Основные свойства и показатели полимерных мембран
Показатели кровельных полимерных мембран
Высокая прочность и сопротивление ветровым нагрузкам
Прочность — важное свойство кровельной мембраны, которое определяет ее способность сопротивляться ветровым нагрузкам, а также тепловым и механическим воздействиям.
Прочностные свойства полимерных мембран на 95% обеспечиваются специальной армирующей сеткой и лишь на 5% определяются прочностью самого полимера.
Показатель, который позволяет определить прочность мембраны при разрыве. Данный показатель измеряется в Ньютонах (Н).
Минимальная прочность полимерных мембран ТЕХНОНИКОЛЬ составляет не менее 1100 Н на полосе шириной 5 см по всей площади материала. Особенно важным это является для систем с механическим креплением, когда крепежные элементы устанавливаются в край полотна мембраны.
Для оценки надежности кровельных систем с применением ПВХ мембраны LOGICROOF и крепежной системы ТЕХНОНИКОЛЬ были проведены испытания на сопротивление ветровой нагрузки в европейском научном институте BDA Keuringsinstituut B.
V., который более 30 лет проводит исследования в области строительства зданий.
Данные материалы успешно прошли испытания на сопротивление ветровой нагрузке по жесткой европейской методике ETAG 006, что подтверждает высокое качество и надежность ПВХ мембраны LOGICROOF и крепежной системы ТЕХНОНИКОЛЬ.
С заключением и протоколом испытаний можно ознакомиться на сайте www.logicroof.ru в разделе «Сертификаты и заключения».
Повышенная ударная прочность
Мембрана большей толщины имеет увеличенную ударную прочность, что позволяет повысить долговечность и надежность кровли при механических воздействиях.
Важным показателем, характеризующим надежность мембраны под воздействием механических воздействий, является ударная прочность.
Метод определения ударной прочности приведен в ГОСТ 31897-2011 (EN 12691): на образец мембраны, помещенной на твердое основание, с некоторой высоты сбрасывается груз сферической формы весом 500 (±5) грамм. Согласно методике определения ударной стойкости по гармонизированному ГОСТ 31897-2011 (EN 12691) в лаборатории LOGICROOF были проведены испытания образцов мембран разной толщины.
Полученные значения приведены на графике.
Для испытаний по данному методу используется серия из 5 образцов мембраны. Тестирование считается успешным, когда при проверке обнаруживается не более одного прокола. Если выявляется более одного прокола, то снижается высота падения груза до тех пор, пока результатом испытания не будет прокол только одного образца из серии.
Сопротивление воздействию выражается в высоте падения проникающего инструмента, выраженной в миллиметрах, при котором не происходит повреждения образца мембраны в четырех случаях из пяти.
Увеличение толщины мембраны с 1,2 мм до 1,5 мм приводит к увеличению ударной прочности с 500 мм до 800 мм. Для мембраны толщиной 2,0 мм этот показатель составляет 1500 мм.
Стойкость к тлению сигарет
Увеличение толщины мембранного покрытия с 1,2 до 1,5 мм позволяет избежать повреждений кровли, вызванных тлеющими сигаретами.
На образцах мембраны толщиной 1,2 и 1,5 мм были проведены испытания на определение стойкости к тлению сигарет.
Раскуренные до одной трети сигареты оставляли на образцах мембраны на 20 минут.
Под воздействием сквозняка сигарета продолжала тлеть, оказывая тепловое воздействие на мембрану. Образец мембраны толщиной 1,2 мм был прожжен насквозь. На кровле это может привести к протечкам. На образце мембраны толщиной 1,5 мм был поврежден только верхний слой.
Образец мембраны толщиной 1,2 мм после проведения испытания:
Образец мембраны толщиной 1,5 мм после проведения испытания:
При толщине мембранного покрытия более 1,5 мм тлеющая сигарета повреждает лишь верхний слой мембраны.
Долговечность
Вследствие воздействия климатических факторов и механического истирания, толщина ПВХ мембраны на кровле с течением времени уменьшается. В зависимости от исходного качества материала и интенсивности воздействий уменьшение толщины материала будет происходить с разной скоростью.
Большое значение в обеспечении качества и долговечности полимерных мембран имеет толщина верхнего слоя полимера над армирующей сеткой.
