膜结构在污水处理厂中的应用
发布时间:2015年4月3日 点击数:7387
相当数量的污水处理厂的厌氧池、污泥浓缩池、生物絮凝池等建于居民区、厂区的周边，污水池的环境、风貌及污水臭味等直接影响人们的工作生活和健康。
阳光板加盖2年后变脆开裂
玻璃板加盖内景，钢结构易被腐蚀
实验包括：
（一） 超长时间浸泡在NH3和H2SO4的不同水溶液中；
（二） 在浸泡之前和之后检测抗拉强度的变化，以评估面料的机械性能的变化；
（三） 抗水解作用：严格按照NFG37122（欧洲标准水解稳定性实验, NFG37122），经过以上防腐试验的验证，能提供详细的防腐耐久性报告，具有15年的品质保证。
（1）自重轻 氟碳纤膜自重一般只有1kg/m2左右，属于轻质高强的材料，对于大跨度的池体如沉淀池等尤为适合，从最大程度上减小了覆盖材自重荷载的影响。另外阳光板和玻璃钢板需要大量的檩条支承，而膜是通过预力张拉体现结构行为的材料，因此可以做到较大跨度而中间不需要任何支撑杆件，这样钢构件的自重也大为减小。
（2）风载取值 膜体系的形状多为圆锥体，而且由于气体收集的要求整体都为封闭的，风会从曲线的膜面滑过，参照《建筑结构荷载规范》中的规定它的体形系数值在0.5~0.8，风洞试验的数据则更小些，这样从体型上削弱了风载对结构的影响。处于温州地区的圣雄皮业污水池采用了钢支承反吊膜结构，刚刚经历了今年最强的台风“海葵”，结构完好无损，也充分体现了它的抗风优势。
（3）雪荷载 氟碳纤膜结构是属于张拉体系，必须形成比较大的负高斯双曲面才能使预应力有效施加，因此膜面必须有大的高差，即能形成相对大的坡度。另外膜的表面十分光滑，使雪能很难堆积在膜面上，积雪系数可根据高差参照《建筑结构荷载规范》进行选取，也可有条件自行做滑雪试验。
（4）地震作用（活荷载） 由于膜自重很小，而且结构属于柔性体系，自振周期长，根据公式地震惯性力I(t)＝－m[?g(t)+ ?(t)]，可见当质量m较小，自振周期t较大时，地震作用很小，因此可以大幅度地减少地震作用的影响。
（5）结构设计使用年限：可按照《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）中2,3项类别设计，安全使用年限可参照《民用建筑设计通则》中三级耐久年限考虑,即使用寿命在25～50年.并且结构设计施工公司可根据设计要求出具荷载/内力计算书,等计算证明文件.确保结构在理论上的安全稳定.
板材物理力学性能如下：
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项目名称 |
单位 |
板材厚度 |
指标值 |
测试方法(ASTM)备注 |
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比重 |
g/cm3 |
1.2 |
D-792 |
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冲击强度(Izod,缺口) |
J/m |
>850≥≥ |
D-256 |
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拉伸屈服强度 |
MPa |
≥60 |
D-256 |
|
|
拉伸断裂强度 |
MPa |
≥70 |
D-638 |
|
|
屈服伸长率 |
% |
≥6 |
D-638 |
|
|
断裂伸长率 |
% |
>100 |
D-638 |
|
|
压缩强度 |
MPa |
>75 |
D-695 |
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|
弹性模量 |
MPa |
2400 |
D-638 |
|
|
热膨胀系数 |
1/oC |
6.7×10-5 |
D-696 |
|
|
导热系数 |
W/m·K |
0.2 |
D-177 |
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|
热变形温度(负荷1.81MPa) |
℃ |
135 |
D-648 |
|
|
落锤冲击强度 |
J |
6mm |
2.1 |
(ASTM D-3029×锤头直径10mm) |
|
8mm |
2.0 |
|||
|
10mm |
2.44 |
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|
透光率(无色透明板) |
% |
4mm |
82 |
(ASTM D-1003) |
|
6mm |
80 |
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|
8mm |
80 |
|||
|
10mm |
79 |
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玻璃钢板材质组成：不饱和聚脂树脂、玻璃纤维基布、引发剂、助剂、颜料糊等。玻璃钢厚度一般从3mm~7mm。
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玻璃钢板物理性能 |
|||
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序号 |
项 目 |
指 标 |
标 准 |
|
1 |
吸水率 |
＜0.5 |
GB1462-78 |
|
2 |
冲击强度KJ/㎡ |
＞5 |
GB1451-83 |
|
3 |
弯曲强度Mpa |
＞150 |
GB1449-83 |
|
4 |
弯曲弹性模量Mpa |
＞7000 |
GB1449-83 |
|
5 |
拉伸强度Mpa |
＞100 |
GB1447-83 |
|
6 |
拉伸弱性模量Mpa |
＞7000 |
GB1447-83 |
|
7 |
巴氏硬度 |
＞35 |
GB3854-83 |
高张力经纬向聚酯长丝为膜体系材料结构的受力部分，提供高强的结构性能；
聚合物表面处理为材料的防腐蚀部分，提供耐酸碱的性能；
PVDF涂层为表面处理是材料的外观部分，提供自洁性能 ；
膜材物理性能
|
项 目 |
数据值 |
试验方法 |
|
重量 |
1050(g/m2 ) |
NF EN ISO2286-2 |
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厚度 |
0.8 ~1(mm) |
NF EN ISO2286-2 |
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抗拉强度(经/纬) |
4400~5500(kn/5cm) |
NF EN ISO1421 |
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撕裂强度(纵向/横向) |
500 (kn/5cm) |
DIN 53-363 |
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防火测试 |
PASS |
NFPA 701 |
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透光率 |
6％ |
ASHRAE 74-1988 |
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反射率 |
78％ |
ASHRAE 74-1988 |
膜材技术数据
膜体结构设计可按照50年标准设计，膜材使用寿命应在15年以上，如达到使用年限后，可在原钢结构上，仅更换膜体，并不影响钢结构的继续使用。
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加盖结构 |
使用寿命 |
使用跨度 |
钢结构造价 （元/m2） |
覆盖材造价 （元/m2） |
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普通碳钢骨架（内侧）＋阳光板（外侧） |
2～4年 |
10米以内 |
200~250 |
100~150 |
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普通碳钢骨架（内嵌） ＋玻璃钢板（外侧） |
5~6年以上 |
8米以内 |
250左右 |
200~300 |
|
不锈钢骨架（内侧） ＋钢化玻璃（外侧） |
8～10年 |
15米以内 |
800~1000 |
250~500 |
|
普通碳钢骨架（外侧）＋膜体系（反吊） |
15年以上 |
70米以内 |
280~350 |
350~450 |
