Was ist eine glatte Geomembran und wofür wird sie verwendet?

Glatte Geomembranen werden auch als Polyethylen hoher Dichte-Liner, HDPE-Geomembranen oder HDPE-Anti-Sickermembranen bezeichnet. Ihr englischer Name lautet „High Density Polyethylene Impermeable Membrane“, kurz „HDPE-Membran“. HDPE ist ein hochkristallines, unpolares thermoplastisches Harz. Das ursprüngliche HDPE ist milchig weiß und im dünnen Querschnitt teilweise durchscheinend. HDPE verfügt über gute Korrosionsschutz-, elektrische, feuchtigkeitsbeständige und leckagesichere Eigenschaften sowie eine hohe Zugfestigkeit und eignet sich daher sehr gut für den technischen Schutz vor Sickerwasser, für Aquakulturen, Öltanks, Keller, künstliche Seen und andere Bereiche.

1. Was ist eine glatte Geomembran?

Glatte Geomembranen sind eine Art undurchlässige Auskleidung, die durch das Einblasen von Polyethylenharz hergestellt wird, das mit einem präzisen Anteil an Ruß-Masterbatch, Alterungsschutzmitteln, Antioxidantien, UV-Stabilisatoren und verschiedenen Additiven vermischt wird. Dieses Herstellungsverfahren ergibt eine glatte, biegsame Folie mit hervorragender chemischer Beständigkeit und Haltbarkeit.

Glatte Geomembranen werden häufig im Tiefbau und im Umweltschutz eingesetzt. Sie werden häufig beim Bau von Lagerhallen, Dämmen, Fangdämmen, Kanälen, künstlichen Seen, Stauseen und verschiedenen Wasserschutzanlagen eingesetzt, bei denen eine zuverlässige Sickerwasserkontrolle unerlässlich ist.

Geomembranen mit einer Dicke von 0,2 mm bis 3 mm werden üblicherweise als wasserfeste Platten oder wasserfeste Rollen bezeichnet. Diese flexiblen, langlebigen Abdichtungen werden insbesondere in verschiedenen Bereichen des Bau-, Umwelt- und Agraringenieurwesens eingesetzt, wo eine optimale Sickerwasserkontrolle entscheidend ist. Im Tunnelbau – einschließlich U-Bahnen, Unterwassertunneln, Autobahnen und Eisenbahnen – dienen Geomembranen als zuverlässige Barriere gegen das Eindringen von Grundwasser. Sie werden auch häufig in Stauseen, künstlichen Seen und Aquakulturteichen, wie z. B. in Fisch- und Garnelenfarmen, eingesetzt, um Wasserlecks zu verhindern und eine gleichbleibende Wasserqualität zu gewährleisten. In Kläranlagen, Kanalisationssystemen und anderen unterirdischen Anlagen tragen sie dazu bei, Flüssigkeiten zurückzuhalten und zu isolieren und so die Umweltbelastung zu minimieren. Geomembranen sind außerdem unverzichtbar für die Abdichtung von Deponien, um die Verunreinigung des umgebenden Bodens und Grundwassers durch Sickerwasser zu verhindern. In der Industrie werden sie zur Lagerung von Altgetränken und chemischen Lösungen eingesetzt und bieten dort chemische Beständigkeit und Dichtheit. Auch Biogasanlagen und landwirtschaftliche Rückhaltesysteme profitieren von einer Geomembranauskleidung, die die Gasrückhaltung gewährleistet und ein Versickern verhindert und so zu einer nachhaltigen Abfall- und Energiebewirtschaftung beiträgt.

1.1 Spezifikationen für glatte Geomembranen

- Breite:

Glatte Geomembranen sind in Breiten von 1 bis 8 Metern erhältlich und ermöglichen eine individuelle Anpassung an die Projektgröße und die Installationsanforderungen. Breitere Rollen reduzieren die Anzahl der vor Ort benötigten Schweißnähte und verbessern so die Installationseffizienz und Dichtheit.

- Farboptionen:

Gängige Farbvorlieben sind Schwarz, Blau, Grün und Grau.

- Schwarz wird aufgrund seiner besten UV-Beständigkeit und Robustheit bei freiliegenden Bedingungen am häufigsten verwendet.

