Что лучше? Геомембрана или бентонитовый мат

Геомембрана и бентонитовый мат используются для гидроизоляции. Каждый из материалов имеет свои плюсы и минусы, сильные и слабые стороны. Покажем эти стороны .

Расчеты

Одним из популярных объектов строительства с использованием гидроизоляции стали лагуны – карьеры для сбора отходов животноводства. Рассмотрим на проекте «Открытая лагуна на 18 000 м³ для хранения навозных стоков» рациональность применения бентонита и геомембраны.

Рассчитав стоимость проекта с различными материалами, получаем:

1. Геомембрана толщиной 1,5 мм, соответствие ГОСТ. Стоимость проекта 4 205 851,2 руб.
2. Геомембрана толщиной 1,5 мм, соответствие ТУ. Стоимость проекта 3 953 709,6 руб.
3. Бентонитовый мат АС-5, соответствие СТО. Стоимость проекта 3 891 571,2 руб.

Казалось бы, есть небольшая экономия при использовании бентонитового мата. Но почему же для большей части проектов, и не только лагун, предпочитают закладывать геомембрану?

Когда говорят о том, что использование бентонитового мата дорого, по сравнению с геомембраной, учитывают только стоимость материала. Однако есть явная экономия на монтажных работах. Также, если брать геомембрану большей толщины, цена материала значительно вырастет.

О механизме действия бентонитового мата

Свойство бентонитового мата образовывать гидроизоляционный экран пользователи, в основном, принимают как факт. Точно также как его способность разбухать в 16 раз. Но мы пойдем дальше, вернее, глубже, и рассмотрим механизм процесса.

Бентонит представляет собой гидроалюмосиликат. По-простому – глина. Но не совсем обычная, которую мы привыкли видеть в пластах почвы. Что же это такое, глина? Это довольно сложное сочетание оксида кремния и оксида алюминия с включением молекул воды. Общая формула Al2O3∙2SiO2∙2H2O. Структура похожа на октаэдр, присутствуют полости. Частички крайне мелкие, имеют пластинчатое строение, благодаря чему могут плотно соприкасаться друг с другом. Строение дает глине свойства, такие как водонепроницаемость (принцип глиняного замка) и пластичность (изделия из керамики).

В бентоните, точнее, монтмориллоните, присутствуют также натрий, кальций и магний. Причем для активации этого вида глины используют дополнительно карбонат натрия. Молекула воды Н₂О полярная, на атоме кислорода сконцентрирован отрицательный заряд. Октаэдр монтмориллонита образован атомами алюминия, кремния и кислорода, также заряжен отрицательно. Следовательно, два отрицательных заряда будут отталкиваться друг от друга. Бентонит воду не пропустит, и внутрь себя не даст проникнуть, эффект набухания будет минимальный. Катионы натрия компенсируют отрицательный заряд алюмосиликата. Благодаря этому возможно включение молекул воды в полость октаэдра и увеличение в объеме до 16 раз.

Содержание воды будет зависеть от давления водяного пара. При отсутствии влаги из полостей уходят молекулы воды, структура остается неизменной. То есть процесс поглощения-выделения воды обратимый.

Таким образом, активированный бентонит поглощает воду благодаря своей структуре. Увеличение в объеме гранул происходит за счет включения воды в полости. Однако для создания гидроизодяционного экрана необходимы условия для плотного соединения частиц. Нужно ограничить пространство и создать давление внутри самого мата. При укладке мата используют обязательный балласт. В качестве него подойдут: песок, щебень, минеральные грунты. Если на объекте отсутствуют грунты, соответствующие требованиям проекта, на полотнища предварительно укладывается геотекстиль, а затем уже отсыпается защитный слой.

В случае повреждения бентомата благодаря давлению внутри материала гель заполняет пустоты.

Эксплуатация материалов

У правильно подобранной геомембраны (соответствие нормативам, защитные добавки от УФ) нет особых требований к защитным слоям в данном проекте и ему подобных (лагуны, отстойники, испарители, водохранилища и прочее). Геомембрана применяется с 50-х годов прошлого века в качестве гидроизоляциионного экрана. Ее свойства изучены и предсказуемы в использовании, в отличие от бентомата. Геомембрану выбирают в объектах хранения отходов производства, инфильтрата, опасных веществ.

В то же время у бентонитового мата есть явное преимущество в скорости монтажа. Ему не требуется особое оборудование, как для геомембраны. Также нет зависимости от погодных условий.
При соблюдении требований к технологии укладки и строительству, разницы в материалах и их эффективности нет. Самая большая трудность состоит именно в возможности обеспечить необходимые условия.

Бентонитовые маты «ГеоБент» предпочитают на полигонах ТБО на этапе рекультивации, благодаря высокому коэффициенту трения на откосах. Еще бентоматы используют как дополнительный гидроизолянт на ответственных объектах, при высоких нагрузках или сложных гео- и гидрологических условиях.

Для успешного внедрения в практику бентонитовых матов на полигонах и накопителях жидких отходов необходимы исследования по их работе в зимних условиях, в условиях просадки основания, в случае их повреждения, а также в процессе самозалечивания и гидратации
На объектах с особо опасными веществами применяют композитный материал, сочетающий и геомембрану, и бентонитовый мат.

Какой геосинтетик выбрать

Выбор материала зависит от проекта, климатических условий, возможности обеспечить соблюдение требований к технологии укладки полотна. ПСК Геодор не только производитель геосинтетиков. На предприятии работают проектировщики и сметчики, аттестованные сварщики. Мы предоставляем комплекс услуг по подбору гидроизоляционных слоев, с обоснованием принятых решений, монтажа и введении в эксплуатацию объектов.

фото