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浅谈喷涂硬泡聚氨酯外墙外保温系统的施工技术研究与应用

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浅谈喷涂聚氨酯硬泡外墙外保温系统的施工技术研究与应用

作者: 赵鲁冠 司传涛

工作单位: 山东鸿顺集团有限公司

摘 要: 喷涂聚氨酯硬泡外墙外保温技术作为一种先进的有应用前景的保温节能技术, 因具有导热系数低, 保温隔热效果好, 防水性能好, 真正保温防水一体化, 现场喷涂施工方便, 整体性能好, 耐老化, 阻燃化学稳定性好, 施工方便施工效率高, 耐久性好等优点, 成为中国实现建筑节能达到65%的良好途径。

关键词: 外墙外保温 喷涂聚氨酯硬泡 节能

   一、 引言
近年来, 随着中国经济迅速发展, 能源出现紧张局面, 在世界能源短缺的大背景下, 中国的能源短缺尤为严重, 已经危及到社会可持续发展战略的稳步实施, 而建筑能耗是中国能源消耗大户, 当前建筑节能已成为节能系统工程的重要环节, 而改进和提高围护结构的保温性能是建筑节能的重点, 喷涂聚氨酯硬泡外墙外保温技术作为一种先进的有应用前景的保温节能技术, 因具有导热系数低, 保温隔热效果好, 防水性能好, 真正保温防水一体化, 现场喷涂施工方便, 整体性能好, 耐老化, 阻燃化学稳定性好, 施工方便施工效率高, 耐久性好等优点, 成为中国实现建筑节能达到65%的良好途径。
二、 简介
　 以来, 聚氨酯硬泡喷涂[1]材料在国内诸多建筑物墙体保温工程中得到推广应用, 该类材料以其具有不吸水、 不透水的功能, 同时还具有优良的保温功效, 成为当前建筑节能市场上不可缺少的新型系统保温产品, 可代替传统的防水层和保温层广泛应用于屋顶和墙体保温。
　　三、 聚氨酯硬泡喷涂外墙的技术优势及应用
聚氨酯硬泡喷涂用于外墙外保温是一项新型建筑节能技术, 经过在工程实例中的运用, 虽然还有不少需要改进的地方, 但这项技术的优势是很明显的。
　　1. 技术优势
　　( 1) 硬泡聚氨酯保温效果好保温效果好。硬泡聚氨酯是一种优良的保温材料, 其导热系数为0.024W/( m·K) ; 喷涂形成连续的保温层, 保证了保温材料与墙体的整体性并有效阻断热桥。
　　( 2) 聚氨酯保温与胶粉聚苯颗粒双重保温功效。经过界面剂将两者复合在一起, 发挥各自功效。胶粉聚苯颗粒防火透气过度层的优良保护性能。符合柔性渐变逐层释放应力的抗裂技术路线, 可有效地防止防护面层裂缝发生, 能提高系统的稳定性和耐久性; 降低聚氨酯保温层厚度, 可节省工程造价、 降低成本; 有效阻断火源对硬泡聚氨酯保温层的影响。
　　( 3) 无空腔构造, 抗风压能力强。喷涂硬泡聚氨酯保温层与基层墙体牢固结合, 与基层墙体形成一个有机的整体, 无接缝、 无空腔, 减少了风压特别是负风压对高层建筑外墙外保温系统的破坏。