- Blau und Grün werden häufig aus ästhetischen oder projektspezifischen Identifikationsgründen gewählt, insbesondere in der Aquakultur und Landschaftsgestaltung.

- Grau wird normalerweise in architektonischen oder industriellen Umgebungen verwendet, in denen Bodensichtbarkeit und Temperaturkontrolle eine Rolle spielen.

1.2 Verfügbare Materialien für glatte Geomembranen

- HDPE (Polyethylen hoher Dichte) glatte Geomembran:

Bietet hohe Zugfestigkeit, extrem gute chemische Beständigkeit und eine lange Lebensdauer. Dank seiner Robustheit und Dichtheit eignet es sich ideal für großflächige Eindämmungsaufgaben wie Deponien, Bergbau und Abfallwirtschaft.

- Glatte Geomembran aus LDPE (Polyethylen niedriger Dichte):

Bietet mehr Flexibilität und Weichheit und eignet sich daher für die Installation auf unregelmäßigen oder gekrümmten Oberflächen. Obwohl es im Vergleich zu HDPE eine etwas geringere mechanische Festigkeit aufweist, ist es einfacher zu handhaben und passt sich komplexen Formen an.

- Glatte Geomembran aus LLDPE (lineares Polyethylen niedriger Dichte):

Kombiniert die Flexibilität von LDPE mit erhöhter Festigkeit. Es bietet ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen Dehnung und Zähigkeit und eignet sich daher ideal für Anwendungen, bei denen Bodenverformung oder -bewegung auftreten können, wie z. B. in Kanälen, Reservoirs und Biogasanlagen.

2. Leistungsmerkmale der glatten Geomembran

2.1 Glatte Geomembran – Hoher Anti-Sicker-Koeffizient

Die HDPE-Glattgeomembran zeichnet sich durch eine hervorragende Sickerschutzleistung aus, die herkömmliche Abdichtungsmaterialien deutlich übertrifft. Ihr niedriger Wasserdampfdurchlässigkeitskoeffizient (K ≤ 1,0 × 10⁻¹³ g·cm/cm²·s·Pa) gewährleistet hervorragende Dichtigkeit und eignet sich daher ideal für anspruchsvolle Eindämmungsanwendungen. Dank ihrer hohen Zugfestigkeit und erstaunlichen Elastizität passt sich die Membran optimal an Dehnungen oder Schrumpfungen des Untergrunds an und gleicht ungleichmäßige Bodensetzungen effektiv aus. So bleibt sie eine undurchlässige Barriere gegen Flüssigkeitswanderung.

2.2 Glatte Geomembran – Hervorragende Alterungsbeständigkeit

Die glatte HDPE-Geomembran ist mit Anti-Aging-, UV- und oxidationsbeständigen Additiven ausgestattet und ermöglicht so eine langfristige Nutzung im Freien ohne Abbau. Diese robuste Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse und Umweltbelastungen ermöglicht dem Material eine Lebensdauer von 50 bis 70 Jahren und ist somit eine zuverlässige Lösung für langfristigen Umwelt- und Strukturschutz.

2.3 Glatte Geomembran – Hohe mechanische Festigkeit

Glatte Geomembranen zeichnen sich durch hervorragende mechanische Eigenschaften aus und weisen eine Zugfestigkeit von bis zu 28 MPa bei Bruch und eine Bruchdehnung von bis zu 700 % auf. Diese Eigenschaften bieten optimale Robustheit und stellen sicher, dass die Membran Belastungen, Bodenbewegungen und äußeren Kräften standhält, ohne zu reißen oder zu brechen.

2.4 Glatte Geomembrane – Widerstand gegen das Eindringen von Pflanzenwurzeln

Die HDPE-Glattgeomembran weist eine hervorragende Durchstoßfestigkeit auf und widersteht so dem Eindringen von Pflanzenwurzeln. Dies macht sie zur idealen Auskleidung für Anwendungen wie Deponien, Gründächer und organische Abwasserteiche, wo das Pflanzenwachstum die strukturelle Integrität beeinträchtigen kann.

