrung im Verbundwerkstoffschweißen haben. Beachten Sie die Installationsanleitung für Verbundmembranen.

II. Verlegevorgang (Kernschritte)

1. Verlegerichtung:

• Um die Gleitkräfte zu verringern, verlegen Sie die Verlegung von oben nach unten entlang der Böschung.

• Die Längsrichtung (Spulenrichtung) sollte möglichst parallel zur Linie der maximalen Neigung verlaufen, um Querschweißnähte zu reduzieren.

2. Verteilen Sie die Probe:

• Messen und legen Sie gemäß der Konstruktionszeichnung aus und lassen Sie die Überlappungsbreite (in der Regel 10–15 cm) frei. Achten Sie bei Geokompositplatten in Sondergrößen auf eine präzise Passform.

• Natürlich entspannen und liegen bleiben, um Spannungsfalten durch starkes Ziehen zu vermeiden (kleine Wellenfalten sind erlaubt).

3. Überlappungsbehandlung (Schlüssel!):

• Stoff/Stoffüberlappung: normalerweise Nähen (≥10 cm) oder Heißkleben (Vliesstoffe).

• Überlappung Membran/Membran: Es muss eine Heißschmelzschweißung (Doppelbahnschweißung oder Extrusionsschweißung) angewendet werden:

• Doppelspuriges Schmelzschweißen (Hauptschweißung): Geeignet für großflächige, flache Oberflächen. Bildung von zwei Schweißnähten + Hohlräumen, was für die Luftdruckerkennung praktisch ist. Einhaltung der ASTM-Standards für Verbundauskleidungen.

• Extrusionsschweißen (Reparatur/komplexe Teile): Füllen Sie die Naht mit geschmolzenem Schweißdraht, geeignet für Ecken, Reparaturen und T-Verbindungen.

• Reinigen Sie den Überlappungsbereich: Wischen Sie die Überlappungsfläche vor dem Schweißen gründlich mit wasserfreiem Alkohol ab (Breite ≥ 10 cm).

4. Verankerung und Befestigung:

• Obere Verankerung: eingebettet in einen Betonverankerungsgraben (üblicherweise verwendet), Tiefe ≥ 50 cm, hinterfüllen und verdichten.

• Hangbefestigung: Verwenden Sie vorübergehend Sandsäcke oder Geobags zum Beschweren (Abstand 1–2 m), um ein Anheben oder Abrutschen durch den Wind zu verhindern, und entfernen Sie diese beim Verfüllen nach und nach.

III. Schweißprozess (Qualitätskern)

Parameter-Debugging:

• Nehmen Sie vor Ort ein Teststück aus demselben Material (Größe ≥ 1 m × 0,3 m) für einen Schweißversuch.

• Passen Sie die Temperatur (normalerweise 200–400 °C), Geschwindigkeit (1,5–3 m/min) und den Druck an, bis die Schweißfestigkeit ≥ 90 % des Grundmaterials beträgt (Schältest gemäß Geokomposit-Nahtprüfmethoden).

2. Schweißvorgang:

• Der Doppelspurschweißer bewegt sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit entlang der überlappenden Kante, um sicherzustellen, dass die beiden Schweißlinien gleichmäßig und durchgehend sind.

• Das Extrusionsschweißen wird zur Feinbearbeitung komplexer Teile (Rohrmündungen, Yin- und Yang-Ecken) verwendet, und der Schweißdraht bedeckt die Verbindung vollständig.

• T-Verbindung: Zuerst die Quernaht schweißen, dann die Längsnaht schweißen, um die Verbindungsstelle abzudecken.

3. Echtzeit-Qualitätsprüfung:

• Sichtprüfung: Die Schweißnaht ist flach und weist keine Blasen, Verunreinigungen, Undichtigkeiten oder Verbrennungen auf.

• Luftdruckerkennung (Doppelspurschweißung): Setzen Sie den Hohlraum auf 200–300 kPa unter Druck und halten Sie den Druck 3–5 Minuten lang aufrecht, ohne den Druck zu reduzieren.

• Vakuumabdeckungserkennung (flache Schweißnaht): Seifenwasser auftragen, auf -0,02 MPa evakuieren, es entstehen keine Blasen. Dies sind wichtige Methoden zur Prüfung von Geokomposit-Nähten.