( 4) 优异的抗湿热和防水性能。硬泡聚氨酯具有优异的保温性能和独特的不透水性, 真正将防水保温两项功能合二为一, 施工中一次性完成。可代替传统的防水层和保温层广泛应用于屋顶和墙体保温。
① 水密性好
　　硬泡聚氨酯材料有优良的防水、 隔汽性能, 材料不含水, 吸水率又很低, 能很好地阻断水和水蒸汽的渗透, 使墙体保持一个良好、 稳定的绝热状况, 是当前其它保温材料很难实现的。
　　 ② 墙内不会结露
　　在墙体内部或者在保温层内部结露都是有害的, 在新建墙体干燥过程中 或者在冬季条件下, 室内温度较高的水蒸汽向室外迁移时由于受到硬泡聚氨酯的阻隔, 墙内不可能结露。在室内湿度较低, 以及室内墙面隔湿状况良好时, 又能够避免由于墙内水蒸汽湿迁移所产生的结露。
　 　③ 能耐受当地最严酷的气候及其变化
无论是高温还是严寒的气候, 都不会使外保温体系产生不可逆的损害或变形, 外墙外表面温度的剧烈变化( 达50度) , 例如在经过较长时间的曝晒后突然降下阵雨, 或者在曝晒后进行遮阴, 产生类似上述温差时, 对外墙表面都不会造成损害。如此就避免了表面温度变化产生的表面变形使表面出现裂缝。
　　( 5) 优异的防火性能。尽管硬泡体聚氨酯喷涂保温层处于外墙外侧 防火处理仍不容忽视, 聚氨酯在添加阻燃剂后, 是一种难燃自熄性的材料, 它与胶粉聚苯颗粒浆料复合, 组成一个防火体系, 能有效地防止火灾蔓延。建筑处墙表面及门窗口等侧面, 全部用防火胶粉聚苯颗粒材料严密包覆, 不得有敞露部位, 采用厚型胶粉聚苯颗粒防水抹灰面层有利于提高保温层的耐火性能。
　　( 6) 具有良好的施工性能。硬泡聚氨酯喷涂采用机械化作业, 施工速度快、 效率高。为保证阴阳角等边脚口部位线角平直宜采用粘贴聚氨酯预制块做法, 可起到减少材料损耗, 有利于后续工序作直阴阳角、 边口, 提高整体施工质量及效率。
( 7) 耐撞击性能优于EPS等保温材料
　　硬泡聚氨酯是一种强度比( 材料强度与体积密度比) 较高的材料, 作为保温材料其性能优于发泡聚苯、 岩锦等材料, 抵抗外力的能力也较强。
( 8) 对主体结构变形适应能力强, 抗裂性能好
聚氨酯是一种柔性变形量较大的材料, 它抵抗外界变形能力强, 在外力和温度变形、 干温变形等.
( 9) 环保性好。保温材料本身化学稳定性高, 采用无氟型产品。
　　2. 材料构成
　　( 1) 保温隔热层材料
　　①硬泡聚氨酯( 主保温层) : 无溶剂聚氨酯硬泡保温材料
　　②胶粉聚苯颗粒浆料( 辅保温层) 应符合《硬泡聚氨酯外保温工程技术规程》和《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》的要求。
　　( 2) 该系统所用基层界面砂浆、 抗裂砂浆、 热镀锌钢丝网( 或玻璃纤维布) 、 尼龙胀栓、 聚氨酯预制件胶粘剂、 腻子、 涂料、 面砖粘结砂浆、 面砖勾缝料、 饰面砖等的性能指标应符合有关标准的要求。
四、 施工方案
1) 、 施工工艺

