Geofizikai-, geotechnikai szolgáltatások
és geoelektromos műszerek
Tel: 36-1-271-0047, 271-0048
Fax: 36-1-306-3158
E-mail:

Vezető geotextília alkalmazhatóságának vizsgálata

A fejlesztés célja:

A geoelektromos monitoring rendszer zöldtetőkhöz történő alkalmazásának az Építésügyi Minőségellenőrző Innovációs Kht-val közösen végzett tesztelése során felmerült az a probléma, hogy a monitoring rendszer érzékelői az épület födémének kiszáradása miatt olyannyira száraz környezetbe kerülnek, hogy az érzékelők közötti elektromos vezetés megszűnik, így a mérés ellehetetlenül, mivel a monitoring rendszer alapvető működésének feltétele az elektromos vezetés.

Ugyanez a probléma merül fel a veszélyes hulladék lerakókhoz épített monitoring rendszereknél abban az esetben, ha a törvény által előírt két rétegű HDPE fólia szigetelés közé nem kavics szivárgó réteget építenek be, hanem műanyag hálós kialakítású vagy egyéb drén rendszert alkalmaznak. Így a fólia hibák kimutatása -ami a monitoring rendszer alapvető feladata- nagyon nehéz, szerencsétlen esetben lehetetlen.

Fejlesztési célkitűzésünk egy olyan új rendszer kifejlesztése, mely a fenti körülmények között is biztosítja a monitoring rendszer működését, a letelepített érzékelőink közötti elektromos kapcsolatot, a minimálisan 0,05 mA áramerősség meglétét.

Előzmények:

A nemzetközi irodalom tanulmányozása során kiderült, hogy már Németországban is felmerült ez a probléma. A megoldáshoz elektromosan vezető geotextíliát alkalmaztak a monitoring rendszer kiépítéséhez. A vezető geotextília olyan anyag, amely véges elektromos ellenállással rendelkezik, és a monitoring rendszer működését biztosítja.

Sikerült kapcsolatba lépni a cseh JUTA gyár közvetítőjével, aki jelezte, hogy a JUTA hajlandó lenne próbagyártást végezni amennyiben várhatóan eladható lesz ez az anyag.

A próbagyártás eredményeképpen kaptunk egy mintadarabot, amelyen laboratóriumi kísérleteket végeztünk. A minta egy világos színű, polietilén szalagokból szőtt anyag amelybe 5x5 centiméteres hálóban fekete vezető polietilén szálakat szőttek bele. A fekete szálak elektromos ellenállása 300 kohm volt a méréseink szerint. Ez az ellenállás megfelelő a potenciál mérések végrehajtásához.

Laboratóriumi modell kísérletek:

A laboratóriumi modellen 5x5 centiméteres hálóban 64 érzékelőt szereltünk fel a vezető geotextíliára, úgy, hogy geotextília alatt is HDPE lemez volt, mint a következő képen látható. A modell egy zárt helyiségben volt felépítve, tehát tökéletesen száraz környezetben, ahol az elektromos vezetés nem jön létre.

Az első tesztelés során a fenti képen láthatóan a geotextíliára felszerelt érzékelők között egyszerű áramméréssel kívántuk a geotextília elektromos vezetését tesztelni. A mért áram 1 mA alatti érték volt, amit a terepi műszer nem tudott biztonságosan mérni, ezért azt át kellett alakítani, hogy az 1 mA-nél kisebb áramokat is biztonságosan mérje.

Miután a műszer átalakítás megtörtént, a mérés során 0,1-0,2 mA áramot regisztráltunk az érzékelők között.

Következő lépésként az érzékelők fölé helyeztünk egy HDPE fóliából készített medencét, amelyet feltöltöttünk vízzel. Az alapállapoti mérés során ugyanazokat az áramértékeket regisztráltuk, mint a medence felhelyezése előtt.

A fejlesztés igazolása során a kísérlet további folytatásában a vízzel feltöltött HDPE medencén egy tűvel lyukat készítettünk és valós hibakereső mérést hajtottunk végre. A fenti előző ábrán a piros kereszt jelöli a lyuk helyét. Az alábbi ábrán pedig a mérési eredményt mutatjuk be, mind horizontális, mind vertikális dipólok esetére.

A piros színnel jelölt pozitív és a kékkel jelölt negatív tartományok elválasztó vonalának metszése adja ki a hiba helyét, ami jó egyezést mutat az előző ábrán a piros kereszttel jelölt lyuk hellyel.

Az előzőek alapján megállapíthatjuk, hogy a kitűzött célt elértük mivel a monitoring rendszerünk kettő HDPE fólia között tökéletesen működött, hiszen a mérések alapján a fólián mesterségesen készített hibahely pontosan kijelölhető. Az egyre száradó födémnek az elektromosan tökéletesen szigetelő fóliánál minden esetben jobbak az elektromos vezető tulajdonságai.

Alkalmazás valós körülmények között:

A sikeres laboratóriumi kísérlet után a vezető geotextíliát valós körülmények között egy jelenleg folyó munka során teszteltük. Egy 4000 m2 területű veszélyes hulladéklerakón készítünk monitoring rendszert. A lerakó terveiben a rétegrend szerint a két fólia között egy 1200 g/m2-es geotextília lesz beépítve, ami elektromosan nem vezető anyag, tehát a monitoring rendszer működéséhez elengedhetetlenül szükséges a vezető geotextília. Az alábbi képen látható a geotextília beépítésének folyamata.

A geotextília lefektetése után 5x5 méteres hálóban rászereltük a monitoring rendszer érzékelőit a vezető geotextíliára. A vezetékek folytonosságát és a forrasztások minőségét ellenállás méréssel leellenőriztük.

Minden vezeték és forrasztás tökéletes minőséget mutatott.

A rétegrend további építését a Megrendelő másik alvállalkozója végezte el.

Az 1200 g/m2-es geotextília lefektetése után végeztünk mérést az érintkezők között átfolyó áram detektálására. Az alábbi ábrán mutatjuk be a mérés eredményét:

A mérés időpontjában a lerakó teljes felülete tökéletesen száraz volt, tehát az érzékelők között a nedvességtartalom hatására áram nem folyhatott.

A fenti ábrát tanulmányozva látható, hogy a vezető geotextília hatására az áram vezetés a teljes felületen kialakul, a rézsűkön csökkenő tendenciát mutat.

Összegzés:

A fenti eredmény alapján megállapíthatjuk, hogy a vezető geotextília kielégíti a vele szemben támasztott követelményeket, mivel tökéletesen száraz környezetben is biztosítja az elektromos vezetést a geoelektromos monitoring rendszer érzékelői között, ami a monitoring rendszer működésének elengedhetetlen feltétele.