Толщина защитного материала над армирующей сеткой в мембране LOGICROOF 1,5 мм увеличивается в среднем на 25% по сравнению с мембраной LOGICROOF 1,2 мм. Это позволяет говорить о существенном увеличении долговечности мембраны при эксплуатации на кровле. Опыты со старением образцов полимерных мембран в климатической камере завода Лоджикруф показывают, что среднее уменьшение толщины мембраны составляет около 0,15 мм за 10 условных лет.
Образец мембраны LOGICROOF V–RP толщиной 1,2 мм:
Образец мембраны LOGICROOF V–RP толщиной 1,5 мм. На микроснимке с увеличением 25 раз видно, что верхний слой мембраны примерно на 25% больше, чем у мембраны толщиной 1,2 мм:
Уменьшение толщины образца мембраны после испытаний в климатической камере после 10 условных лет (Толщина материала до испытания 1,23 мм):
Увеличение толщины мембраны на 0,3 мм позволяет утверждать, что прогнозный срок службы такого материала увеличивается примерно на 20 лет!
Пожарная безопасность
Пожарная безопасность ПВХ мембран характеризуется следующими показателями:
- Группа горючести – Г1, Г2, Г3, Г4
- Группа по воспламеняемости – В1, В2, В3
- Группа по распространению пламени – РП1, РП2, РП3, РП4
Г1, В1, РП1 – наиболее пожаробезопасные
Г4, В3, РП4 – наименее пожаробезопасные
Практика показывает, что группу горючести Г1 для полимерных мембран из ПВХ, даже при применении антипиренов, возможно получить только для материала толщиной 1,2 мм.
Мембраны ПВХ с большей толщиной имеют группу горючести Г2.
Согласно федеральному закону №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и СП 17.13330.2011 «Кровли», кровельные материалы с группой горючести Г2 могут применяться на объектах любого класса конструктивной пожарной опасности, вплоть до самого высшего, С0.
Для получения материалов с группой горючести Г1 производители полимерных мембран вынуждены использовать в рецептуре оксиды тяжелых металлов (например, двуокись сурьмы), что приводит к удорожанию самого материала и снижению его долговечности. Популярные кровельные системы ТН-КРОВЛЯ Классик и ТН-КРОВЛЯ Смарт с гидроизоляцией из полимерных мембран имеют собственные пожарные сертификаты, подтверждающие класс конструктивной пожарной опасности К0(30) и К0(15) соответственно, даже в случае использования мембраны толщиной 2,0 мм.
Данные характеристики зависят в основном от свойств конструукции, а не от пожарных характеристик кровельного материала.
Испытание на определение REI воздействием огня снизу не учитывает распространение пламени по кровельному материалу в зависимости от вида основания, воздействия ветра, уклона кровли и пр.
Европейские методы огневых испытаний EN 1187 направлены на определение пожарных свойств кровельных материалов по распространению пламени с учетом основания (вид утеплителя), уклона кровли, воздействия ветра и источников тепла. Такое испытание более приближено к реальным пожарам на кровле и является более жестким для кровельных материалов.
Испытание по методу T1 EN 1187:
Проводилось на макете по негорючему основанию (минераловатный утеплитель), угол наклона макета – 15 градусов, на поверхность кровельного материала устанавливается корзина, которая наполняется высушенным древесным волокном и поджигается. Во время испытания фиксируется площадь поврежденного пламенем материала.
Испытание по методу T3 EN 1187:
Проводилось на макете по горючему основанию (EPS, пенополистирол с разделительным слоем из стеклохолста), угол наклона макета – 10 градусов, кроме воздействия огня на макет воздействует поток воздуха из вентилятора (имитация воздействия ветра, 3 м/сек) и тепловое воздействие от разогретой плиты в 600°С.
Качество сварных швов
Качество сварных швов на кровлях из полимерной мембраны имеет определяющее значение для обеспечения гидроизоляции. Некачественный сварной шов может привести к нарушению целостности кровельного ковра и стать причиной протечек.
Получение качественного сварного шва в первую очередь зависит от правильного подбора параметров сварки — температуры горячего воздуха и скорости движения сварочного автомата. Параметры могут меняться в зависимости от условий окружающей среды (скорость ветра, температура воздуха, влажность и прочее). Производители материалов и сварочного оборудования рекомендуют производить пробную сварку образцов мембраны перед началом работ, а также после резких изменений погоды.
Область значений параметров сварки, при которых можно получать качественный сварной шов при данных условиях окружающей среды, называется «сварочным окном». С точки зрения практики, чем шире «сварочное окно» для конкретной мембраны, тем вероятнее получить качественный сварной шов при смене погоды во время производства работ.