基层墙面

基层清理及水泥砂浆找平

涂刷界面胶浆

喷涂硬泡聚氨酯保温层

修整聚氨酯表面平整度

配制胶粉聚苯颗粒浆料

涂刷聚氨酯界面胶浆

抹胶粉聚苯颗粒浆料

抹抗裂砂浆压入耐碱网格布

配制抗裂砂浆

面层抹面胶浆、 验收

图 喷涂硬泡聚氨酯涂料饰面外墙外保温技术施工流程
1、 基层处理
墙面应清理干净、 清洗油渍、 清扫浮灰等。旧墙面松动、 风化部分应剔除干净。墙面平整度控制在±3mm以下。如果基层偏差过大, 应抹砂浆进行找平。
2、 吊垂直、 弹控制线
在顶部墙面与底部墙面下膨胀螺栓, 作为大墙面挂线铁丝的垂挂点, 高层建筑用经纬仪打点挂线, 多层建筑用大线坠吊细钢丝挂线,用紧线器勒紧在墙体大阴、 阳角安装钢垂线, 钢垂线距墙体的距离为保温层的总厚度。
挂线后每层首先用2m杠尺检查墙面平整度,用2m托线板检查墙面垂直度。达到平整度要求方可施工。
3、 粘贴保温板预制件
在阴阳角或门窗口处, 粘贴保温板预制件, 并达到标准厚度。对于门窗洞口、 装饰线角、 女儿墙边沿等部位, 用保温板预制件沿边口粘贴。墙面宽度不足900mm处不宜喷涂施工, 可直接用相应规格尺寸的聚氨酯预制件粘贴。
粘贴时用抹子或灰刀沿保温板预制件周边涂抹配制好的粘结剂胶浆, 其宽度为50mm左右, 厚度为3～5mm, 然后在预制块中间部位均匀布置4～6个点, 总涂胶面积不小于保温板预制件面积的30%。要求粘结牢固,无翘起、 脱落现象。
4、 门窗口等部位的遮挡
保温板预制件粘结完成后喷施硬泡聚氨酯之前, 应充分做好遮挡工作。门窗口等一般用塑料布裁成与门窗口面积相当的布块进行遮挡。对于架子管, 铁艺等不规则需防护部位应采用塑料薄膜进行缠绕防护。
5、 涂刷界面剂
用喷枪或滚刷将界面剂均匀喷刷, 无透底现象。
6、 喷涂硬泡聚氨酯保温层
开启聚氨酯喷涂机将硬泡聚氨酯均匀地喷涂于墙面之上, 当厚度达到约10mm时, 按300mm间距、 梅花状分布插定厚度标杆, 每平米密度宜控制在9～10支。然后继续喷涂至与标杆齐平( 隐约可见标杆头) 。施工喷涂可多遍完成, 每次厚度宜控制在10mm以内
7、 修整硬泡聚氨酯保温层
喷涂20min后用裁纸刀、 手锯等工具清理、 修整遮挡部位以及超过保温层总厚度的突出部分。
8、 喷刷聚氨酯界面砂浆
聚氨酯保温层修整完毕而且在喷涂4h之后, 用喷斗或滚刷均匀地将聚氨酯界面砂浆喷刷于硬泡聚氨酯保温层表面。
9、 抹胶粉聚苯颗粒浆料
抹胶粉聚苯颗粒浆料进行找平, 应分两遍施工, 每遍间隔在24小时以上。抹头遍浆料应压实, 厚度不宜超过10mm。抹第二遍浆料应达到平整度要求, 用托线尺检验是否达到验收标准。具体做法如下:
1) 胶粉聚苯颗粒浆料抹灰前应用2m铝合金靠尺检查平整度, 经过第一遍抹灰修整使墙体平整度基本达到±5mm要求.
2) 胶粉聚苯颗粒浆料第二遍抹灰厚度为15mm, 而后用杠尺刮平, 对凹处用抹子局部修补平整; 待抹完找平面层2-3小时后, 用抹子再赶抹墙面, 用2m靠尺和托线尺检测墙面平整度/垂直度,要求平整度/垂直度应控制在±2mm.
10、 抗裂砂浆层
抹抗裂砂浆, 铺压耐碱网格布
耐碱网格布长度3m左右, 尺寸预先裁好。抗裂砂浆一般分两遍完成, 总厚度约3～5mm。抹面积与网格布相当的抗裂砂浆后应立即用铁抹子压入耐碱网格布。耐碱网格布之间搭接宽度不应小于50mm, 按照从左至右、 从上到下的顺序立即用铁抹子压入耐碱网格布, 严禁干搭。阴阳角处也应压茬搭接, 其搭接宽度≥150mm, 应保证阴阳角处的方正和垂直度。耐碱网格布要含在抗裂砂浆中, 铺贴要平整, 无褶皱, 可隐约见网格, 砂浆饱满度达到100%。局部不饱满处应随即补抹第二遍抗裂砂浆找平并压实。
抗裂砂浆施工完后, 应检查平整、 垂直及阴阳角方正, 不符合要求的应用抗裂砂浆进行修补。严禁在此面层上抹普通水泥砂浆腰线、 窗口套线等。
