聚氨酯与聚苯颗粒保温浆料复合外墙外保温系统研究

　　摘要：聚氨酯、聚苯颗粒保温浆料复合外墙外保温系统，是一种性价比优异的新型外墙外保温系统。该系统的技术体系具有整体性能好和优异的保温性能。在聚氨酯表面再复合一层聚苯颗粒保温浆料，增强了外墙表面的抗冲击能力及防止聚氨酯保温层老化。本文对聚氨酯、聚苯颗粒保温浆料复合外墙外保温系统进行了研究。
　　关键词：建筑节能,聚氨酯,保温系统
　　聚氨酯、聚苯颗粒保温浆料复合外墙外保温系统是由聚氨酯界面层、聚氨酯硬泡保温层、聚氨酯界面层、聚苯颗粒保温浆料找平层、聚合物抗裂砂浆复合耐碱网格布保护层及面砖或涂料饰面层组成。抹聚苯颗粒保温浆料，同外墙抹灰无大的差异。在技术控制方面，喷涂聚氨酯便于检查，不易漏喷，不会出现空腔问题和黏结不牢固的问题。外墙外保温采用“聚氨酯、聚苯颗粒保温浆料复合外墙外保温技术系统”，充分利用了聚氨酯的优异保温性能。其喷涂在外墙面上，复合一层（抹）聚苯颗粒保温浆料，补充外墙的保温性能，缓解热量释放，解决了外墙保温的“热惰性”问题。这是其他保温材料和技术系统难以做到的。
　　一、复合外墙外保温系统的材料研究
　　1、基层处理材料
　　现场喷涂聚氨酯硬泡，虽然本身对基层墙面就具有极佳的附着力，但当基层墙面湿度过大的时候，会对聚氨酯发泡效果产生不良的影响，严重的时候甚至会出现起泡、脆化、粉化、分层起鼓等质量问题。这不仅会影响到聚氨酯硬泡保温层的保温效果，而且会对保温层的持久性、稳定性带来危害。因而对基层墙面如混凝土、砖、水泥砂浆等进行处理是必要的。
　　针对上述情况，在工程上使用了聚氨酯界面剂，一方面，该界面具有防潮、封闭水及水汽的作用，特别是在潮湿的雨季、基层新墙体完工后风干不彻底、以及基层墙体有流水残痕等情况下，更具效果；另一方面，这种界面附着力强，能有效防止基层墙面上残留的浮灰对聚氨酯硬泡附着力的影响。
　　2、聚氨酯表面处理材料
　　现场喷涂聚氨酯硬泡成型之后，表面会形成一薄层致密坚硬的结皮，对提高聚氨酯强度，抗冲击性，降低吸水率，维持导热系数稳定等均大有好处。但另一方面，这样的表面作为下一步工序的基层表面，以无机胶凝材料作为主要粘结剂的聚苯颗粒保温浆料进行找平，如何保证其与聚氨酯硬泡表面的粘结效果。因此，对聚氨酯硬泡表面进行界面处理是必不可少的，否则，找平材料直接抹在聚氨酯硬泡表面，易出现分层起鼓、脱落、开裂等不良现象。聚氨酯界面剂可采用滚涂、喷涂、刷涂等多种方式施工，施工容易。
　　3、聚氨酯面层找平材料
　　聚氨酯硬泡质轻，虽然强度高于聚苯乙烯泡沫等材料，但与水泥基材料相比，二者的弹性模量、线膨胀系数等物理指标以及热工性能相差仍然很大。因此聚氨酯硬泡面层找平材料若采用水泥砂浆或聚合物改性水泥砂浆等偏刚性的材料，则易使面层发生开裂、起鼓、脱落等不良现象，并为实践所证明。
　　要克服饰面层开裂的不良现象，保证整个保温体系的稳定性、持久性，以及整个建筑的饰面层的装饰效果，找平材料宜选择一种密度、比强度与聚氨酯硬泡接近，弹性模量相差不大、对火及热量的隔绝有益的轻质材料，以进一步提高聚氨酯、聚苯颗粒保温浆料复合外墙外保温系统的可靠性。
　　二、复合外墙外保温系统的施工工艺研究
　　1、聚氨酯硬泡保温层施工过程研究
　　聚氨酯、聚苯颗粒保温浆料复合外墙外保温体系中，聚氨酯保温层采用现场喷涂发泡成型的施工工艺。所谓喷涂发泡成型是指将硬质聚氨酯原料分为两个组份，一组份称为甲料，一组份称为乙料，然后利用高压无气喷涂设备，在100kg/cm2以上的压力下，将甲料与乙料在枪嘴处雾化混合充分，随即均匀喷涂在建筑物外墙表面，让聚氨酯混合料（甲料与乙料）在墙面上发生化学反应，自由发泡形成连续的聚氨酯硬泡保温层。影响喷涂发泡质量的因素主要有：
　　①墙体基层因素
　　建筑物外墙被涂表面要无秽尘、无油污、无潮气等、无凹凸不平物，必要时，应先进行清洗、清理、剔除。否者对喷涂聚氨酯硬泡的附着力、保温性、平整度都有较大的影响。
　　②环境温度与墙体表面温度的影响
　　喷涂聚氨酯发泡较合适的温度范围应是10℃-35℃，温度特别是墙体表面的温度对施工影响很大。由于混凝土及砖墙蓄热系数大，其表面温度在秋冬季节，通常较环境温度低，此时喷涂聚氨酯泡沫施工就必须严格控制好施工温度，温度过低时，可采取一定措施，对原料进行保温处理，提高原料温度以弥补墙体温度低易造成的发泡不良现象。
　　③水分对喷涂发泡的影响
　　由于异氨酸酯中（-NCO-）基团容易和水发生反应生成含脲键结构，这种结构含量增高，易使聚氨酯硬泡脆性增大，严重时，影响聚氨酯硬泡与物体表面的粘结性，因此建筑物外墙喷涂聚氨酯硬泡施工前，应先刷一道聚氨酯防潮底漆，以消除水及水汽的影响。雨天一般严禁施工。
　　④风的影响