«Сварочное окно» определяется рецептурой мембраны (в основном видом и количеством термостабилизаторов, которые применяются при производстве ПВХ мембраны). Специально подобранная рецептура ПВХ мембран LOGICROOF и ECOPLAST позволяет вести качественную сварку в широких пределах скоростей и температур.
Но все же нельзя исключать человеческий фактор, приводящий к тому, что не всегда параметры сварки могут быть своевременно изменены при смене погодных условий.
На графике видно увеличение размеров сварочного окна с увеличением толщины свариваемой мембраны.
Приведенный ниже рисунок носит иллюстративный характер, данные справедливы только для испытанных образцов мембраны при конкретных условиях окружающей среды. Определение сварочных параметров должно производиться непосредственно перед началом работ.
Признаки качественного сварного шва:
- ширина шва не менее 30 мм;
- когезионный разрыв шва;
- глянцевый след на поверхности мембраны вдоль шва;
- наличие небольшого вытека нижнего слоя мембраны вдоль шва;
- отсутствие складок и признаков перегрева материала.
Большее количество полимера в мембране с увеличенной толщиной обеспечивает получение равномерного вытека вещества нижнего слоя вдоль всего шва и позволяет стабильнее получать качественный сварной шов при прочих равных.
Показатели гидроизоляционных полимерных мембран
Высокая прочность и относительное удлинение
Полимерные мембраны обладают высокой прочность на растяжение и относительным удлинением, что позволяет воспринимать возможные деформации подземных конструкций без нарушения целостности гидроизоляции.
Прочность полимерных мембран LOGICBASE при осевом растяжении более 16 МПа, относительное удлинение при этом более 300 %.
Водонепроницаемость
Водонепроницаемость полимерных мембран LOGICBASE составляет 1 МПа при давлении воды течении 24 ч, что является одним из высоких показателей среди гидроизоляционных материалов.
Технология автоматической сварки
Полотна полимерных мембраны LOGICBASE свариваются между собой автоматическим аппаратами горячего воздуха, что позволяет получить герметичные швы.
Каждый шов можно проверить на герметичность давлением воздуха. Прочность на разрыв сваренных швов сопоставима с прочностью мембраны.
Улучшены физико-механические характеристики мембраны LOGICROOF V-RP компании ТЕХНОНИКОЛЬ
18 августа 2022
Новые показатели прочности при растяжении и удлинения при максимальной нагрузке подтверждают, что ПВХ-мембрана LOGICROOF V-RP является одной из самых лучших среди российских и импортных аналогов.ТЕХНОНИКОЛЬ ведет непрерывную научно-исследовательскую работу и уделяет большое внимание улучшению качества выпускаемых материалов, а также повышению их физико-механических характеристик.
В 2021 – первой половине 2022 гг. проводился анализ статистики внутренних испытаний ПВХ-мембраны LOGICROOF V-RP и её подмарок, которые применяются в кровельных системах плоских крыш с механическим методом крепления слоёв. Исследование статистики позволило сделать вывод об увеличении ряда физико-механических характеристик.
Определение прочности при растяжении, метод А (по ГОСТ 31899-2 (EN 12311-2))
В соответствии с методикой, по данному показателю материал испытывается в продольном и поперечном направлении рулона. С учетом большого количества ветровых, пешеходных и других нагрузок, которым подвержено кровельное покрытие в процессе эксплуатации, очевидно, что это один из самых важных показателей, который характеризует максимальную силу растяжения (прочность) материала при воздействии на него статических и динамических нагрузок.
Удлинение при максимальной нагрузке (по ГОСТ 31899-2 (EN 12311-2))
Данный показатель определяется при исследованиях по той же методике и устанавливается в процессе испытаний на прочность материала, характеризует его способность удлиняться вплоть до разрушения при воздействии на него максимальных (пиковых) нагрузок.
Полученная статистика позволила констатировать возможность увеличения данных физико-механических характеристик на 5-9%:
- «прочности при растяжении (вдоль рулона)» – с 1100 до 1200 Н/50мм;
- «прочности при растяжении (поперёк рулона)» – с 900 до 1000 Н/50мм;
- «удлинения при максимальной нагрузке» – с 19 до 20%.