2.5 Glatte Geomembran – Ausgezeichnete chemische Stabilität

Glatte Geomembranen bieten eine hervorragende chemische Beständigkeit und Stabilität und bleiben auch bei Einwirkung einer Vielzahl von Chemikalien wie Säuren, Laugen, Salzen, Öl, Teer und Asphalt intakt. Sie funktionieren zuverlässig bei extremen und niedrigen Temperaturen und sind korrosionsbeständig gegenüber über 80 Arten starker Säuren und Laugen. Daher eignen sie sich ideal für den Einsatz in Chemikalienrückhaltebecken, der industriellen Abwasserbehandlung und auf Sondermülldeponien.

2.6 Glatte Geomembrane – Schnelle und effiziente Installation

Die hohe Flexibilität des Materials und seine Verfügbarkeit in verschiedenen Stärken und Rollengrößen ermöglichen eine schnelle Anpassung an individuelle Bauanforderungen. Die Installation erfolgt in der Regel mittels Heißschmelzschweißtechnik, die stabile, dichte Nähte gewährleistet. Dieses Verfahren ermöglicht eine hohe Baugeschwindigkeit, eine verbesserte Installationsqualität und einen geringeren Arbeitsaufwand und trägt so zur Gesamteffizienz des Projekts bei.

2.7 Glatte Geomembrane – Niedrige Kosten mit hohem wirtschaftlichen Nutzen

Die Herstellung von glatten Geomembranen umfasst fortschrittliche Fertigungsverfahren, die die Wasserbeständigkeit verbessern und gleichzeitig die Materialkosten senken. Im Vergleich zu herkömmlichen Abdichtungsmethoden bietet es eine kostengünstigere und umweltfreundlichere Lösung. In vielen Anwendungen kann der Einsatz von glatten Geomembranen die Gesamtkosten des Projekts um bis zu 50 % senken, dank geringerem Materialverbrauch, schnellerer Installation und reduziertem Wartungsaufwand.

2.8 Glatte Geomembran – Sicherer und umweltfreundlicher Schutz vor Durchsickern

Die Smooth Geomembrane wird aus 100 % reinem HDPE-Harz hergestellt und basiert auf physikalischen Dichtheitsprinzipien. Das bedeutet, dass während der Nutzung keine schädlichen Nebenprodukte freigesetzt werden. Sie ist eine ungiftige, umweltfreundliche Auskleidung, die sich insbesondere für sensible Anwendungen wie Aquakultur, Trinkwasserspeicherteiche und lebensmittelbezogene Wasserrückhaltesysteme eignet, bei denen Sicherheit und Reinheit von entscheidender Bedeutung sind.

3. Welche Anwendungen gibt es für glatte Geomembranen?

Glatte Geomembranen sind vielseitig einsetzbare, undurchlässige Dichtungsbahnen, die aufgrund ihrer hervorragenden chemischen Beständigkeit, Haltbarkeit und Flexibilität in verschiedenen Branchen weit verbreitet sind. Sie spielen eine wichtige Rolle im Umweltschutz, bei der Wassereinsparung und bei der strukturellen Integrität. Nachfolgend sind einige ihrer wichtigsten Anwendungsbereiche aufgeführt:

3.1 Glatte Geomembran für Deponieabdichtungen

In der Abfallwirtschaft dient die Geomembran als wichtige Barriere in HDPE-Deponieabdichtungssystemen, sowohl an der Basis als auch auf der Abdeckung. Sie verhindert, dass Sickerwasser – eine potenziell gefährliche Flüssigkeit aus verrottenden Abfällen – in den umgebenden Boden und das Grundwasser eindringt. In Kombination mit geosynthetischen Tondichtungsbahnen oder Geotextilien bietet sie eine robuste Abdichtungslösung, die strengen Umweltvorschriften entspricht und die langfristige Stabilität der Deponie gewährleistet.

