氣膜鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程聚氨酯泡沫噴涂施工技術(shù)1.前言近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，節(jié)能環(huán)保工作壓力不斷加大，國家對(duì)建筑節(jié)能和施工環(huán)保工作提出了更高的要求。為了響應(yīng)國家政策，公司引進(jìn)了氣膜鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑，并與上海交通大學(xué)、河北工程大學(xué)等高校合作實(shí)施國產(chǎn)化研究，通過消化、吸收和再創(chuàng)新，形成了氣膜鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)、施工綜合技術(shù)。該技術(shù)成果先后應(yīng)用于中天合創(chuàng)能源責(zé)任有限公司葫蘆素選煤廠和門克慶選煤廠等工程，并進(jìn)一步總結(jié)和形成了《氣膜鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程聚氨酯泡沫噴涂施工技術(shù)》。2.技術(shù)特點(diǎn)2.1氣膜鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)氣膜充氣成型后，在氣膜內(nèi)表面噴涂聚氨酯材料，發(fā)泡形成具有一定強(qiáng)度的硬泡體，泡體與氣膜共同形成具有一定強(qiáng)度的殼體，確保結(jié)構(gòu)整體形態(tài)的穩(wěn)定，并承受后期混凝土結(jié)構(gòu)施工荷載。2.2噴涂的過程中，在聚氨酯硬泡體內(nèi)埋入貼盤式鋼筋標(biāo)簽，即可作為聚氨酯噴涂厚度的標(biāo)簽，也作為結(jié)構(gòu)層鋼筋綁扎的固定點(diǎn)。2.3聚氨酯結(jié)構(gòu)層在添加了阻燃劑發(fā)泡成型后，具有保溫、隔熱的特點(diǎn)，可作為結(jié)構(gòu)保溫層，有效降低建筑結(jié)構(gòu)能耗。2.4充分利用設(shè)備性能采用全面分層，上、中、下三個(gè)作業(yè)面同時(shí)施工的方法，有效利用設(shè)備和空間，加快施工進(jìn)度，有利于快速形成穩(wěn)定殼體結(jié)構(gòu)。2.5聚氨酯噴涂在氣膜內(nèi)進(jìn)行，能有效控制對(duì)大氣環(huán)境的污染。3.適用范圍本技術(shù)適用于各種類型的氣膜鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程聚氨酯泡沫結(jié)構(gòu)施工。4.工藝原理聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料簡稱聚氨酯硬泡，即PU。是化工原料多亞甲基多苯基異氰酸酯（A料）和聚醚組合料（B料）的混合，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成硬質(zhì)泡沫體。A、B料經(jīng)發(fā)泡機(jī)加壓、加溫，經(jīng)管道送到噴槍混合室內(nèi)混合，用壓縮空氣噴涂于氣膜內(nèi)表面瞬間發(fā)泡形成的硬泡體。噴涂過程中埋入貼盤式鋼筋標(biāo)簽，利用聚氨酯硬泡體的粘結(jié)力，將貼盤式鋼筋標(biāo)簽與聚氨酯硬泡體固結(jié)成整體，施工完成后，用貼盤式鋼筋標(biāo)簽固定鋼筋骨架，綁扎結(jié)構(gòu)層鋼筋。5.