Возврат к списку
Завершен первый этап исследований о работе ПВХ-мембран ТЕХНОНИКОЛЬ в условиях повышенной сейсмичности
7 марта 2023
21 декабря 2022
Системы ТЕХНОНИКОЛЬ – на инновационном предприятии, призванном решить задачу импортозамещения
22 ноября 2022
ТЕХНОНИКОЛЬ представляет мембрану LOGICROOF V-RP цвета антрацит
5 октября 2022
Передовые системные решения ТЕХНОНИКОЛЬ для инновационного промышленного объекта в Калужской области
5 октября 2022
Детский хоккейный спорт с материалами ТЕХНОНИКОЛЬ
2 августа 2022
ТЕХНОНИКОЛЬ представляет новинку – теплоизоляционные плиты для сэндвич-панелей LOGICPIR SND CХ/СХ
28 июня 2022
ТЕХНОНИКОЛЬ увеличивает ширину рулонов ПВХ-мембран LOGICBASE и ECOBASE
15 июня 2022
ТЕХНОНИКОЛЬ снизила импортозависимость на производстве25 мая 2022
Ребристые плиты перекрытия не помеха для качественного ремонта кровли
20 мая 2022
Мембрана | Определение, структура и функции
молекулярный вид клеточной мембраны
Посмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Эрвин Неер Берт Сакманн Шарль-Франсуа Бриссо де Мирбель
- Похожие темы:
- мозговые оболочки эндоплазматический ретикулум ворсинка барабанная перепонка мигательная перепонка
См.
все связанные материалы →
мембрана , в биологии тонкий слой, образующий внешнюю границу живой клетки или внутреннего клеточного компартмента. Внешней границей является плазматическая мембрана, а отделы, окруженные внутренними мембранами, называются органеллами. Биологические мембраны выполняют три основные функции: (1) они не пропускают токсичные вещества в клетку; (2) они содержат рецепторы и каналы, которые позволяют определенным молекулам, таким как ионы, питательные вещества, отходы и продукты метаболизма, которые опосредуют клеточную и внеклеточную активность, проходить между органеллами и между клеткой и внешней средой; и (3) они разделяют жизненно важные, но несовместимые метаболические процессы, происходящие внутри органелл.
Мембраны состоят в основном из липидного двойного слоя, который представляет собой двойной слой молекул фосфолипидов, холестерина и гликолипидов, который содержит цепочки жирных кислот и определяет, формируется ли мембрана в виде длинных плоских слоев или круглых пузырьков.
Липиды придают клеточным мембранам жидкий характер с консистенцией, близкой к легкому маслу. Цепи жирных кислот позволяют многим небольшим жирорастворимым молекулам, таким как кислород, проникать через мембрану, но отталкивают большие водорастворимые молекулы, такие как сахар, и электрически заряженные ионы, такие как кальций.
Викторина “Британника”
Викторина “Части клетки”
В липидный бислой встроены крупные белки, многие из которых транспортируют ионы и водорастворимые молекулы через мембрану. Некоторые белки в плазматической мембране образуют открытые поры, называемые мембранными каналами, которые обеспечивают свободную диффузию ионов внутрь и наружу клетки. Другие связываются со специфическими молекулами на одной стороне мембраны и переносят молекулы на другую сторону. Иногда один белок одновременно транспортирует два типа молекул в противоположных направлениях. Большинство плазматических мембран состоят примерно на 50 процентов из белка по весу, в то время как мембраны некоторых метаболически активных органелл состоят из белка на 75 процентов.
Многие клеточные функции, включая поглощение и преобразование питательных веществ, синтез новых молекул, производство энергии и регуляцию метаболических последовательностей, осуществляются в мембранных органеллах. Ядро, содержащее генетический материал клетки, окружено двойной мембраной с большими порами, обеспечивающими обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Наружная ядерная мембрана является продолжением мембраны эндоплазматического ретикулума, который синтезирует липиды для всех клеточных мембран. Белки синтезируются рибосомами, которые либо прикреплены к эндоплазматическому ретикулуму, либо свободно взвешены в содержимом клетки. Митохондрии, окислительные и запасающие энергию единицы клетки, имеют наружную мембрану, легко проницаемую для многих веществ, и менее проницаемую внутреннюю мембрану, усеянную транспортными белками и ферментами, вырабатывающими энергию.
Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Адамом Августином.
Характеристики и определения мембран — очистка сточных вод
Последнее обновление: вс, 19 февраля 2023 г. | Очистки сточных вод
Мембраны представляют собой плоские полупроницаемые структуры, проницаемые по крайней мере для одного компонента и непроницаемые для других. Согласно номенклатуре мембранной технологии, различные мембранные процессы характеризуются молекулярной массой или диаметром транспортируемого компонента, агрегатным состоянием на двух сторонах мембраны, а также принципом разделения. Транспорт может быть вызван градиентами концентрации или давления. При очистке сточных вод используются мембранные процессы под давлением, такие как микро-, ультра- и нанофильтрация, а также обратный осмос.
