مقاومت اتصالات آب­بند الاستومری لوله در مقابل نفوذ ریشه درختان

آیا نفوذ ریشه می­تواند تحت تاثیر ماده اولیه لوله و یا پوشش گیاهی باشد یا خیر؟ آیا تفاوت در شرایط آب و هوایی و یا پوشش گیاهی می­تواند در الزامات موجود لوله ­ها تاثیرگذار باشد یا خیر؟…
به طور کلی گفته می­شود که توانایی اتصالات اورینگی لوله در مقابل نفوذ ریشه عموما ناشی از فشار تماسی است که از آب­بند به لوله اعمال می­شود. به عبارت دیگر اگر فشار تماسی به اندازه کافی بالا باشد، ریشه نمی­تواند از آب­بند عبور و به درون لوله نفوذ کند. به همین علت استاندارد­های محصول مانند پلی­وینیل­کلراید سخت (UPVC) و لوله ­های سفالی لعابدار (VC) حداقل فشار تماسی را مشخص کرده است.

در استاندارد UPVC، الزامات فشار تماسی را برای حداقل ۳۰ سال تعیین کرده است. در سال­های اخیر، بررسی­های گسترده­ای توسط CSIRO و Iplex برای تعیین اینکه چه عوامل دیگری ممکن است بر توانایی اتصالات لوله ­ها برای مقاومت در برابر نفوذ ریشه تاثیر بگذارد، انجام شد. علاوه بر این مجددا حداقل فشار تماسی لازم برای ایجاد اتصالات با یکپارچگی بالا بررسی شد.

بخشی از این کار در راستای نیاز به یک استاندارد ترکیبی استرالیایی-نیوزیلندی برای لوله­های PVC در کاربردهای تخلیه و فاضلاب و دفع آغاز شد. این دو کشور الزامات متفاوتی برای فشار تماسی داشتند و به نظر می­رسید که پذیرش فقط یک الزام معقول باشد.  الزامات فشار تماسی در نیوزیلند تا حدودی پایین­تر از فشار تماسی در استرالیا است اما اتصالات لوله­هایPVC نیوزیلند دارای عملکرد خوب و موفقیت­آمیزی بوده­اند.

سوال اینجاست که آیا تفاوت در شرایط آب و هوایی و یا پوشش گیاهی می­تواند در این الزامات تاثیر­گذار باشد یا خیر؟ برنامه آزمون و نتایج در تعدادی از سخنرانی­ها و مقالات فنی آمده است. قسمت دوم این برنامه مقایسه تفاوت مواد لوله است که آیا نفوذ ریشه می­تواند تحت تاثیر ماده اولیه لوله و یا پوشش گیاهی باشد یا خیر؟
تعدادی از آزمایش­های عملی در مرکزFlora Black Hill آدلاید انجام شد. آزمایش­های اولیه با دو نوع پوشش گیاهی شامل چاودار با ریشه نرم و تجمعی و درخت چای(ملالوکا) با ریشه ضخیم که قادر است از درون ترک­های کوچک نفوذ کند و ترک­ها را با رشد ثانویه گسترش دهد، انجام شد. در تمام موارد گیاهان در یک فضای محدود رشد می­کنند تا اطمینان حاصل شود که محل اتصالات با سیستم ریشه به چالش کشیده می شوند. در درون لوله آزمونه،  با محلول هیدروپونیک پر می­شود تا ریشه گیاهان برای نفوذ به درون محل اتصال تحریک شوند. گیاهان در حالتی نگه داشته می­شوند که آب و مواد مغذی کافی برای زنده ماندن داشته باشند اما نه به حدی که انگیزه­ای برای جستجوی بیشتر آب وجود نداشته باشد.

