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        硬質(zhì)聚氨酯泡沫板在尼爾基水利樞紐的應(yīng)用

        2018-12-12 08:59:02聶麟童
        東北水利水電 2018年12期
        關(guān)鍵詞:泡沫板保溫板硬質(zhì)

        張 鶴,聶麟童,張 龍

        (嫩江尼爾基水利水利水電有限責(zé)任公司,黑龍江 齊齊哈爾161005)

        近年來,保溫防水的話題無數(shù)次的出現(xiàn)在水工、土建等各個(gè)領(lǐng)域,市面上的保溫防水材料五花八門、優(yōu)點(diǎn)各異,但在實(shí)際應(yīng)用過程中其弊端全部顯現(xiàn)出來,一個(gè)好的保溫防水材料要盡可能兼?zhèn)浔胤浪牧系娜刻攸c(diǎn)。硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫材料是目前國際上性能最好的有機(jī)高分子保溫材料,在水利工程中可用于防水保溫、堵漏等領(lǐng)域,是一種兼?zhèn)浔馗魺岷头浪δ転橐惑w的新型合成高分子材料,特點(diǎn)是一材多用,同時(shí)具備保溫、防水、隔音、吸振、耐油、耐化學(xué)腐蝕等功能。由于硬質(zhì)聚氨酯發(fā)泡保溫材料施工工藝簡單,技術(shù)性能可靠、質(zhì)量可靠,施工完畢后運(yùn)行穩(wěn)定,耐久性、保溫、防水效果顯著等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于土建、水工建筑的屋面、墻體、樓面的保溫。

        1 化學(xué)原理

        硬質(zhì)聚氨酯泡沫板是以聚醚或聚酯與多異氰酸酯為主要原料,再加阻燃劑、穩(wěn)定劑和發(fā)泡劑等,經(jīng)混合,攪拌產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而形成發(fā)泡體的一種新型的保溫、防水材料。

        硬質(zhì)聚氨酯泡沫是通過混合液態(tài)的化學(xué)原材料聚醚或聚酯和多異氰酸酯而形成的并以一種低沸點(diǎn)的液體作為發(fā)泡劑。組合聚醚或聚酯和異氰酸酯混合后立即會(huì)有一個(gè)放熱化學(xué)反應(yīng),發(fā)泡劑因反應(yīng)熱而開始?xì)饣?,發(fā)泡劑氣化后留在泡孔中,這在泡沫的絕熱性能中起決定性作用。

        2 綜合特點(diǎn)

        2.1 與傳統(tǒng)保溫技術(shù)的比較

        傳統(tǒng)的保溫防水層為防水卷材、保溫板、無紡布、珍珠巖組合而成,見圖1(a)。保溫板由固定尺寸保溫苯板的拼接而成,對(duì)于角落和底部需要進(jìn)行剪裁,這樣就大大的增加了其拼接縫,起不到防水的效果,如果上層防水層出現(xiàn)局部滲漏問題,雨水就會(huì)存在珍珠巖和保溫板的縫隙中,無法蒸發(fā)出去,形成含水層,降低保溫效果,并且需要設(shè)立排氣孔。傳統(tǒng)的保溫防水層疊加厚度較厚,增加了墻體和屋面的厚度,減少了室內(nèi)的空間。

        硬質(zhì)聚氨酯泡沫板施工簡便,一次性噴涂而成,無拼接縫,能更好地起到保溫防水效果。硬質(zhì)聚氨酯泡沫化三者為一體,見圖1(b)。直接噴涂在建筑物表面,形成一個(gè)整體,沒有任何縫隙,無須設(shè)立排氣孔,減小了外墻的厚度,增大了室內(nèi)的空間,施工完成后保溫防水效果良好。

        2.2 特點(diǎn)

        1)導(dǎo)熱性能。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是隔熱效果最好的材料,其導(dǎo)熱系數(shù)一般在0.02~0.03 W/(m·K),并且與基材形成牢固的結(jié)合,起到良好的保溫作用。

        圖1 新型保溫防水結(jié)構(gòu)圖

        2)防潮、防水性能。硬質(zhì)聚氨酯噴涂在建筑物表面的閉孔率在90%以上,屬于憎水性材料,不會(huì)因吸潮即增大導(dǎo)熱系數(shù),噴涂完畢使建筑物表面形成一個(gè)整體,使得外部的雨水不會(huì)進(jìn)入建筑物墻體內(nèi),對(duì)建筑物表面起的一個(gè)良好的保護(hù)作用。

        3)防火,阻燃,耐高溫。聚氨酯在添加阻燃劑后,是一種難燃的自熄性材料,它的軟化點(diǎn)可達(dá)到250℃以上,僅在較高溫度時(shí)才會(huì)出現(xiàn)分解。另外,聚氨酯在燃燒時(shí)會(huì)在其泡沫表面形成積碳,這層積碳有助隔離下面的泡沫,能有效地防止火焰蔓延。而且,聚氨酯在高溫下也不產(chǎn)生有害氣體。

        4)隔熱性能。硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫板具有良好的隔熱性能,在達(dá)到同樣保溫要求下,可使減少建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度,從而增加室內(nèi)使用面積。

