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Spezifisches Anwendungsszenario
Eine Kupfermine in der Atacama-Wüste in Chile produziert Abraumschlämme mit einem konstant niedrigen pH-Wert von 2–4 (stark sauer) und löslichen Metallionen. Für das Projekt war der Bau eines 50 Hektar großen Abraumhaldenbeckens mit einer geplanten Nutzungsdauer von 30 Jahren erforderlich. Die zentrale Herausforderung bestand darin, eine absolut zuverlässige Primärabdichtung zu finden, die den kombinierten Belastungen durch intensive UV-Strahlung (in 3000 m Höhe), erhebliche tägliche Temperaturschwankungen (–5 °C bis 30 °C) und chemische Korrosion standhält, um zu verhindern, dass giftiges Sickerwasser das darunterliegende Grundwasser verunreinigt.
Lösungs- und Langzeitleistungsdaten
Nach strengen Tests der chemischen Verträglichkeit wählte das Projekt ein 1,5 mm dicke, strukturierte HDPE-Geomembran als primäre Auskleidung. Die strukturierte Oberfläche bot einen hohen Grenzflächenreibungswinkel von bis zu 30 Grad und gewährleistete so die Stabilität auf 1:2,5 (H:V)-Hängen.
Materialspezifikation: Reines Polyethylenharz hoher Dichte, Dichte ≥0,940 g/cm³, mit 2,5 % Rußanteil zur Erhöhung der UV-Beständigkeit.
Nachweis der chemischen Beständigkeit: Beschleunigte Immersionsversuche im Labor zeigten, dass die Membran nach 18 Monaten in einer simulierten Abraumlösung (pH=2) bei 40°C noch über 95% ihrer ursprünglichen Zugfestigkeit und Bruchdehnung aufwies.
Qualitätskontrolle der Schweißarbeiten vor Ort: Alle Nähte wurden im Doppelschweißverfahren ausgeführt und einer 100%igen zerstörungsfreien Druckkanalprüfung unterzogen. Zusätzlich wurden alle 500 Meter zerstörende Scher- und Schälprüfungen durchgeführt. Alle Schweißer verfügten über internationale Zertifizierungen.
Ergebnisse der Fünfjahresüberwachung: Durch eine installierte Leckageerkennungsschicht und regelmäßige Grundwasserqualitätsüberwachung konnten keine anomalen Schwankungen im stromabwärts gelegenen Grundwasserleiter festgestellt werden, was ein leckagefreies Rückhaltesystem bestätigt.
Vergleichende Analyse: Warum andere Materialien nicht ausgewählt wurden
| Alternative Option | Primäres Risiko in diesem Szenario | Schlussfolgerung im Vergleich zur HDPE-Geomembran |
| LLDPE-Geomembran | Etwas geringere chemische Beständigkeit (insbesondere im Hinblick auf Spannungsrisse), wodurch ein höheres Risiko bei langfristigem Kontakt mit starken Säuren und Metallionen entsteht.
| Nicht geeignet. Unzureichende langfristige Chemikaliensicherheit. |
| PVC-Geomembran |
Weichmacher können in sauren Umgebungen wandern, was zu Materialversprödung und einem starken Abfall der Durchstoßfestigkeit führt.
| Nicht geeignet. Fundamentaler Fehler in der chemischen Verträglichkeit. |
| Verdichtete Tonauskleidung |
Saures Sickerwasser verändert die Tonmineralstruktur und führt dazu, dass sich die hydraulische Leitfähigkeit innerhalb weniger Jahre um mehrere Größenordnungen erhöht.
| Nicht geeignet. Kann nicht als alleinige, zuverlässige Barriere dienen. |
| 1,0 mm HDPE-Geomembran |
Geringere Widerstandsfähigkeit gegen Spannungskonzentrationen durch Setzungsunterschiede und Durchstoßrisiken während der Bauphase
| Eine Dicke von 1,5 mm ist eine robustere Wahl.wodurch ein größerer Sicherheitsspielraum gewährleistet wird. |
Abschluss
Für Absetzbecken in extremen chemischen Umgebungen gilt die 1,5 mm dicke, texturierte HDPE-Geomembran weltweit als bewährter Goldstandard. Ihr Erfolg beruht nicht nur auf der überlegenen chemischen Beständigkeit und UV-Stabilität des Materials, sondern auch auf dem umfassenden Qualitätskontrollsystem, das die Zertifizierung der Rohstoffe, die Schweißverfahren und die Integritätsprüfung umfasst. Bei der Beschaffung solch kritischer Materialien ist es unerlässlich, vollständige Rückverfolgbarkeitsberichte und Daten zur chemischen Verträglichkeit speziell für das jeweilige Projektmedium anzufordern.
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