IV. Knotenbehandlung (Schwachstelle der Anti-Sickerung)

1. Rohrleitung/Struktur durch die Membran:

• Verwenden Sie vorgefertigte Rohrmanschetten (HDPE-Ummantelung) oder vor Ort zu schweißende Verstärkungsbleche.

• Entrosten und Schleifen von Rohrleitungen, Doppellagenschweißen von Rohrmuffen und Membranen und Festziehen mit Edelstahlklammern.

2. Eck-/Dehnungsfuge:

• Vermeiden Sie rechte Winkel von 90° und verwenden Sie Bogenübergänge (Radius ≥ 50 cm).

• Verstärkungsschicht hinzufügen (Membran aus demselben Material), extrudieren und vollständig schweißen.

3. Ankergraben:

• Die Membran faltet sich im Graben glatt, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden, und die Hinterfüllung wird schichtweise verdichtet.

V. Verfüllsicherung

• Deckschichtmaterial: Verwenden Sie gut abgestuften (keine Kanten und Ecken) Sand oder Kieselsteine (Korngröße ≤ 5 cm), Dicke ≥ 30 cm.

• Verlegen von Geotextilien: Wenn das Design über ein darüber liegendes Geotextil verfügt, verlegen Sie zuerst das Gewebe und verfüllen Sie es anschließend, um eine Puffer- und Schutzfunktion zu übernehmen.

Verfüllmethode:

• Leichtes Entladen und dünnes Pflastern: Mechanisches Entladen ≥ 1,5 m von der Membran entfernt und manuelles Glätten.

• Anleitung: Von unten nach oben drücken, um ein Mitziehen des Membranmaterials zu vermeiden.

• Verdichtung: Mit leichtem Gerät (z. B. Flachstampfer) verdichten, um Vibrationswalzen zu vermeiden.

Abnahme und Prüfung

1. Zerstörende Prüfung:

• Nehmen Sie pro 5000 m² 1 Schweißprobe (≥ 0,3 m × 0,6 m) und führen Sie im Labor einen Scher-/Schälfestigkeitstest durch (Teil der Prüfmethoden für Geokompositnähte).

2. Zerstörungsfreie Prüfung:

• Erkennung elektrischer Funken: Scannen Sie alle Schweißnähte (Spannung 15–30 kV) und lösen Sie an der Leckstelle einen Funkenalarm aus.

• Vakuumkastenerkennung: Konzentrieren Sie sich auf die Stichprobenprüfung von Knotenteilen (wie Rohrmündungen und T-Verbindungen).

3. Integritätsbericht:

• Dokumentieren Sie den Prüfort, die Prüfmethode und die Ergebnisse und erstellen Sie ein Schweißnahtdiagramm. Stellen Sie die Einhaltung der ASTM-Standards für Verbundauskleidungen und der Projektspezifikationen sicher.

Wichtige Punkte

• Wetterbedingungen: Vermeiden Sie Bauarbeiten bei Regen und Schnee, starkem Wind (> 4 Grad) und niedrigen Temperaturen (< 5 °C). Heizen Sie das Schweißgerät und die Membranoberfläche bei niedrigen Temperaturen vor. Entscheidend für die Leistung der UV-beständigen Verbund-Geomembran.

• Baustellenschutz: Treten Sie nicht auf Personen mit Spikes und legen Sie provisorische Holzbretter im Schweißbereich aus. Legen Sie beim Schweißen saubere Holzbretter unter, um Verbrühungen zu vermeiden. Schützt die Investition in die hochfeste Geokomposit-Auskleidung.

• Schadensbehebung: Bei Löchern oder unqualifizierten Inspektionen Heißluftschweißen mit Flicken aus dem gleichen Material (Größe > 20 cm vom Schadensrand entfernt) verwenden. Erhält die Integrität der wasserdichten Verbundmembran.

• Arbeitssicherheit: Der Schweißbereich ist belüftet und der Bediener trägt eine Schutzmaske/Schutzhandschuhe. Tragen Sie bei Arbeiten am Hang einen Sicherheitsgurt und halten Sie beim Bedienen von Maschinen einen Sicherheitsabstand ein.