施工操作流程及工藝要點(diǎn)5.1工藝流程膜體表面清理→界面劑噴涂→聚氨酯試噴→第一層噴涂→第二層噴涂→第三層噴涂→鋼筋標(biāo)簽安裝→第四層噴涂→質(zhì)量驗(yàn)收5.2操作工藝5.2.1膜體表面清理（1）氣膜充氣成型后，氣膜表面會(huì)附著一些灰塵和水蒸氣，它會(huì)影響界面劑與氣膜的粘結(jié)力，因此在界面劑噴涂前必須將其清理干凈。清理時(shí)，用吊籠舉升操作人員到氣膜表面，用棉布或棉紗手工逐一進(jìn)行擦拭。圖5.2.1-1膜體表面清理（2）界面劑噴涂前用塑料布對(duì)地面、設(shè)備、材料表面的進(jìn)行覆蓋，以防止污染。5.2.2界面劑噴涂5.2.2.1工藝流程：配料——攪拌——噴涂5.2.2.2操作工藝（1）配料界面劑為水性丙烯酸乳液，它的主要作用是增加氣膜與聚氨脂間的粘結(jié)度。界面劑原材料為乳白色液體，防止漏噴，在界面劑中加入適量彩色顏料，噴涂時(shí)便于區(qū)分已噴涂面與未噴涂面。配料在原料桶內(nèi)進(jìn)行，每桶重量大約為225kg，彩色顏料的摻量無特殊要求，只要能清晰的區(qū)分已噴涂面與未噴涂面即，一般每桶原料加3.5～5kg黑色顏料。一次配料不少于3桶，便于及時(shí)供料。圖5.2.2-1界面劑材料試配（2）攪拌使用前必須將混合料攪拌均勻。在噴涂過程中每隔10分鐘再次攪拌，因?yàn)殪o止時(shí)間長時(shí)界面劑會(huì)發(fā)生沉淀，稠度不均勻。圖5.2.2-2界面劑拌合（3）噴涂作業(yè)噴涂采用氣動(dòng)高壓噴涂機(jī)，操作平臺(tái)距離氣膜1～1.5m。噴嘴距離氣膜0.5～0.8m，噴射路線呈“S”形運(yùn)動(dòng)，噴槍上下?lián)]動(dòng)噴射幅度為1.0～1.5m高，一次運(yùn)動(dòng)寬度約為0.3m，移動(dòng)速度0.16m/s，后一圈壓前一圈的1/3，豎向噴涂界面搭接不少于20～30cm。利用叉車噴涂時(shí)，2人可在操作平臺(tái)同時(shí)噴涂，操作平臺(tái)沿球倉內(nèi)壁豎向移動(dòng)；利用吊車噴涂時(shí)，操作平臺(tái)內(nèi)1人噴涂、1人指揮吊車，操作平臺(tái)沿球倉內(nèi)壁水平移動(dòng)。圖5.2.2-3界面劑噴涂作業(yè)走向示意圖5.2.2-4倉內(nèi)基層界面劑噴涂作業(yè)5.2.3聚氨酯試噴5.2.3.1設(shè)備調(diào)試安裝好聚氨酯噴送設(shè)備后，布設(shè)溫控管、溫控系統(tǒng)傳感線，調(diào)整聚氨酯配合比（A：B=1：1），檢查噴槍和軟管是否有泄漏或阻塞，確保噴送系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。5.2.3.2初步試噴初步試噴在地面上進(jìn)行，主要是檢查配比及泡沫體的質(zhì)量，試噴面積約4m2。調(diào)整風(fēng)壓力在0.6～0.8MPa，槍頭朝向地面，距離地面0.8m，進(jìn)行試噴，2～3秒后泡沫體逐漸成形，3～5分鐘后觀察噴涂物的結(jié)構(gòu)，表面應(yīng)呈橘黃色，結(jié)構(gòu)致密。若噴涂物太稀或太軟，則是配比不合理，進(jìn)行調(diào)整，直至符合要求為止。5.2.3.3正式試噴正式試噴在氣膜表面進(jìn)行，主要是檢查聚氨酯在氣膜上的成型質(zhì)量及與氣膜的粘結(jié)力。在界面劑表面噴涂6mm厚泡沫紙2～3㎡，半小時(shí)后觀察成型質(zhì)量，并測(cè)試界面劑與聚氨酯泡沫的粘結(jié)力。觀察聚氨酯表面，表面應(yīng)平整，紋理均勻，手摸有粗糙感，這種形態(tài)便于各層泡沫之間更好的粘結(jié)。采用局部分割的方法測(cè)試聚氨酯與界面劑的粘結(jié)力，選用直徑50mm的開孔器，人工用手旋轉(zhuǎn)進(jìn)泡沫體，形成直徑50mm的圓型獨(dú)立泡沫單元，將瞬間膠涂抹在測(cè)試板板面，測(cè)試板緊貼在泡沫單元上，用手壓緊5分鐘后，將拉力計(jì)掛在測(cè)試板拉環(huán)上進(jìn)行拉力檢測(cè)，拉力值應(yīng)不低于0.20kg/cm2。