На рис. 12.1 показана классификация мембранных процессов на основе среднего диаметра частиц или молекулярной массы с несколькими примерами компонентов сточных вод. Обратите внимание, что диапазоны процессов разделения перекрываются по диаметру частиц и движущему давлению.
12.2 ).
- Рис. 12.1 Классификация мембранных процессов, используемых при очистке сточных вод (MUNLV 2003; Rautenbach 1997).
294 12 Мембранная технология биологической очистки сточных вод мембранный процесс
- Рис. 12.2 Схема, показывающая принцип мембранного процесса.
Производительность установки мембранной фильтрации определяется следующими основными параметрами:
• Селективность мембраны – это способность разделять такие компоненты, как масло и вода или соль и вода. Низкая селективность может быть компенсирована только дорогостоящим многостадийным процессом. Для водных систем растворителя и растворенного вещества коэффициент удерживания или удерживание R является мерой селективности. Растворенное вещество задерживается, в то время как растворитель, чаще всего вода, проходит через мембрану; удержание R определяется как:
r _ co c2 _ i c2 co co
где c0 — концентрация загрязняющего вещества в сырье, а c2 — концентрация загрязняющего вещества в пермеате.
Истинное удерживание, достигаемое с помощью мембраны, выше, поскольку концентрация удерживаемого компонента увеличивается на поверхности мембраны c3 в результате концентрационной поляризации (раздел 12.3).
В области биологической очистки сточных вод часто приходится исключать один основной компонент; а концентрации сырья и пермеата даны, например, в виде взвешенных твердых частиц в г л-1 MLSS.
Относительный объемный поток Jp0 характеризует гидродинамическую проницаемость: Qp
ApTM An м3 м 2 ч 1 бар 1
где Qp – объемный расход пермеата, ApTM – трансмембранное давление, Am – площадь мембраны.
12.2 Механизм массового транспорта | 295 Градиент трансмембранного давления, т.е. движущая сила, определяется по формуле:
которая учитывает перепад давления по сечению мембраны p0 – p1.
• В качестве других важных факторов следует учитывать механическую стабильность и устойчивость к загрязнению и образованию накипи.
Низкая проницаемость данной мембраны может быть компенсирована за счет увеличения площади поверхности мембраны.
Поток пермеата Jp или скорость пермеата wp определяется как:
|p = wp =- м3 м 2 ч 1
Поток и коэффициенты удерживания R и Rt не являются постоянными вдоль площади поверхности мембраны, даже если качество материала мембраны не отличается. Концентрация удерживаемого компонента постоянно увеличивается и влияет на поток и коэффициенты удерживания.
При очистке сточных вод трансмембранное давление ApTM колеблется от 0,1 бар до 120 бар. Характеристика отсечки мембраны соответствует либо диаметру частиц (в микронах), либо молярной массе (измеряется в дальтонах) наибольшего задержанного вещества.
- Рис. 12.3 Градиенты концентрации и давления через раствородиффузионную мембрану. Мы должны различать Ap’ уравнения. (12.4) из Ap рисунка 12.3.
Отсечка мембраны определяется как молярная масса макромолекул и растворенных веществ с коэффициентом удерживания 90% или 95%. Он определяется экспериментально по кривым фракционного разделения для ультрафильтрационных мембран с различными веществами (Раутенбах, 1997) и часто используется для характеристики мембранных процессов, за исключением микрофильтрации.
Различные транспортные модели используются при изучении селективности различных мембран и их транспортных механизмов (Rautenbach 1997):
• Модель черного ящика, полученная на основе большой базы экспериментальных результатов реальных систем комбинаций обработанных жидкостей и мембран.
• Полуэмпирические модели реальной системы с учетом физико-химических параметров (растворно-диффузионная и поровая модели).
• Структурные модели в фундаментальных исследованиях.
Здесь мы используем полуэмпирические модели, поскольку общепринятой инженерной практикой является использование понимания физических свойств вместе с результатами исследования параметров процесса. Растворно-диффузионная модель (обратный осмос и частично нанофильтрация) и поровая модель (ультра- и микрофильтрация) могут быть использованы с физико-химической фоновой информацией для сокращения необходимого количества экспериментов для исследований и количественной оптимизации работы мембранной фильтрации в участок очистки сточных вод.