برنامه آزمون و نتایج:
۱٫ مونتاژ عمودی
۳۶ مجموعه لوله PVC در سایزهای ۱۱۰ و ۱۵۰ در دو منطقه با پوشش چاودار و یا ملالوکا (درخت چای) در سه حالت با سه نوع آب­بند الاستومری کار گذاشته شد. علیرغم رشد زیاد، ریشه­ها از هیچ آب­بندی نفوذ نکردند حتی آنهایی که دارای سطح تماسی بیشتر و یا فشار تماسی کمتر نسبت به الزامات ذکر شده در استاندارد AS 1260- 1984 استرالیا بودند.
۲٫ مونتاژ افقی
۲٫۱٫ فاصله بین  دهانه مادگی و نری اتصال   PVC
پیشنهاد شده است که مقاومت در برابر نفوذ ریشه ممکن است به فاصله بین نری و مادگی اتصال آب­بند الاستومری مربوط باشد . یک مجموعه از نصب با هر دو گونه گیاهی اما در شکل افقی و با افزایش فاصله بین دهانه مادگی و نری مجددا تست شد. حتی زمانی که فاصله بین نری و مادگی از ۲/۰ به ۷/۳ میلیمتر افزایش می­یابد، ریشه­های چاودار و ملالوکا به درون محل اتصال لوله PVC نفوذ نمی­کند و نتیجه شد که این عامل نمی­تواند در عملکرد محل اتصال تاثیرگذار باشد.
۲٫۲٫ اتصال  PVC با فشار تماسی کاهش یافته
این لوله ­ها دارای مادگی­هایی بودند که برای فشارهای تماسی کمتر از ۱۰% مشخصات فعلی، ماشین­کاری شدند. این محل­های اتصال به مدت ۵/۳ سال در معرض ریشه­های ملالوکا قرار گرفتند. هیچ نفوذ ریشه­ای در هر یک از اتصالات PVC مشاهده نشد. با این حال نفوذ در برخی محل­های اتصال  با فشار تماسی که  تا ۰۴/۰-۲/۰MPA کاهش یافته بود، (در مقایسه با حداقل فشار مشخص شده ۴/۰ (MPAمشاهده شد. یک مورد در فشار تماسی ۳۸/۰  MPA برای مقاومت در برابر نفوذ مشاهده شد، زمانی که نری با فشردگی بین دو صفحه موازی حدود ۵/۷% قطر خارجی منحرف شد.
۲٫۳٫ لوله ­های سفالی
لوله ­های VC تقریبا در تمامی موارد (۷ مورد از ۸ اتصال) در طول ۳۲ ماه زمانی که با ملالوکا تست شد، دچار نفوذ شد. تجربه با سری دوم اتصالات PVC نشان می­دهد نفوذ ریشه در اتصالات VC نمی­تواند به دلیل طراحی باز مادگی(فاصله بین نری و مادگی در اتصال) باشد. نتیجه این شد که زبری سطح و تخلخل مواد لوله باعث ایجاد عملکرد ضعیف و فاکتوری مهم برای نفوذ ریشه است.
۲٫۴٫ لوله ­های فایبرگلاس (FRC)
لوله ­های FRC با قطر خارجی ۱۰۰ میلیمتر انتخاب شدند. اینها به صورت افقی با گیاهان ملالوکا تست شدند. با وجود داشتن سطح تماس گسترده و فشار تماسی بالا، ۳ مورد از ۸ اتصال نفوذ ریشه در لوله را در طول ۳۲ ماه نشان داد.
عملکرد محل اتصال  FRC در مقایسه با  PVC ضعیف بود اما نسبت به لوله ­های سفالی بهتر بود. نتیجه این شد که علاوه بر اینکه زبری سطح، تخلخل و طراحی اتصال نقش مهمی را ایفا می­کند، Phمواد لوله می­تواند فاکتور مهمی باشد. محلول در لوله FRC قلیایی با Ph بزرگتر از ۹  است. که این محلول قلیایی طی شستشو با نفوذ از میان لوله ­ها ، رشد ریشه­ها را در مقایسه با  لوله ­های VC کاهش می­دهد.
۲٫۵٫ لوله ­های سفالی با اتصالات پلاستیکی و آب­بندهای الاستومری
اتصالات رینگی لوله­ های سفالی  با اتصالات آب­بند الاستومری هستند، جایگزین شدند که از یک پلی­اولفین مانند پلی­پروپیلن ساخته شده است. شواهدی وجود دارد که نشان می­دهد این لوله­ ها با وجود این جایگزینی باز هم نفوذ ریشه را تجربه می­کنند و با عملکرد ضعیف در آزمون­ها، مزایای طولانی مدت ارائه نمی­دهد.

نتایج:
به عنوان پیامدی از این آزمون­ها نتیجه شد که در رابطه با بحث نفوذ ریشه اتصالات آب­بند الاستومری  PVC عملکرد بهتری نسبت به اتصالات FRC و  VCدارند.
الزامات فشار تماسی استاندارد دو کشور استرالیا و نیوزلند براساس استاندارد مورد قبول نیوزلند پایه گذاری شد.
نتایج مربوط به اتصالات PVC نشان می­دهد، الزامات فشار تماسی در استاندارد AS/NZS1260:2002 مقداری محافظه­کارانه بوده و هیچ پیشنهادی برای کاهش الزامات وجود ندارد.
زبری سطح و تخلخل لوله ­های VC و  FRCسهم بالایی در سهولت نفوذ ریشه از اتصالات آب­بند الاستومری دارند.
اتصالات لوله FRC نسبت به VC بهتر عمل می­کنند اما نمی­توانند به خوبی  PVC باشد.

 

شکل ۱- نصب افقی با ۵/۷ درصد انحراف که به بخش نری از طریق ۲ صفحه فولادی موازی اعمال می شود.

شکل ۲- دو مونتاژ افقی با ۵/۷ درصد انحراف به کار گرفته شد و برای دفن آماده گردید.

شکل ۳- نصب افقی در نهال­های ملالوکا

شکل ۴- نصب در گیاه چاودار

شکل ۵- ریشه ملالوکا در اطراف محل اتصال

شکل ۶- برش  PVC مونتاژ شده با اره

شکل ۷- رشد ریشه ملالوکا در شکاف مادگی اتصالات  PVC

شکل ۸- مقطع عرضی  PVC مونتاژ شده  نشان می­دهد که ریشه به درون اتصال نفوذ نداشته است.

شکل ۹- اتصال رینگی  VC که ریشه از طریق آب­بند به درون لوله نفوذ کرده است.

شکل ۱۰- اتصالات لوله  VCبا کوپلینگ پلاستیکی که نفوذ ریشه بالایی را نشان می­دهد.

منبع: وبسایت انجمن تولیدکنندگان لوله و اتصالات (PVC (pvc-asso.ir

 

مقاومت اتصالات آب­بند الاستومری لوله در مقابل نفوذ ریشه درختان

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *