屋面聚氨酯保温层的应用优势与质量措施研究★

龚 辰 方光秀

(延边大学工学院，吉林 延吉 133002)



屋面聚氨酯保温层的应用优势与质量措施研究★

龚 辰 方光秀*

(延边大学工学院，吉林 延吉 133002)

通过试验检测，得出了聚氨酯硬泡的物理参数，分析了聚氨酯保温层在实际应用中的优势，并以延吉市某棚户区改造项目为例，提出聚氨酯保温层在施工中的质量控制技术，经分项工程验收表明，聚氨酯保温层取得了良好的施工效果。

聚氨酯，保温层，物理性质，质量控制

0 引言

在我国北方地区，取暖方面的能耗比例约为我国总耗能的20%[1]，因为现有的技术因素，燃煤锅炉是我国现行的主要取暖方式，但仅靠这种取暖方式会造成严重的环境污染，因此，在构造层面进行研究是一项重要课题。在屋面构造层中设置保温层，既可有效发挥建筑节能作用，又能显著改善环境污染。在传统的屋面水泥珍珠岩保温层的施工过程中，往往因为控制不严格而造成保温层中含水率超标[2]。由于聚氨酯硬泡保温材料具有保温防水方面优势，在建筑行业已开始得到广泛使用，随着聚氨酯产业的快速发展，我国聚氨酯行业存在着一个巨大的发展空间。

作者结合吉林省延吉市棚户区(B22)项目，对屋面聚氨酯保温层的物理参数进行检测，研究内容是分别对比聚氨酯保温层、珍珠岩保温板和EPS保温板三者的物理参数和施工方式，得出聚氨酯保温层的应用优势，并提出聚氨酯保温层的施工质量控制关键点及加强质量措施，供类似工程借鉴。

1 工程概况

延吉市棚户区(B22地块)改造项目位于延吉市北大市场对面，新村路以南、局子街以东，建筑面积约为95 055 m2，结构类型为框架剪力墙结构。采用独立基础，本工程建筑规模为地下1层，地上最高为24层。屋面构造中，防水层使用SBS改性沥青防水卷材，保温层使用聚氨酯硬泡保温层，结构中有丙纶隔气层以及20厚水泥砂浆找平层，屋面防水结构如图1所示。开工日期为2015年8月15日，计划竣工日期为2017年12月31日。质量目标为延边州“天池杯”及省“长白山杯”优质工程。

2 聚氨酯硬泡保温层的应用优势

2.1 聚氨酯发展情况

聚氨酯亚洲市场主要集中在日本、韩国和中国，占全球的45%

左右，其中中国占全球总消费的38%左右[3]。中国是世界第三大经济体，也是聚氨酯第二大消费市场。

2.2 聚氨酯材料检测

1)检测材料。聚氨酯硬泡，主要成分为MDI和组合聚醚。MDI密度在50 ℃时为1.19，熔点为36 ℃～39 ℃，沸点能达到667 Pa，性状为白色或黄色固体；组合聚醚由聚醚单体、匀泡剂、交联剂、发泡剂等多种组分组合而成。

检测材料是配合比为MDI∶组合聚醚=1∶1的聚氨酯泡沫，通过喷涂并切割成型，得到尺寸为300 mm×300 mm、厚度为70 mm的聚氨酯硬泡。

2)检测内容。主要检测设备为微机控制电子应力试验机、压力仪、电子天平、导热系数仪和氧指数测定仪。检测项目为聚氨酯泡沫的密度、导热系数、压缩性能、氧指数以及燃烧性能等。