3.2 Glatte Geomembran für Teichfolien und Reservoirs

Glatte Geomembranen werden üblicherweise als Teich- und Reservoirauskleidung verwendet, um Wassereintritt zu verhindern, Ressourcen zu schonen und die Wasserqualität zu erhalten. Sie eignen sich ideal für landwirtschaftliche Teiche, Bewässerungsspeicher, Freizeitseen und Regenrückhaltebecken und bieten eine gute Lösung zur Begrenzung des Wasserverlusts durch Infiltration. Dank ihrer Beständigkeit gegen UV-Strahlung und Wurzeldurchdringung eignen sie sich sowohl für offene als auch für unterirdische Installationen.

3.3 Glatte Geomembran für den Bergbau

Im Bergbau ist die glatte Geomembran für die sichere Eindämmung von Prozessflüssigkeiten, chemischen Lösungen und Rückständen unerlässlich. Sie wird in Haldenlaugungsbecken, Lösungsteichen, Abfallrückhaltezellen und Absetzbecken eingesetzt, um das Entweichen giftiger Elemente zu verhindern, die die umliegenden Ökosysteme schädigen könnten. Die hohe chemische Beständigkeit des Materials und seine Fähigkeit, strengen Umweltauflagen standzuhalten, machen es zu einer branchenüblichen Lösung für die Bergbauabfallbewirtschaftung.

3.4 Glatte Geomembranen für landwirtschaftliche Anwendungen

Glatte Geomembranen werden in der Landwirtschaft häufig zur Auskleidung von Bewässerungskanälen, zur Eindämmung von Güllebecken und zur Wasserspeicherung eingesetzt. Sie helfen, Wasserverlust und Bodenerosion vorzubeugen und dienen gleichzeitig als zuverlässige Barriere für Gülle- und Jauchegruben und schützen die Umwelt vor nährstoffreichem Abfluss. Ihre Robustheit und einfache Installation machen sie ideal für den langfristigen landwirtschaftlichen Einsatz in kleinen landwirtschaftlichen Betrieben und großen Industriebetrieben.

3.5 Glatte Geomembran für Tiefbauprojekte

Im Tiefbau wird die Glatte Geomembrane in verschiedenen Infrastrukturprojekten eingesetzt, um die Abdichtung und Bodenstabilität zu verbessern. Typische Anwendungen sind Kanal- und Dammauskleidungen, Tunnelabdichtungen, der Schutz unterirdischer Gewölbe und die Verstärkung von Straßenuntergründen. Durch ihre Barrierewirkung gegen Feuchtigkeit und Chemikalien verlängert sie die Lebensdauer von Bauwerken und verhindert Erosion oder Bodenabsenkungen in schwierigen Umgebungen.

4. Reibungslose Geomembran-Schweißinstallation

4.1. Der Schweißvorgang einer Heizkeilschweißmaschine gliedert sich in: Einstellen des Drucks, Einstellen der Temperatur, Einstellen der Geschwindigkeit, Prüfen der Schweißüberlappung, Einlegen der Membran in die Maschine, Starten des Motors, Schweißen unter Druck.

4.2. An den Verbindungsstellen darf sich kein Öl oder Staub befinden. Der Überlappungsbereich der HDPE-Geomembran darf nicht mit Schlamm, Sand oder anderen Ablagerungen verstopft sein. Sollten Ablagerungen vorhanden sein, müssen diese vor dem Schweißen gereinigt werden.

4.3. Zu Beginn des Schweißvorgangs muss täglich eine 0,9 mm × 0,3 mm große Probe vor Ort geschweißt werden. Die Überlappungsbreite darf nicht weniger als 10 cm betragen. Die Schäl- und Scherprüfungen müssen vor Ort mit einer Zugprüfmaschine durchgeführt werden. Nach der Qualifizierung der Probe können die zu diesem Zeitpunkt eingestellten Geschwindigkeiten, Druck und Temperatur für ein korrektes Schweißen verwendet werden. Datum, Uhrzeit und Umgebungstemperatur müssen auf der Probe vermerkt sein. Während des Schweißvorgangs mit dem Heizkeilschweißgerät ist stets auf die Funktion des Schweißgeräts zu achten. Geschwindigkeit und Temperatur müssen entsprechend der tatsächlichen Situation vor Ort angepasst werden.