圖5.2.3-1測(cè)試板效果圖5.2.4第一層聚氨酯噴涂5.2.4.1噴涂工藝本層聚氨酯為聚氨酯本色，呈米黃色，厚度約為6mm，在倉內(nèi)分三個(gè)作業(yè)段平行施工，最下段15m用叉車噴涂，35m以上部分由160噸吊車噴涂，中間段用70噸吊車噴涂。噴涂時(shí)以操作人員胸部為中心，噴槍在上下1m左右范圍內(nèi)移動(dòng)，槍口距離氣膜內(nèi)表面1.0～1.5m，噴涂路線呈“S”形運(yùn)動(dòng)，噴槍上下?lián)]動(dòng)噴射幅度為2.0～2.5m高，一次運(yùn)動(dòng)寬度約為0.2～0.3m，運(yùn)動(dòng)速度要均勻，后一圈壓前一圈的1/2，噴射豎向第二行時(shí)，行與行間須搭接200～300mm，噴槍運(yùn)動(dòng)順序如下圖：圖5.2.4-1聚氨酯噴涂作業(yè)走向示意圖5.2.4-2第一遍聚氨酯噴涂作業(yè)5.2.4.2回彈料清理，聚氨酯分層厚度、粘結(jié)力檢查第一遍全部噴涂完成后，在操作平臺(tái)內(nèi)，人工用掃帚清掃泡沫表面的回彈料顆粒。清理完成，現(xiàn)場(chǎng)抽查泡沫噴涂厚度，用深度探針（針尖為鈍鐵）檢查涂層厚度，測(cè)點(diǎn)至少90%滿足最小平面厚度要求。粘結(jié)力檢查不少于15個(gè)點(diǎn)，檢查方法與試噴時(shí)粘結(jié)力測(cè)試方法一致，檢測(cè)值不小于0.2kg/cm3。圖5.2.4-3聚氨酯面層清掃作業(yè)5.2.5第二層聚氨酯噴涂第一層聚氨酯表面的回彈料清掃干凈，粘結(jié)力抽檢合格，即可開始本層噴涂，本層噴涂厚度6mm，為便于區(qū)分噴涂界面，可在聚氨酯噴送設(shè)備內(nèi)加入黑色顏料，噴涂完成部位呈暗灰色或者按照自下而上逐層順序噴涂（可透光區(qū)分）。噴涂操作方法同上，本層可不再檢查粘結(jié)力。5.2.6第三層聚氨酯（8mm厚）第二層表面的回彈料清掃干凈，開始本層噴涂，噴涂方法同上，不同之處在于，在聚氨酯噴送設(shè)備內(nèi)加入藍(lán)色顏料，噴涂完成部位呈淡灰色。5.2.7鋼筋標(biāo)簽安裝第三層泡沫表面的粉末清理完畢，在整個(gè)倉體內(nèi)表面埋入貼盤式鋼筋標(biāo)簽，鋼筋標(biāo)簽在整個(gè)膜體內(nèi)表面均勻分布，豎向間距750mm，水平間距600mm，最底層標(biāo)簽距離環(huán)墻頂面300mm，標(biāo)簽安裝時(shí)，必須保持水平向每道標(biāo)簽的高度一致。為便于控制水平度，安裝前可在穹頂中心點(diǎn)固定直徑1.5mm的鐵絲，以最底層標(biāo)簽為基準(zhǔn)，沿聚氨酯內(nèi)表面向上用鋼尺每量取750mm，做點(diǎn)標(biāo)記，鐵絲拉緊至標(biāo)記點(diǎn)，以拉至標(biāo)記點(diǎn)的長度在聚氨酯表面找水平線，以此線為基準(zhǔn)，在線上每600m插入標(biāo)簽，貼盤貼緊聚氨酯表面，均勻、水平的分布在聚氨酯表面，為架力鋼筋綁扎質(zhì)量控制創(chuàng)造了條件。圖5.2.7-1水平度控制示意圖5.2.7-2鋼筋標(biāo)簽5.2.8第四層聚氨酯表面的噴涂（厚度約為20mm），按照聚氨酯本色進(jìn)行噴涂，噴涂方法基本同上,只是由于噴涂厚度較厚，噴槍的移動(dòng)速度較慢。圖5.2.8-1鋼筋標(biāo)簽預(yù)埋第四層噴涂完成后將表面的粉末清除干凈，檢查表面外觀質(zhì)量、總厚度、鋼筋標(biāo)簽的錨固力。