国内现场模浇发泡聚氨酯保温技术状况

　一、现场模浇发泡聚氨酯外保温成套技术的历史背景

　　目前，建筑节能已经发展成为从新建住宅、公共建筑到既有建筑节能改造几乎无处不覆盖、无房不要求的一项大型系统工程。随着节能标准的提高，低能耗和超低能耗建筑技术迅速成为热门话题。从国内情况来看，由于高层建筑数量的增多，这些建筑分别处于不同气候区域，所以，对建筑节能技术的要求也特别严格，如对保温材料具有保温、防水、高强度和墙体（屋面）连接方便可靠的多功能性和综合性能凸显出来。高效保温节能发泡聚氨酯在国外的应用。据美国聚氨酯协会有关专家对已采用喷涂聚氨酯屋面保温防水系统的1600套房屋中的160套进行的调查表明，在美国6种气候条件下，采用喷涂聚氨酯屋面保温防水系统的建筑时间最长达26年，至今有97.6%的工程未出现过渗漏，有93%的工程未超过10%的退化，55%没有被维修过。从调查看出，采用聚氨酯硬泡的物理性能并没有随时间推移而变化，而且这些建筑的节能效果十分明显。同样，欧美、日本等诸多国家在外墙、屋面中发泡聚氨酯虽然占外保温总体比例在30%以内，但其卓越的防水、保温性能已确定了其在建筑节能工程中突出优势位置和强劲的发展势头。国内应用现状。

　　发泡聚氨酯在国内建筑屋面的十多年应用中，主要在冷库、大中型化工设施、粮库及各种管道的保温防水工程，在外墙保温的应用是近几年才起步。至今，单组份、双组份聚氨酯在节能建筑的应用逐步展开，随着公共建筑节能强制实施和既有建筑节能改造、节能65%标准的推进，发泡聚氨酯的应用将会越来越大。施工技术影响发泡聚氨酯的广泛推广。发泡聚氨酯技术目前在管道、家具等行业中基本上是以浇注法为主，在建筑中以喷涂法为主。施工现场喷涂对操作人员（枪手）技艺水平要求较高，这是国内外普遍存在的一个问题。浇注法施工是在封闭的模板内注入发泡聚氨酯，发泡过程中无飞溅，达到零损耗和零污染，保温层表面平整度通过模板有效控制。由于发泡聚氨酯发泡倍率大、速度快，形成的外胀力也大，如何解决外胀力对模板的结构影响，提高施工效率，一直是浇注法施工的技术难题。对于浇注法在外墙表面的应用，国内外至今仍无相关技术报道。但发泡聚氨酯在外墙的其他配套技术应用，如保温层和墙体结合时基层含水率及解决途径，保温层外保护层（或粘贴面砖）结合强度的解决方法等均未形成成熟的技术系统。正因为如此，上述诸多技术难题致使国内外的聚氨酯应用技术企业几乎搁置了对浇注法在外墙保温工程中的应用研究。

　　二、现场模浇发泡聚氨酯技术主要问题

　　1.外墙保温层由于在立面上施工，浇注发泡聚氨酯时可采取可拆模板和置入式模板两种施工方法。可拆模板是浇注后拆除模板再用，即模板作为可重复使用的机具；置入式模板是浇注后不拆除，即模板成为聚氨酯保护层也可以成为饰面层。试验证明，两种施工方式不仅可以完成高平整度的保温层，而且可以在薄模板（厚度≤4毫米）内正常施工。因此，可以将保温防水装饰一体化的装饰板置入式浇注聚氨酯外保温技术应用于高档次的外墙和屋面的饰面工程上，将可拆模板技术发展成为涂料饰面、面砖饰面或屋面保温防水工程。2.可拆模板浇注聚氨酯技术要解决模板安装定位可靠、简便快捷、拆除简便，不破坏保温层；模板防粘技术；浇注时不使模板胀力变形等技术难题。3.从聚氨酯技术配方、浇注工艺参数和环境湿度、温度的相互影响关系，做好浇注设备的选择以浇注施工工艺质量。