4.4. Die Schweißnähte müssen sauber und schön sein und dürfen keine Schlupf- oder Sprungschweißnähte aufweisen.

4.5. Wenn die Länge der Geomembran nicht ausreicht und sie in Längsrichtung gespleißt werden muss, sollte zuerst die Querschweißnaht und dann die Längsschweißnaht geschweißt werden. Die Querschweißnähte sollten T-förmig sein, wenn der Abstand größer als 50 cm ist. Kreuzförmige Schweißnähte sollten nicht zulässig sein.

4.6. Die Schweißnähte benachbarter Geomembranen sollten versetzt und möglichst überlappend sein. Die zwischen den Membranblöcken gebildeten Knoten sollten T-förmig sein, wobei die Kreuzform minimiert werden sollte. Die Kreuzungspunkte der Längsschweißnähte sollten mit einem Extrusionsschweißgerät verstärkt werden.

4.7. Beim Schweißen der Membran dürfen keine toten Falten entstehen. Beim Verlegen der HDPE-Geomembran sollten die durch Temperaturänderungen verursachten Ausdehnungs- und Kontraktionsverformungen entsprechend dem lokalen Temperaturänderungsbereich und den Leistungsanforderungen der HDPE-Geomembran berücksichtigt werden.

4.8. Wenn die vom Temperaturregler des tragbaren Schweißgeräts angezeigte Temperatur unter 200 °C liegt, sollte das Schweißgerät vor dem Schweißen mit einem sauberen Tuch oder Baumwollgarn abgewischt werden. Bei Bedarf sollte es erneut poliert werden und nicht von Hand abgewischt werden.

4.9. Wenn die Verbindungen durch Kondensation, Feuchtigkeit, Schlamm und Sand usw. beeinträchtigt sind, sollten sie vor dem Schweißen behandelt werden.

4.10. An Regentagen oder wenn sich Feuchtigkeit, Tau oder starker Sand in den Fugen befindet, dürfen keine Schweißarbeiten durchgeführt werden, es sei denn, es werden Schutzmaßnahmen ergriffen.

4.11. Bei Temperaturen unter 5 °C dürfen keine Bauarbeiten gemäß den Spezifikationen durchgeführt werden. Falls Bauarbeiten erforderlich sind, muss das Schweißgerät vor dem Schweißen vorgewärmt werden.

4.12. Während des Schweißvorgangs der Extrusionsschweißmaschine sollte der Schieber des Pistolenkopfes regelmäßig überprüft werden. Bei starkem Verschleiß sollte der Schieber rechtzeitig ausgetauscht werden, um eine Beschädigung der Membranoberfläche zu vermeiden.

4.13. Beim Schweißen von Geomembranen sollte zur Stromversorgung ein Generator mit guter Spannungsstabilisierungsleistung verwendet werden. Unter besonderen Umständen muss bei der Nutzung von lokalem Strom ein Spannungsstabilisator verwendet werden.

5. Zusammenfassung

Glatte Geomembranen sind vielseitige und leistungsstarke Materialien, die im Tiefbau, im Umweltschutz, in der Wasserwirtschaft und in zahlreichen anderen Industriezweigen eine zentrale Rolle spielen. Sie bieten wichtige Funktionen wie Abdichtung, Sickerwasserschutz, Isolierung und Sicherheit in einer Vielzahl von Infrastruktur- und Umweltprojekten. Dank ihrer Langlebigkeit, chemischen Beständigkeit und langen Lebensdauer eignen sich Geomembranen ideal für Anwendungen, bei denen langfristige strukturelle Integrität und Umweltsicherheit entscheidend sind. Ihr Einsatz kann die Lebensdauer von Ingenieurbauwerken deutlich verlängern, die Instandhaltungskosten senken und zur Nachhaltigkeit allgemeiner Projekte beitragen.

Glatte Geomembranen sind besonders wertvoll für Fachleute wie Bauingenieure, Umweltingenieure und Wasserressourcenspezialisten sowie für Entscheidungsträger und Auftragnehmer in den Bereichen Kommunalbau, Bauwesen und Abfallwirtschaft. Durch die Wahl der richtigen Geomembranlösung können diese Fachleute die Arbeitssicherheit gewährleisten, Umweltstandards einhalten und nachhaltige Verbesserungsziele unterstützen.

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