GRI GM42: спецификация для высокоэффективных геомембран из ПВД (HDPE)

Предисловие от проекта "Геосинтетика для всех"

В рамках нашей рубрики «Большая статья» мы публикуем ключевые материалы  геосинтетической отрасли: о материалах, технологиях производства и применения, стандартизации и контроле качества, о людях и лидерах отрасли. Наша цель — сделать передовые знания доступными широкой аудитории заказчиков, проектировщиков и специалистов.

Сегодня мы представляем перевод статьи, посвящённой новому стандарту GRI GM42, разработанному Исследовательским институтом геосинтетических материалов (GSI). Эта спецификация является логическим развитием широко применяемого стандарта GRI GM13 и направлена на обеспечение повышенных эксплуатационных характеристик геомембран из полиэтилена высокой плотности (HDPE) для объектов с особыми требованиями к герметичности и долговечности.

К сожалению, отечественная практика пока не приблизилась к стандарту GRI GM13. Более того, действующий национальный стандарт ГОСТ Р 56586–2015 (фактически урезанная адаптация GM13) на сегодняшний день выполняется далеко не всеми производителями, если не сказать — единицами. Сейчас идёт процесс пересмотра и переиздания ГОСТ Р 56586, однако с учётом нерешённых и во многом системных проблем отрасли маловероятно, что обновлённый документ приблизится даже к уровню GM13, не говоря уже о GM42.

Отечественная отрасль геосинтетики переживает многолетнюю стагнацию. Внесение изменений только в ГОСТы не способно решить накопившиеся проблемы без глубокой перестройки: необходим новый подход к исследованиям, проектированию, производству и строительству объектов, особенно связанных с высокими экологическими и техногенными рисками.

На этом фоне знакомство с международными разработками, такими как GM42, имеет не только информационное, но и стратегическое значение. Оно позволяет осознать реальный уровень мировых требований и ориентиры, к которым отрасли в России предстоит стремиться.

Введение

Геомембраны из полиэтилена высокой плотности (HDPE) являются превосходными барьерами для предотвращения миграции загрязняющих веществ. Однако отрасль постоянно работает над созданием нового поколения полиэтиленовых решений, сочетающих повышенные эксплуатационные характеристики, технологичность и устойчивость.

Спецификация GRI GM13 («Стандартная спецификация методов испытаний, показателей и частоты испытаний для гладких и текстурированных геомембран из ПВД (HDPE)») с момента первого принятия в 1997 году была модифицирована более 18 раз. Она получила широкое признание и применение во многих странах мира. Протоколы испытаний и частоты тестирования регулярно обновлялись для поддержания актуальности. Тем не менее рынок барьерных решений значительно расширился по охвату и применению. Сегодня существует широкий спектр областей использования геомембран, которые сильно различаются по сроку службы, ожидаемым эксплуатационным характеристикам и необходимым свойствам.

Ограничения GRI GM13

Подход «один стандарт для всех случаев», оправданный в прошлом, уже не удовлетворяет потребности отрасли. Хотя теоретически значения GRI GM13 могут адаптироваться под разные применения, на практике это почти никогда не происходит. Более того, некоторые требования документа уже не соответствуют современному спектру задач.

Существуют разные пути и рецептуры, позволяющие соответствовать требованиям спецификации, и большинство из них действительно применимы для разных рынков. Однако часть производителей оптимизирует продукцию «под соответствие спецификации», а не под реальные условия эксплуатации. В долгосрочной перспективе это наносит ущерб всей отрасли геосинтетики.

Разработка GRI GM42

С учётом указанных проблем в GSI была разработана новая спецификация для высокоэффективных геомембран из ПВД (HP HDPE).

В 2018 году, после обсуждений на семинаре IGS в Мюнхене (Германия), в рамках GRI была создана рабочая техническая группа, чтобы выработать «спецификацию высокоэффективных геомембран».

Задача новой спецификации — установить требования для производственного контроля качества (MQC) геомембран HDPE, обладающих характеристиками, превосходящими GRI GM13. Это позволяет проектировщикам закладывать «премиальные» геомембраны в случае уникальных или особо ответственных требований. Результатом стала GRI GM42: Стандартная спецификация методов испытаний, показателей и частоты испытаний для высокоэффективных геомембран из HDPE, применяемых в экстремальных условиях.

Основные положения спецификации GRI GM42

• Область действия: геомембраны HP HDPE с плотностью не менее 0,945 г/см³, толщиной от 1,5 мм (60 mil) до 3,0 мм (120 mil).

• Охватывает как гладкие, так и текстурированные геомембраны.

• Установлен набор минимальных физических, механических и химических свойств.

• Полная спецификация доступна на сайте института: GRI-GM42 PDF.

HP HDPE геомембраны обеспечивают исключительную стойкость к:

• высоким температурам,

• агрессивным химическим веществам,

• истощению антиоксидантов,

• стресс-растрескиванию,

• а также обладают улучшенными механическими свойствами по сравнению с обычными HDPE.

Подготовка образцов для ускоренных испытаний

Все испытания на долговечность по GRI GM42 проводятся на образцах толщиной 0,25 мм (10 mil), изготовленных из тестируемых геомембран.

• Подготовка образцов стандартизирована в документе GRI GM40 (Практика подготовки образцов для ускоренных испытаний на окислительную стойкость полиолефиновых геомембран).

• Методика используется для ускоренной оценки долговечности продукта.

• Чем толще геомембрана, тем выше её долговечность. Применение тонкой плёнки обусловлено лишь целью ускорения испытаний и удобством контроля качества сырья.

Этапы ускоренных испытаний

1. Отжиг (annealing): образец выдерживается в воде при 85 °C в течение 48 ч, затем охлаждается до комнатной температуры (GRI GM41).

2. Выщелачивание в воде: используется деионизированная, деаэрированная вода; один образец погружается полностью в одному в ёмкость.

3. Ускоренные воздействия:

   • ASTM D5721 — старение в воздушной печи при 85 ± 2°C в течение 350 ч.

   • ASTM D7238 — воздействие УФ-излучения циклами 20 ч (всего 350 ч) УФ при 75°C + 4 ч конденсации при 60°C).

   • ASTM D5322 — выдержка в хлорированной воде (10 ± 1 мг/л, 50°C, 350 ч), с постоянным контролем концентрации хлора.

Цели и особенности применения HP HDPE

• Предназначены для объектов, где герметичность критична с экологической или экономической точки зрения.

• Оптимизированы по долговечности и сроку службы.

• Материал должен производиться только из специально разработанных смол, без применения рециклата или регранулята.

• Минимальная толщина — 1,5 мм (60 mil).

• Испытания долговечности более жёсткие и длительные, чем в GRI-GM13.

• Такие геомембраны рассчитаны на работу при температурах воды до 100 °C, включая условия с содержанием хлора.

Благодарности

Данная спецификация является результатом многолетней совместной работы производителей смол и геомембран. Авторы выражают признательность всем участникам, особенно членам GSI — владельцам, консультантам, госорганам и испытательным лабораториям — за вклад и комментарии.

Источник: Geosynthetics Magazine, 1 апреля 2025 г.
Авторы: Джордж Р. Кёрнер (директор GSI), Сэмюэл Аллен (вице-президент и директор TRI Environmental Inc.), Бойд Рэмси (CEO Ramsey Consulting LLC)