　　三、TS现场模浇聚氨酯外保温成套技术

　　面对国内建筑节能不断提高的标准要求和聚氨酯材料的广泛使用，哈尔滨天硕建材工业有限公司在积累多年外保温技术产品开发和工艺创新的道路上，对聚氨酯材料在墙体保温领域的应用开展了全方位研究，研制出了TS现场模浇注聚氨酯外保温成套系统技术。该系统是由聚氨酯保温层、界面层、保护层、饰面层组成，先采用可拆滑模板技术浇注发泡聚氨酯，后用专用界面剂进行表面处理，用专用聚合物砂浆夹耐碱网格布和柔性抗裂腻子、高弹性涂料完成保护层和饰面层，或用专用界面剂进行表面处理后用专用找平胶浆、镀锌钢网和尼龙套钢钉完成找平层，再用专用胶浆粘贴面砖完成饰面。此种做法可以和干挂石材结合完成外保温配套技术，也可以用于屋面保温防水，对新建住宅、公共建筑、既有建筑节能改造工程有着广泛的适应性。由于聚氨酯保温材料卓越的防水、保温隔热、粘接等性能，与其它材料的保温隔热性能比较，综合功能更具有优势。1.该类系统以节能和绿色环保的节能技术为指导方针。一是完成无氟发泡聚氨酯保温材料研制；二是采用可拆滑模板对聚氨酯封闭施工、现场无飞溅漂浮物，达到零污染和零损耗的施工目标；三是在既有建筑贴面砖等饰面外墙可以直接施工，无建筑垃圾产生。2.该技术以持续适应高效节能的长远目标为基本原则。聚氨酯材料导热系数控制在0.018～0.024之间，密度为25～45千克/立方米，可用于各类屋面。在保温效果相同条件下，保温层厚度比EPS降低45%以上。另外，该技术滑模板设计为活动可调边框，使保温层厚度在20～150毫米范围任意调整，这样不仅能满足50%和65%节能标准要求，同时也可以在低能耗和超低能耗建筑中广泛使用适应性强。3.该技术以满足公共建筑、新建住宅、既有建筑节能改造工程全方位适应性为指导原则。由于采用在固定模板内浇注聚氨酯技术，在粘贴面砖和马赛克等既有建筑外墙上可以直接进行保温层施工，无需任何清除工作，避免扰民和大量建筑垃圾的产生。目前，该技术已完成了保温工程涂料饰面、面砖饰面的系统技术研究并形成完整技术系统。4.技术体系以设计严谨、严密、系统配套且施工简便、高效为指导原则。TS可拆模板设计为活动可调保温层厚度构造，同时使用轻型灵便滑轨快装快卸，使施工简便快捷、高效可靠；模板采用工厂化生产、标准化防粘技术达到现场只使用模板无需清理模板；采用边角型模浇注成型解决阴阳角和门窗口等部位线角精度，减少或免除现场修抹线角的费时、费工现象；采用模浇注聚氨酯，省去在保温层表面采用其他保温材料（如胶粉聚苯颗粒）再找平的构造层而直接施工，大大缩短施工周期。通过性价比分析，TS系统技术还可实现浇注机小型化、一楼多机的工艺路线，此举有效地解决了聚氨酯在工程中的巨额设备投资，减少技术推广障碍。

　　四、TS技术可靠性及先进性

　　TS现场模浇注聚氨酯外保温成套技术从热工指标高效性、外观质量长期稳定性、工程安全长期可靠性三方面保证了与建筑物具有长期的技术延展性和对节能标准高标准持续适应性。1.热工性能指标技术保证途径a、浇注施工的保温层厚度由滑模板一次调定不再变化，设计保温层厚度得到可靠保证。b、浇注施工时模板与已成型保温层无隔板，由于聚氨酯优良的粘接特性，所以，除设置伸缩缝外，形成大面积无拼缝连接保温层，能克服各种保温板拼缝热桥效应，充分发挥保温材料的热工性能优势。c、门窗口等节点部位用型模板浇注成型，彻底解决了各种保温板外保温造成的门窗口部位长毛结露等热桥效应，保证了建筑物整体节能效果。d、浇注形成聚氨酯保温层与墙（屋面）基面100%无空腔粘接、保温层无空鼓、裂纹、脱落等缺陷，从而使保温层能牢固地与建筑物形成整体。e、聚氨酯保温层具有98%以上的不透水能力，为了保持墙体良好的水蒸汽透过能力，TS产品在外墙应用时将此指标通过改变配方使其降为90%左右，从而使保温层既具有优良的防水性能又具有良好的水蒸汽透过能力及热惰性，确保保温层的保温隔热性能长久不变。2.外保温工程安全性长期可靠的技术保证途径在TS技术中，涂料饰面和面砖饰面两种技术系统均分别采用不同的技术构造，形成强有效的保证能力。a、聚氨酯在模板与基面形成的半敞开空腔内浇注时，由于受有限空间的约束，使其和基面间的粘接更加牢固。同时由于自身良好的防水性能，其粘接强度不会随时间发生变化，比粘接EPS和现浇砼EPS等系统更加耐久。b、浇注形成的保温层表面平整而光滑、致密，不仅有效地解决了保护层与基层的牢固结合，无空鼓、开裂、脱落、裂纹等缺陷发生，这样可以有效保护保温层表面在施工受紫外线照射老化问题，从而使不论涂料饰面或是面砖饰面均能与保温层形成牢固整体。实验证明，剪切破坏是在聚氨酯保温层内，而不是在基面和保温层表面界面上。c、涂料饰面技术系统的保护层是具有良好柔性和一定强度的聚合物砂浆夹耐碱网格布及柔性腻子层、高弹涂料，在保温层外形成多道防水、多层抗裂的高强度构造。d、面砖饰面技术系统采用在保温层表面附设Φ1.5×40×40镀锌钢网，用尼龙套钢钉穿过保温层固定主体墙内，然后用具有柔性和抗渗的专用胶浆找平，与钢网形成大面积同主体墙连接的整体柔性抗裂层；用专用粘接胶浆粘贴面砖；用具有良好透气性、柔性和抗渗性的勾缝胶粉勾缝，形成对保温层的二次约束，并把面砖层荷载对保温层的剪切破坏力分解出去。同时，因多道柔性抗裂构造，有效克服了热胀张力和冷缩应力对面砖造成大面积或单块脱落。由此可以看出，TS浇注发泡聚氨酯技术实现了保温层100%无空腔粘接，饰面层与其共同形成多道防水、多层抗裂、抗风压、抗冻胀、柔性抗裂、刚性约束、刚柔结合的外保温构造体系，保证了系统安全长期可靠性和表观质量长期稳定性。目前，在建筑节能工程中大量应用发泡聚氨酯已成为国内外公认的技术方向。聚氨酯浇注法外保温节能技术在中国市场的推广应用，将会对推动我国的建筑节能事业发挥更大的贡献。

（作者为哈尔滨天硕建材工业有限公司总经理）康玉范