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聚氨酯硬质泡沫作为防水保护层的工艺应用及质量管控
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【摘 要】为更好解决当前建筑工程外墙防水保护层问题需要，本文首先对建筑工程聚氨酯硬质泡沫作为防水保护层工艺做法的可行性说明。在此基础上，简要介绍现场施工中的一些质量管控要点，以期为相关人员提供参考。
【关键词】防水保护层；聚氨酯硬质泡沫；质量管控
随着城市化进程的不断加快，建筑工程项目遍地开花，结构渗漏水仍然是工程行业人员最为头痛的一项顽疾，防水施工质量对于防渗漏至关重要。由于防水层本身相对脆弱，容易遭到破坏，所以设置保护层是防水层能够起到防水效果的关键工序。本文通过总结传统防水保护层的做法，分析聚氨酯硬质泡沫施工工艺作为防水保护层的一些优势，并结合施工过程质量控制，让聚氨酯发泡更好的发挥其防水保护作用。
1 工程概况
本项目位于杭州市上城区，由2幢17层高层住宅楼、12幢19层高层住宅楼组成，最高高度58.20m。项目总建筑面积161602.60㎡，其中地上建筑面积109053.6㎡，地下室1-2层，地下建筑面积52549㎡。地下室外墙展开面积5000㎡，地下室外墙防水做法：1）30mm厚发泡硬泡聚氨酯保护层；2）2mm厚单组份聚氨酯防水涂料（Ⅰ型）；3）现浇自防水钢筋混凝土外墙；4）1.0mm厚水泥渗透结晶型防水涂料，用量1.5KG/m2。
2 聚氨酯硬质泡沫作为防水保护层的应用
聚氨酯硬质泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在发泡剂、催化剂等多种助剂的作用下，通过专用设备高压将高反应性物料以细小的雾状液滴形式喷出，该方法可用于现场发泡。因其非常低的导热系数、稳定的保温性能和高封孔率的内部结构，光滑致密的高憎水性表面膜，既可起保温作用也可起到防水作用，同时工艺施工方便、快捷，工艺技术发展成熟，在建筑领域得到广泛应用。
2.1 防水保护层传统做法
防水层外侧粘结挤塑板或外侧砖砌，将防水层与外界隔绝，防止外界破坏，起到保护防水层的目的。
2.2 喷涂聚氨酯发泡工艺
2.2.1喷射压力0.5Mpa，有效范围半径达到3米，能够在不借助操作平台的情况下，完成一层地下室外墙外立面喷涂保护工作。在现场作业施工中，一层地下室铺贴挤塑板和砖砌工艺需要借助脚手架作为操作平台，属于高处作业，存在一定的安全隐患。在这一方面明显喷涂聚氨酯发泡工艺优于以上传统工艺做法。
2.2.2喷涂聚氨酯能够与混凝土、防水卷材、防水涂料等材料有很好的黏结性，膨胀及熟化后粘结强度≥100kpa，不易脱落。传统挤塑板粘结完成后因风雨等因素，尤其在回填土作业过程中容易脱落，需要安排专人负责土方回填工作。挤塑板粘结在异型不规则表面，穿墙管根细部构造、狭小空间等部位铺贴操作困难，保护不到位，喷涂聚氨酯发泡工艺完美解决传统工艺这在这方面的缺陷与不足。同时因为整体无缝隙，熟化后表面致密，具有防水效果，对原有防水效果进行补强。
2.2.3喷涂聚氨酯作业工艺设备简单，操作方便。3～4人的专业施工队伍，每台班能完成600～800㎡，相比传统粘结挤塑板工艺单工日20～30㎡，提高了工作效率；工人不用在作业平台上下搬运及施工，减轻了劳动强度。综合单价对比，挤塑板40元/㎡，聚氨酯发泡45/㎡。
3 聚氨酯发泡工艺质量管控
3.1 前期准备
（1）熟悉相关图纸节点，了解相关工艺做法流程；
（2）严把材料关，进场验收核查材料品牌、合格证及相关型式检验报告；
（3）异氰酸酯和多元醇原材料保存在干燥环境下，以防变质；
（4）挑选能够独立解决喷涂施工技术问题的专业队伍。
3.2 施工条件
3.2.1喷涂基层必须保存清洁干燥，雨天不得施工。由于异氰酸酯极容易和水反应生成脲，脲键将使得泡沫变得酥脆易碎与基材的粘结力降低。
3.3.2聚醚和异氰酸酯组合温度宜为25℃±5℃，被喷涂物体表面温度宜为15-35℃，最低温度不应低于5℃，否则将会影响喷涂发泡效果，从而影响施工质量。
（1）温度过高，会导致反应速度加快，流动性变差，发泡剂产生大量气体使得泡沫局部中空或开裂，发泡不足时，聚合反应热无法及时散去，从而产生泡沫烧心。
（2）温度过低，导致物料反应慢，一部分反应热量会被基层吸收，另外环境会带走部分反应热量，造成泡沫熟化期延长，泡沫太软，增大了泡沫成型收缩率，表现为泡沫发泡不充分，泡沫表层和芯部密度差值增加，甚至可能不发泡，造成材料发泡量低，增加生产成本。
3.2.3自然风速不超过5m/s。由于原料混合以雾化状态喷出，风速过大将会吹走雾化颗粒，同时吹失反应热量，影响聚氨酯发泡反应速度，使泡沫表面发脆。
3.3 物料配比质量管控
3.3.1理论上异氰酸酯与聚醚等量配比（即1：1），考虑聚醚中含有水分，适当增加异氰酸酯比重，异氰酸酯与聚醚按照（1.0～1.1）：1.0配比。
3.3.2聚醚过量时颜色发白，表现为泡沫密度低，泡沫强度小，手感软，气温低时熟化过慢，泡沫易收缩，甚至不发泡。
3.3.3异氰酸酯组过量时颜色深，表现为泡沫密度高，泡沫强度大，泡沫柔软性差，回弹性低，酥脆易碎。
3.3.4发泡剂、催化剂：催化反应速度要与发泡相匹配，结合现场施工气候条件，聚醚：催化剂：发泡剂=100：0.1～2：1～5。发泡过量、过快会导致泡沫中空、开裂、泡沫表面多气泡（图3）；发泡不足将导致泡沫塌泡、烧心（图4）。
3.4 喷射施工要求
喷涂施工中，须将泡沫塑料原料充分混合，喷枪空气压力不得低于0.5MPa，使用喷枪连续，一次喷涂量10～30mm之间较为适宜。
3.5 注意事项
喷涂施工容易产生物料飞胶和气凝胶及有害物质的扩散，容易造成人员吸入和环境污染，在喷涂发泡配方中应控制使用低沸点发泡剂，同时作业人员做好防护措施。
4 结束语
现喷聚氨酯硬泡有异形面施工便利、整体密封性好，在防水保温方面有独到的优势，同时粘结性能明显优于挤塑板粘结工艺，且造价相差不大，其性能条件适用于防水保护层。但由于受环境影响大，因此在施工过程中需要重点管控，综合考虑各种因素，根据现场实际情况，依据相关标准、规范编制施工方案，选择适宜天气，选用合格用料，调配用料配比等减少工艺缺陷，提高工艺施工质量，让硬质聚氨酯泡沫起到防水保护之功能。
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