3)检测结果。通过实验检测，得知本次选取的聚氨酯硬泡试件符合规范标准，各项系数均在技术要求范围内，检测结果如表1所示。

2.3 聚氨酯物理性质的优势

珍珠岩保温板导热系数一般小于0.078 W/(m·K)，其干密度为200 kg/m3～300 kg/m3，抗压强度大于400 kPa，吸水率小于5%；EPS保温板的导热系数小于0.03 W/(m·K)，干密度为45 kg/m3，抗压强度为150 kPa～500 kPa,吸水率小于1.5%；通过检测可知，聚氨酯泡沫导热系数小于0.027 W/(m·K)，密度大于35 kg/m3，压缩性能大于150 kPa，其吸水率不超过3%。

表1 聚氨酯泡沫检测结果

对比可知，聚氨酯保温材料导热系数明显小于珍珠岩保温板，而略小于EPS保温板；其密度小于珍珠岩保温板和EPS保温板，且容重也明显小于后两者；聚氨酯保温层抗压强度低于珍珠岩保温板；EPS保温板的吸水率最低，聚氨酯保温层吸水率略高于EPS保温板，但明显低于珍珠岩保温板。

2.4 聚氨酯保温层施工优势

珍珠岩保温板、EPS保温板施工不能做到完全的无缝连接，保温层存在缝隙，会导致渗水，影响屋面防水，聚氨酯泡沫施工是由喷枪喷射而出，泡沫硬化后形成紧密的聚氨酯硬性泡沫层，结构十分紧密，连接无缝隙；珍珠岩保温板、EPS保温板铺设层对下面的找平层要求高，不平整的表面无法完好地铺设保温板；对于聚氨酯，不用严格要求其下部找平层完全平整，根据聚氨酯本身泡沫的性质，泡沫可以和凹凸面结合在一起，这是保温板没有的特性，板状保温材料保温层厚度偏差允许范围为±5%，且不大于4 mm，而聚氨酯泡沫厚度偏差允许范围为+10%～-5%，其要求更容易达到，而板状保温层施工要求更严格。

3 聚氨酯保温层施工质量控制关键点

3.1 质量控制关键因素分析

1)聚氨酯材料准备。MDI和组合聚醚为液体，采用密封桶装运。在物料运输过程中，要减少碰撞，添加剂选用无毒并不含氟的材料。在施工现场的屋顶存放物料时，采用黑色遮阳布遮盖并下部垫两层方木，避免日光暴晒和雨水的浸透。

2)环境条件。风力宜小于5 m/s,空气相对湿度宜小于80%[4]。适宜的施工环境温度为10 ℃～40 ℃，当环境温度低于10 ℃时，不建议施工。

3)试喷。在正式的喷涂作业之前，首先要进行试喷，先打开空压机，压缩空气，再启动与发泡机连接的料泵，待压力充足后，再使用喷枪，当喷出均匀的黄色料液时，正式开始大面积的喷涂作业。试喷现场如图2，图3所示。

4)清洗发泡机。喷涂作业后，先关闭物料泵，利用压缩的空气使物料管中的物料吹尽，接着拆卸喷枪试喷，并将零件浸泡在丙酮溶液中，清洗干净。料桶和料泵应与空气隔离，隔绝方法是将卸下的物料管插入料液的液面以下，并紧密盖好料桶。使用正常情况下，应3 d～5 d彻底清洗一次物料泵。未及时清理的发泡机会影响下次使用的聚氨酯质量，从而降低施工质量。

3.2 聚氨酯硬泡保温层施工流程与控制点

经施工单位和监理单位、建设单位共同研究决定，聚氨酯硬泡保温层的施工流程与施工质量控制关键点如图4所示。

图4中质量控制关键点分别为：天气及环境条件是否符合施工条件；试喷，直到喷出料液为黄色；厚度达到设计要求，无裂缝。

4 聚氨酯保温层施工加强质量措施

4.1 严格控制施工环境

为确保屋面保温层质量以及后期保温效果，要减少现场湿作业。由于屋面保温层是大面积施工，施工单位要及时关注天气情况，不宜在潮湿的阴天或小雨天气施工，并在强降雨时期不予安排施工；降雨期结束，也不宜马上施工，待屋面干燥之后施工；应及时处理屋面上的杂物和垃圾，避免夹杂在聚氨酯泡沫中。要保持良好的环境，可提高聚氨酯泡沫的保温性能，完工后的聚氨酯保温层如图3所示。