5.2.8.1檢查表面平整度，大面應(yīng)平整，細(xì)部觀察應(yīng)粗糙，以便于與混凝土構(gòu)造層之間能更好的粘結(jié)。5.2.8.2隨機(jī)用鈍尖探針檢查聚氨酯總厚度，厚度偏差為－5mm、+10，檢查數(shù)量為每100m2一個(gè)點(diǎn)。5.2.8.3鋼筋標(biāo)簽錨固力標(biāo)簽拉拔力采用隨機(jī)抽查的方式，對(duì)泡沫的整體厚度及鋼筋標(biāo)簽的拉拔力進(jìn)行驗(yàn)收。用標(biāo)簽的外漏部分鐵絲捆綁拉力計(jì)的掛鉤，人工拉拔檢測(cè)鋼筋標(biāo)簽拉拔力，拉拔力測(cè)試值不得低于35kg，抽檢數(shù)量不得少于30個(gè)，合格點(diǎn)率不少于90%；標(biāo)簽間距允許偏差±20mm。5.3勞動(dòng)組織勞動(dòng)組織見表5-1。表5.3-1勞動(dòng)組織表序號(hào)工種名稱單位數(shù)量作業(yè)內(nèi)容1噴射手名4界面劑、聚氨酯噴涂2輔助人員名6管道看護(hù)、鋼筋標(biāo)簽安裝、表面清掃3司機(jī)名2吊車駕駛4配料及控制名2聚氨酯配比機(jī)看護(hù)、聚氨酯配料5材料倒運(yùn)名4聚氨酯A、B料倒運(yùn)，安裝給料泵6.材料與設(shè)備6.1材料準(zhǔn)備表6.1-1施工材料一覽表序號(hào)材料名稱樣式或主要成分單位數(shù)量用途1聚氨酯組分A多亞甲基多苯基異氰酸酯T12.03A、B料配合使用形成泡沫體2聚氨酯組分B聚醚組合料T12.033界面劑水基丙烯酸涂料T1.6氣膜表面噴涂4鋼筋標(biāo)簽貼盤式根16100鋼筋架立、固定5顏料黑色L22.68聚氨酯噴涂層區(qū)分6.2設(shè)備、工器具準(zhǔn)備表6.2-1設(shè)備、工器具材料一覽表序號(hào)機(jī)具名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量用途1汽車吊160t臺(tái)1穹頂部分噴涂2汽車吊70t臺(tái)1中間段噴涂3伸縮臂叉車XT680-170臺(tái)2底部噴涂4空氣壓縮機(jī)75kw臺(tái)2壓縮空氣噴涂5風(fēng)機(jī)臺(tái)4維持倉內(nèi)壓力6氣動(dòng)高壓噴涂機(jī)（美國GacoWestern生產(chǎn)）（GRACO）XTREMEX70臺(tái)4界面劑噴涂7聚氨酯噴送設(shè)備（sprayworks生產(chǎn)的）GH-402000泡沫劑臺(tái)1原材料加溫、噴涂8氣動(dòng)油桶泵手提式臺(tái)4泡沫原材料輸送9紅外線溫濕測(cè)試儀個(gè)1倉內(nèi)溫濕度監(jiān)測(cè)10笤帚小笤帚把6清掃聚氨酯表面的粉末11軟管φ50M240泡沫混合料12對(duì)講機(jī)萬華臺(tái)4吊車信號(hào)聯(lián)絡(luò)6.3安全防護(hù)用品表6.3-1安全防護(hù)用品一覽表序號(hào)名稱單位數(shù)量使用人1醫(yī)用防護(hù)服套14套噴射手及吊車信號(hào)聯(lián)絡(luò)人員2護(hù)目鏡副50全體作業(yè)人員3安全帶條10噴射手及清掃人員4一次性口罩個(gè)100全體作業(yè)人員5鋼頭鞋雙18全體作業(yè)人員6.4試驗(yàn)儀器表6.4-1試驗(yàn)儀器一覽表序號(hào)儀器名稱型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量備注1溫濕度測(cè)試儀臺(tái)12彈簧秤60kg把1拉結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)3量筒3.78L臺(tái)1界面劑配料4鋼卷尺5m把1厚度檢測(cè)7.