　　聚氨酯、聚苯颗粒复合保温浆料施工都在室外进行，当风速超过5m/s时，发泡过程中的热量损失太大，原料损耗过大，成本增加，并且喷涂时雾化的液滴易随风飞散，对环境造成污染。因而当风速超过5m/s时，不宜施工。施工必要时，可用防风帷幕加以解决。
　　⑤喷涂厚度的确定
　　喷涂聚氨酯硬泡时，一次喷涂的厚度对质量、成本也有很大影响。聚氨酯喷涂外墙外保温施工时，由于聚氨酯泡沫的良好保温性，保温层厚度不大，一般为20-40mm，此时一次喷涂的厚度要求不要超过10mm，以保证喷涂保温层表面的平整度能控制在±5mm范围内。一次喷涂厚度过大，平整度难以控制，一次喷涂厚度过小，保温层密度有可能增大，浪费原材料，增加成本。
　　2、找平层施工过程研究
　　①抹灰周期的确定
　　抹灰周期是指聚氨酯硬泡发泡完成后，稳定多长时间后再进行抹灰找平。聚氨酯硬泡由于是在现场发泡成型，如果抹灰周期太短，聚氨酯硬泡成型过程的化学反应还不完全，一些物理和化学特性还不稳定，主要为线性尺寸还不稳定、强度较低等。研究表明，当环境温度≥20℃时，硬泡发泡成型0.5h后，强度值可达80%以上，4h后线型尺寸变化率≤5%，符合标准要求。因此，考虑到聚氨酯界面剂的干燥时间，确定发泡成型24h后进行抹灰施工，不会由于线形尺寸变化大而引起找平层出现开裂、脱落、空鼓等不良现象。[!--empirenews.page--]
　　②聚苯颗粒保温浆料抹灰工艺的确定
　　由于聚氨酯硬泡保温层吸水率低，虽经界面处理，但由于界面剂厚度只有0.5-1.0mm左右，改变不了保温层表面吸水率低的性质。因此聚苯颗粒保温浆料抹灰时，虽然只有薄薄的20-30mm厚，但仍需分两遍施工，头一遍抹灰厚度以15-20mm为宜，干燥12h后，再进行第二遍抹灰，完后用杠尺刮平，用抹子局部修补平整。这是因为，头一遍抹灰厚度不宜超过20mm，主要是为了避免基层不吸水造成抹灰层出现空鼓现象，影响找平层施工质量。
　　（3）保护层
　　保护层采取聚合物抗裂砂浆复合耐碱网格布做法，厚度为3～4mm。
　　三、复合外墙外保温系统具有明显的技术优势
　　聚氨酯、聚苯颗粒保温浆料复合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、稳定性强
　　硬泡聚氨酯喷涂与基层墙体牢固结合，是保证外保温层稳定性的基本前提。对于墙体，其表面应做界面处理，如果面层存在疏松、空鼓情况，必须认真清理，以确保硬泡聚氨酯喷涂保温层与墙体紧密结合。硬泡聚氨酯喷涂外保温系统应能抵抗下列因素综合作用的影响，即在当地最不利的温度与湿度条件下，承受风力、自重以及正常碰撞等各种内外力相结合的负载，保温层仍不致与基底分离、脱落,以及在潮湿状态下保持稳定性。
　　2、有较好的防火性能
　　尽管硬泡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，它与聚苯颗粒浆料复合后，组成一个防火体系，能有效地防止火灾蔓延。建筑外墙表面及门窗口等侧面，全部用防火聚苯颗粒材料严密包覆，不得有敞露部位，采用厚型聚苯颗粒防火抹灰面层有利于提高保温层的耐火性能。
　　3、耐撞击性能优于EPS等保温材料
　　硬泡聚氨酯是一种比强度（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、岩棉等材料，抵抗外力的能力也较强。聚氨酯、聚苯颗粒复合外墙外保温体系能承受正常的人体及搬运物品产生的碰撞。在经受一般性的碰撞时，不会对外保温体系造成损害。在其上加安空调器时或用常规方法放置维修设施时，面层不会开裂或者穿孔。
　　4、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、干湿变形等作用下，不易发生裂缝，有效地保证了体系的稳定性、耐久性。当所附着的主体结构产生正常变形，诸如发生收缩、膨胀等情况时,聚氨酯、聚苯颗粒复合外墙外保温系统符合逐层释放应力的原理，因而不会产生裂缝或者脱开。
　　5、具有良好的施工性能
　　在硬泡聚氨酯喷涂外保温工程施工是采用机械化作业，施工速度快、效率高，是其他外保温作业不可比拟的。聚氨酯施工对建筑物外形适应能力很强，尤其适应建筑物构造节点复杂的部位的保温,如：外飘窗、老虎窗、变形缝、管道层、楼梯间等。既能建筑保证复杂部位全方位的保温效果，又能防止水或水蒸气对保温层的破坏，易于粘结饰面瓷砖。
　　参考文献
　　[1]郭莹.外墙内、外保温技术在建筑节能住宅中的作用[J]建筑技术开发,2002,(02).
　　[2]刘洪涛,刘雪玲,刘艳军.几种常见的外墙保温形式及材料[J]建材技术与应用,2002,(01).

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