Der Kern der Installation von Verbund-Geomembranen liegt in „flacher Basis, standardisierter Überlappung, zuverlässigem Schweißen, Knotenverstärkung und Hinterfüllschutz“. Nur durch die strikte Umsetzung standardisierter Prozesse (wie dem GRI-GM13 ASTM-Standard) und eine verstärkte Prozesserkennung (Geokomposit-Nahtprüfmethoden) können die Qualität und lange Lebensdauer der Verbund-Geomembranen des jahrhundertealten Sickerwasserschutzprojekts sichergestellt werden. Es wird empfohlen, ein professionelles Sickerwasserschutz-Ingenieurteam (bester Verbund-Geomembran-Lieferant oder erfahrener Auftragnehmer) mit der Konstruktion, Überwachung und Verfolgung des gesamten Prozesses zu beauftragen und sich dabei an Fallstudien zu Geokomposit-Projekten für bewährte Verfahren zu orientieren. Berücksichtigen Sie die Preise für Geokomposit-Auskleidungen in großen Mengen und die Direktlieferung ab Werk von Verbund-Geomembranenherstellern, um bei großen Projekten wie Deponie-Verbundauskleidungssystemen, Tailings Pond-Verbund-Geomembranen oder Reservoir-Verbund-Abdichtungsmembranen Kosteneffizienz zu erzielen.

Zusammenfassung

Eine Verbund-Geomembran/Geokomposit-Auskleidung ist eine fortschrittliche wasserdichte Geokomposit-Membran, die durch die Kombination einer Geomembran (Kernschicht gegen Sickerwasser) mit anderen Geokunststoffen (hauptsächlich Geotextilien) hergestellt wird. Dadurch entsteht eine geotextilgebundene Geomembran, die Schutz, Drainage und Verstärkung bietet. Sie vereint die Vorteile der einzelnen Materialkomponenten, bietet hervorragende Sickerwasserbeständigkeit, physikalische Schutzfähigkeit, hohe mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit des Geokomposits) und ist baulich einfach zu handhaben. Sie ist ein unverzichtbares Schlüsselmaterial gegen Sickerwasser im modernen Tiefbau, der Wasserwirtschaft und der Umwelttechnik. Gängige Konfigurationen sind „Ein Stoff, eine Membran“ und „Zwei Stoffe, eine Membran“/doppelseitiges Geokomposit.

Es löst die Probleme einzelner Geomembranen, die leicht brechen, einen niedrigen Reibungskoeffizienten haben und nicht in der Lage sind, Luft abzulassen und zu leiten, und verbessert so die Zuverlässigkeit und Langzeitleistung (Lebensdauer der Verbundgeomembran) des Sickerschutzsystems erheblich. Welcher Typ gewählt wird (z. B. HDPE-Verbundauskleidung, PP-Verbundgeomembran, strukturierte Verbundauskleidung, selbstheilendes Geokomposit wie GCL, Drainage-Verbundgeomembran; Dicke der Verbundgeomembran wie 1 mm oder 2 mm; einseitig/doppelseitig), hängt von den spezifischen technischen Anforderungen (z. B. Deponie-Verbundauskleidungssystem, Tailings-Teich-Verbundgeomembran, Abwasserlagunen-Verbundauskleidung, Stausee-Verbundabdichtungsmembran, Kanalauskleidungs-Verbundgeomembran, künstliche Seeauskleidung, Tunnelabdichtungs-Geokomposit, Aquakultur-Teich-Verbundauskleidung, ökologisches Sanierungs-Geokomposit, Straßenuntergrund, Bergbau) und den geologischen Bedingungen ab. Die Auswahl des richtigen Materials (chemikalienbeständig, UV-stabilisiert) von renommierten Herstellern von Verbund-Geomembranen, die Berücksichtigung des Preises pro m2 und der Preise für Geokomposit-Auskleidungen in großen Mengen sowie die Einhaltung der ASTM-Standards und Herstellungsstandards für Verbund-Auskleidungen sind entscheidend für den Projekterfolg. Die direkte Beschaffung von Verbund-Geomembranen durch den Hersteller oder die Zusammenarbeit mit dem besten Lieferanten von Verbund-Geomembranen gewährleistet hochwertige Geokomposit-Platten in Sondergrößen und den Zugriff auf bewährte Fallstudien zu Geokomposit-Projekten.