質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016）7.1.2《氣膜鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工與驗(yàn)收規(guī)范》（NB/T51080）7.1.3《噴涂聚氨酯硬泡體保溫材料》（JCT9986）7.1.4《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》（GB86242）7.1.5《硬泡聚氨酯保溫防水工程技術(shù)規(guī)范》（GB50404）7.1.6《塑料用氧指數(shù)法測(cè)定燃燒行為第2部分》（GBT2406.2）7.2質(zhì)量控制措施7.2.1噴涂期間，倉內(nèi)作業(yè)面的濕度不得超過50%（地面滿鋪塑料布，防止地氣返潮），溫度不得低于15℃；界面劑原材料存放地，溫度不得低于7.2℃，否則應(yīng)采取保溫措施。為便于溫度控制，聚氨酯材料距離聚氨酯噴送機(jī)的距離不宜遠(yuǎn)于15m，高溫天氣應(yīng)搭設(shè)保溫棚，放在遮陽棚內(nèi)，雨雪天氣嚴(yán)禁施工。7.2.2聚氨酯噴涂應(yīng)分段分層交圈進(jìn)行，首層厚度不宜超過10mm，其它層的厚度不宜超過15mm。相鄰兩層的接縫應(yīng)錯(cuò)開，錯(cuò)開寬度不得小于500mm。7.2.3在前兩層噴涂時(shí)，根據(jù)透光度觀感檢查噴涂面范圍及厚度，不易過厚，到第三遍噴涂時(shí)，加入顏料，用顏色區(qū)分開，以防漏噴，但顏料不得影響聚氨酯的性能。7.2.4每層聚氨酯厚度應(yīng)均勻，噴涂時(shí)應(yīng)盡量保持噴槍均勻揮動(dòng)，噴槍揮動(dòng)幅度保持一致，吊車旋轉(zhuǎn)勻速進(jìn)行。每層聚氨酯噴涂完成后，都要將表面的回彈料清除干凈。7.2.5噴涂過程中，鋼筋標(biāo)簽不能隨意拆除。最底端鋼筋標(biāo)簽距離地面不大于300mm，標(biāo)簽安裝位置允許偏差±20mm。7.2.6界面劑噴涂后應(yīng)進(jìn)行檢查，表面手摸上去應(yīng)粘手，盡量減少凹凸不平，表面不應(yīng)有水滴及油污。噴涂時(shí)添加顏料以增強(qiáng)其可見性，方便技術(shù)員更好地查看界面劑的噴涂效果。聚氨酯每層表觀大面應(yīng)平整，細(xì)部紋理明顯，手摸粗糙，每分層噴涂完成，必須將回彈料清掃干凈，以增加各層之間的粘結(jié)力，若施工過程中各層基面出現(xiàn)結(jié)露潮濕現(xiàn)象，應(yīng)停止作業(yè)，待處理完成后方可繼續(xù)施工。若在噴涂過程中出現(xiàn)聚氨酯起泡（直徑大于2cm的分層泡），則應(yīng)及時(shí)調(diào)整管道溫度或催化劑（A33）的添加量以加快催化速度使之其快于表干速度。7.3質(zhì)量控制關(guān)健點(diǎn)表7.3-1質(zhì)量控制點(diǎn)控制環(huán)節(jié)控制要點(diǎn)責(zé)任人控制方法噴涂遍數(shù)總計(jì)四遍施工員、技術(shù)員第1、2遍根據(jù)透光度，第3、4變加入顏料區(qū)分涂層涂層厚度分層厚度，總厚度測(cè)量員、質(zhì)檢員噴槍頭與受噴面的距離，噴槍揮動(dòng)速度。鈍尖探針檢查涂層厚度。鋼筋標(biāo)簽拉拔力技術(shù)員貼盤埋深，標(biāo)簽定位間距，聚氨酯分層表觀質(zhì)量、分層清理。彈簧秤檢測(cè)拉拔力。粘結(jié)強(qiáng)度界面劑與聚氨酯，聚氨酯分層之間質(zhì)檢員、技術(shù)員氣膜表面清潔度，界面劑表觀質(zhì)量，聚氨酯噴涂分層清潔度，細(xì)部表面粗糙程度。8.安全措施8.1在倉內(nèi)作業(yè)的人員必須正確佩戴安全保等防護(hù)用品，嚴(yán)謹(jǐn)酒后上崗，