        5)抗變形能力。硬質(zhì)聚氨酯泡沫板在噴涂完成后,直接在建筑物表面形成一個(gè)整體保溫板,其抗壓、抗裂性能極強(qiáng),噴涂完成后飾面穩(wěn)定,適用于上人屋面。

        6)聚氨酯材料孔隙率結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。基本上是閉孔結(jié)構(gòu),不僅保溫性能優(yōu)良,而且抗凍融、吸聲性也好。硬泡聚氨酯保溫構(gòu)造的平均壽命,在正常使用與維修的條件下,能達(dá)到30年以上。能夠做到在結(jié)構(gòu)的壽命期正常使用條件下,在干燥、潮濕或電化腐蝕,以及由于昆蟲、真菌或藻類生長或者由于嚙齒動(dòng)物的破壞等外因影響,都不會(huì)受到破壞。

        3 施工工藝

        硬質(zhì)聚氨酯泡沫板的成型方式主要有澆注、模塑、噴涂等。其中噴涂是硬質(zhì)聚氨酯泡沫板施工的重要方法。

        混凝土表面保溫層采用噴涂工藝施工,即使用聚氨酯硬泡噴涂機(jī)將雙組分聚氨酯硬泡組合料直接噴射到物件表面而發(fā)泡成型,形成大面積無接縫、厚度數(shù)厘米以上的保溫層。保溫層為具有較低的密度(40~70 kg/m3)、有一定抗壓強(qiáng)度的閉孔泡沫塑料,同時(shí)大面積的閉孔泡沫阻擋了水的散發(fā),起到保濕作用。

        3.1 施工準(zhǔn)備

        施工現(xiàn)場需提供施工機(jī)具使用的380 V電源,施工機(jī)具總裝機(jī)容量約為25 kW,施工時(shí)原料通過機(jī)具設(shè)備及45~60 m長輸送管道輸送到工作面進(jìn)行施工。

        3.2 噴涂要點(diǎn)

        1)噴涂施工應(yīng)分多遍噴涂,第一遍噴涂厚度宜控制在5 mm左右,以增加泡沫與基層的粘接強(qiáng)度;以后每遍噴涂厚度控制在10 mm左右,且不大于15 mm。每遍噴涂的最小間隔為10~20 min,分4~5遍噴涂最終達(dá)到設(shè)計(jì)厚40 mm。在女兒墻泛水部位按噴涂厚30 mm,分3遍噴涂到位。

        2)當(dāng)日的施工作業(yè)面必須于當(dāng)日連續(xù)噴涂施工完畢,達(dá)到設(shè)計(jì)厚度,以防中途出現(xiàn)降雨影響后續(xù)噴涂泡沫與前期噴涂泡沫間出現(xiàn)脫層現(xiàn)象。

        3)為防止風(fēng)吹聚氨酯泡沫防水保溫材料造成對(duì)周圍成品的污染,風(fēng)力超過5級(jí)時(shí)不應(yīng)施工;當(dāng)風(fēng)力大于3級(jí)時(shí),應(yīng)采取適當(dāng)?shù)恼趽醮胧┻M(jìn)行施工。噴涂硬泡聚氨酯施工時(shí),應(yīng)注意不要破壞已施工好的JS涂料防水層,以免降低局部防水等級(jí)。

        4 實(shí)際應(yīng)用

        尼爾基水利樞紐位于黑龍江省與內(nèi)蒙古自治區(qū)交界的嫩江干流中游段,壩址距下游齊齊哈爾市約130 km,偏東北平原地帶,當(dāng)?shù)囟緯r(shí)間較長且風(fēng)力較大,導(dǎo)致樞紐區(qū)溫度極低,硬質(zhì)聚氨酯泡沫板是第一次在如此惡劣的環(huán)境中運(yùn)用。

        尼爾基水利樞紐于2001年開工,竣工運(yùn)行以來已十余年之久,管理區(qū)多數(shù)建筑物的防水保溫設(shè)施已經(jīng)失效,業(yè)主委托施工單位對(duì)建筑物保溫防水層進(jìn)行重新修復(fù),保證管理區(qū)儀器設(shè)備的正常運(yùn)行,同時(shí)也為管理人員提供一個(gè)舒適的辦公環(huán)境。

        施工單位主要對(duì)發(fā)電廠尾水副廠房、壩上觀測樓、保安房等進(jìn)行了保溫防水處理,項(xiàng)目完工后經(jīng)過一段時(shí)間的觀察,防水、保溫效果明顯提高,解決了以往年年“漏”,年年維修的問題,室內(nèi)溫度顯著提高,同時(shí)也為樞紐建筑內(nèi)的取暖節(jié)約了成本。

        5 結(jié)語

        文章介紹了硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫板在尼爾基水利水利樞紐的應(yīng)用。實(shí)踐證明,硬質(zhì)聚氨酯泡沫板在條件惡劣的環(huán)境下是經(jīng)的起考驗(yàn)的,達(dá)到了保溫、防水的良好效果。但同時(shí)也存在缺點(diǎn),材料成本較以往的保溫材料價(jià)格偏高,但其使用壽命要高于普通的保溫材料,保溫防水效果也非常好,綜合看來其優(yōu)點(diǎn)還是大于缺點(diǎn)。硬質(zhì)聚氨酯泡沫板在水工、土建等領(lǐng)域值得進(jìn)一步推廣使用。

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