五、 施工要点及注意事项
1) 喷涂施工时的环境温度宜为10~40℃, 风速应不大于5m/s( 3级风) , 相对湿度应小于80%, 雨天不得施工。当施工时环境温度低于10℃时, 应采取可靠的技术措施保证喷涂质量。
2) 喷枪头距作业面的距离应根据喷涂设备的压力进行调整, 不宜超过1.5m; 喷涂时喷枪头移动的速度要均匀。在作业中, 上一层喷涂的聚氨酯硬泡表面不粘手后, 才能喷涂下一层。
3) 喷涂后的聚氨酯硬泡保温层应充分熟化48h~72h后, 再进行下道工序的施工。
4) 喷涂后的聚氨酯硬泡保温层表面平整度允许偏差不大于6mm。
5) 在用抹面胶浆等找平材料找平喷涂聚氨酯硬泡保温层时, 应立即将裁好的玻纤网布( 或钢丝网) , 用铁抹子压入抹面胶浆内, 相邻网布( 或钢丝网) 搭接宽度不小于100 mm; 网布( 钢丝网) 应铺贴平整, 不得有皱褶、 空鼓和翘边。阳角处应做护角。
6) 喷涂施工作业时, 门窗洞口及下风口宜做遮蔽, 防止泡沫飞溅污染环境。
7) 喷涂后在进行下道工序施工之前, 聚氨酯硬泡保温层应避免雨淋, 遭受雨淋的应彻底晾干后方可进行下道工序施工。
8) 墙面应清理干净、 无油渍等, 旧墙面松动、 风化部分应剔凿清除干净, 墙表面凸起物应铲平。
9) 对混凝土墙及水泥墙面应涂刷界面砂浆, 用滚或扫帚将界面砂浆涂刷均匀。
10) 保温浆料分二遍抹完, 头遍抹1.5cm,压实, 无空、 鼓、 裂、 晾置1─2天, 再抹第二遍保温浆料, 最后用大杠搓平, 门窗口平整度达到验收要求。
11) 严禁使用过时灰, 保温浆料的可操作时间为4小时, 抗裂砂浆的可操作时间为2小时。
12) 在做饰面层时, 将分格色带不同颜色的涂料表现出来, 此做法能保证大墙面抗裂砂浆不开裂。
六、 成品保护措施
在施工过程中, 施工人员须穿软底鞋( 特别是在屋面施工时) , 严禁穿带钉子或尖锐突出的鞋进现场, 以免破坏保温防水层。施工过程中质检员应随时、 有序地进行质量检查, 如发现有破损、 扎坏的地方要及时组织人员进行修补, 避免隐患的产生。
保温防水层验收合格后, 就 保温防水层的成品保护出具书面技术交底, 而且每个工作面指派两名工人现场看护成品, 并提醒总包方作业人员不能破坏保温层成品。
严禁在未进行保护的保温防水层上托运重型器物和运输设备。不得在已验收合格的保温防水层上打眼凿洞, 如必须穿保温层时, 必须提前通知保温施工方, 以便提供合理的建议并及时修补。
每完成一个工序后, 每个施工区域均用警戒线围住并标明状态, 同时专人看护。
七、 结束语
经过抗风压实验验证了该系统是能够利用于高层建筑, 其安全性能是能够保证的; 经过防火实验验证了该系统不会出现轰然现象, 抗火性能更高, 对着火时抢救生命财产赢得更多的时间, 经过热桥效应及系统有限元分析得出金属龙骨热桥的出现对保温效果具有一定的影响, 但影响很小。与传统的其它外墙保温系统相比, 聚氨酯保温材料有独特的优越性, 将防火、 保温、 隔热等技术有机结合, 使建筑物节能效果更显著, 而且施工简单, 施工效率高, 能实现节能60%的目标, 从而在国内外引起关注。
参考文献
1、 《民用建筑节能设计标准( 采暖居住建筑部分) 》JGJ26--95
2、 《民用建筑热工设计规范》GB50176-1993
3、 山东省工程建设标准《居住建筑节能设计标准》DBJ14—037-
4、 《公共建筑节能设计标准》DBJ14-036-
5、 外墙保温做法参考图集LO8SJ111, L06J113
6、 施工及验收执行《外墙外保温应用技术规程》DBJ14-035- .
7、 GB 50404- 《硬泡聚氨酯保温防水工程技术规范》
8、 JGJ 144- 《外墙外保温工程技术规程》
9、 RISN-TG001- 《建筑外墙外保温技术导则》
10、 国家建筑标准设计图集《外墙外保温建筑构造》J121-1～2( 合订本)