4.2 确保保温层厚度和质量

设计院给出的适宜本地区、本工程的聚氨酯硬性泡沫保温层厚度为7 cm。针对因现场喷制而薄厚不易做均匀的情况，随时检查喷射厚度。检测保温层厚度时，若用卷尺测量，则会在保温层上留下较大洞口，这样会影响保温层的防水效果；为了保障聚氨酯保温层的完整性，制作长约9 cm的钢丝针，钢丝针部分7 cm，针部上端拉环2 cm。测量时，将钢丝针插入到聚氨酯保温层中，若针部全部没入保温层内，则厚度合格，聚氨酯保温层厚度检测如图5，图6所示。

4.3 加强屋面工程的施工检测

保温层作为分项工程，其质量检查一般不被重视，对其做法、厚度、密实度提出异议的人很少[5]，质量检测力度降低，存在的问题就不能及时暴露，因此，加强对聚氨酯保温层的质量检查。施工单位应加强自检，在施工过程中就按上述质量控制关键点进行检查是否合格；监理应及时到施工现场检查，必要时可安排旁站监理，监理检查合格后可继续施工。

5 施工验证

通过严格遵守质量控制关键点及实行加强质量措施，保证了工程质量，降低了工程成本。经监理单位检查，符合验收规范与验评标准[6]的要求。验收表明，对于保温层的铺设，其压实适当，表面平整，并且找坡正确，平整度在±5 mm范围内；保温层厚度偏差在+5%～-3%范围内；检查其裂缝情况，全部保温层均无明显裂缝。通过实施加强质量技术措施，保证了工程质量，无返工，加快了施工速度。

6 结语

1)通过分别对比分析屋面聚氨酯硬泡保温层、珍珠岩保温板及EPS保温板的物理参数和施工方式，研究得出聚氨酯保温层显著的应用优势；2)分析施工质量关键控制因素，导出质量控制关键点，完善了施工流程，提高了工程质量；3)提出保证质量的加强技术措施，经施工验证，有效地治理质量通病，保温层分项工程施工质量符合现行的建筑工程质量验收标准与施工规范要求，可供类似工程借鉴。

[1] 王海平.对屋面保温层施工技术的研究[J].中国城市经济,2011(2):7-25.

[2] 史金兴,张海燕.屋面施工中易出现的质量通病及控制措施[J].施工技术,2009(S2)：77-78.

[3] 朱长春,翁汉元,吕国会,等.国内外聚氨酯工业最新发展状况[J].化学推进剂与高分子材料,2012,10(5)：18-20.

[4] 常 燕,罗贤标.屋面聚氨酯硬泡体防水保温层的应用[J].施工技术,2007,36(5):87-89.

[5] 任振甲.提高屋面保温层施工质量的措施[J].建筑工人,2010,31(7):10-11.

[6] GB 50207—2012，屋面工程质量验收规范[S].

Construction research of application advantages and quality measures about the roof of polyurethane insulation layer★

Gong Chen Fang Guangxiu*

(CollegeofEngineering，YanbianUniversity,Yanji133002,China)

Through test and examination, the paper finds out physical parameters of foamed polyurethane, analyzes the actual application advantages of polyurethane thermal insulation layer, and puts forward construction quality control techniques of polyurethane thermal insulation layer by taking the shanty town project in Yanji city as an example. The sub-project acceptance examination shows that: the polyurethane thermal insulation layer has achieved great construction effect.

polyurethane, thermal insulation layer, physical property, quality control

1009-6825(2016)32-0106-03

2016-09-06★:延边大学科技发展计划校企合作项目(项目编号：602015001)

龚 辰(1995- )，男，在读本科生

方光秀(1967- )，男，博士，教授

TU551.2

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