简介
硬泡聚氨酯保温材料是一种用途广泛的节能保温防水材料，在屋面上应用时，绝大多数是现场喷涂施工。经直接喷涂的高闭孔率硬泡聚氨酯具有防水保温一体化的功能。硬泡聚氨酯保温防水材料具有无毒，无污染，自重轻，强度高，防水保温性能好，使用寿命长，与其他建筑材料粘结能力强等优异性能。
聚氨酯防水保温复合屋面以硬泡聚氨酯为防水保温层，用聚合物砂浆做防水抗裂保护层。它将防水保温功能结合为一体，组成可靠的屋面系统，解决屋面的渗漏难题和保温与防水相互影响的通病，使屋面具有长期的节能效果。
硬泡聚氨酯特别适用于既有建筑屋面的保温改造。它集保温与防水于一体，且重量轻、强度高，保温防水效果好，能防止屋顶结露，适用于形状复杂的屋面，施工时不会破坏原有的屋面保护层。
技术要求
①屋面用喷涂硬泡聚氨酯的物理性能
| 项目 | 性能要求 | 试验方法 | ||
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | ||
| 密度/(kg/m³) | ≥35 | ≥45 | 55 | GB/T6343 |
| 导热系数 W/(m·K)飞 |
0.024 | 0.024 | ≤0.024 | GB3399 |
| 压缩性能 (形变10%) /kPa |
≥150 | ≥200 | ≥300 | GB/T8813 |
| 不透水性 (无结皮) (0.2MPa， 30min) |
不透 水 |
GB50404-2007 规范附录A |
||
| 尺寸稳定性(70℃， 48h)/% |
3 | 2 | GB/T8811 | |
| 闭孔率/% | ≥90 | ≥92 | ≥95 | GB/T10799 |
| 吸水率/% | 3 | 2 | GB8810 | |
②抗裂聚合物水泥砂浆配制所用的原材料应符合下列要求：
聚合物乳液的外观质量应均匀，无颗粒、异物和凝固物，固体含量应大于45%。
水泥宜采用强度等级不低于32.5的普通硅酸盐水泥，不得使用过期或受潮结块水泥。
砂宜采用细砂，含泥量不应大于1%。
水应采用不含有毒物质的洁净水。
增强纤维宜采用短切聚酯或聚丙烯等纤维。
抗裂聚合物水泥砂浆的物理性能：
| 项目 | 性能要求 | 试验方法 |
| 黏结强度/MPa | ≥1.0 | JC/T984 |
| 抗折强度/MPa | ≥7.0 | JC/T984 |
| 压折比 | ≤3.0 | JC/T984 |
| 吸水率/% | 6 | JC474 |
| 抗冻融性(-15~+20℃，25次循环) | 无开裂、无粉化 | JC/T984 |
硬泡聚氨酯的原材料应密封包装，在贮运过程中严禁烟火，注意通风、干燥，防止曝晒、雨淋，不得接近热源和接触强氧化、腐蚀性化学品。
硬泡聚氨酯的原材料及配套材料进场后，应加标志分类存放。
应用条件
①伸出屋面的管道、设备、基座或预制件等应在硬泡聚氨酯施工前安装牢固，并做好密封防水处理。硬泡聚氨酯施工完成后，不得在其上凿孔、打洞或重物撞击。确需在已完工后的硬泡聚氨酯防水保温层上凿孔开洞的，凿孔开洞后应由专业施工队进行修补。
②硬泡聚氨酯保温层上不得直接进行防水材料热熔、热粘法施工。
③硬泡聚氨酯同其他防水材料（指涂料、卷材）或防护涂料一起使用时，其材性应相容。
④硬泡聚氨酯表面不得长期裸露，硬泡聚氨酯喷涂完工后，应及时做水泥砂浆找平层、抗裂聚合物水泥砂浆层或防护涂料层。
工程设计
1．设计厚度
屋面工程分为4个防水等级，按不同等级进行设防。喷涂硬泡聚氨酯防水保温材料可作为一道设防，不同防水等级的设防要求应符合《屋面工程技术规范》（GB50345—2012）的有关规定。
屋面硬泡聚氨酯保温层的设计厚度，应根据国家和本地区现行的建筑节能设计标准规定的屋面传热系数限值，进行热工计算确定。
2．屋面硬泡聚氨酯保温防水构造
采用硬泡聚氨酯的屋面主要由结构层、硬泡聚氨酯防水保温层、保护层构成。屋面硬泡聚氨酯保温防水构造由找坡（找平）层、硬泡聚氨酯保温（防水）层和保护层组成。
2．屋面硬泡聚氨酯保温防水构造采用硬泡聚氨酯的屋面主要由结构层、硬泡聚氨酯防水保温层、保护层构成。屋面硬泡聚氨酯保温防水构造由找坡（找平）层、硬泡聚氨酯保温（防水）层和保护层组成。
3．坡度
平屋面排水坡度不应小于2%，天沟、檐沟的纵向坡度不应小于1%。屋面单向坡长不大于9m时，可用轻质材料找坡；单向坡长大于9m时，宜做结构找坡。
4．硬泡聚氨酯屋面找平层
硬泡聚氨酯屋面找平层应符合下列规定。
①当现浇钢筋混凝土屋面板不平整时，应抹水泥砂浆找平层，厚度宜为15～20mm。
②水泥砂浆的配合比宜为1∶2.5～1∶3。
③（Ⅰ型）硬泡聚氨酯保温层上的水泥砂浆找平层，宜掺加增强纤维；找平层应设分格缝，缝宽宜为5～20mm，纵横缝的间距不宜大于6m；分格缝内宜嵌填密封材料。
④突出屋面结构的交接处，以及基层的转角处均应做成圆弧形，圆弧半径不应小于50mm。
5．板缝处理规定
装配式钢筋混凝土屋面板的板缝，应用强度等级不小于C20的细石混凝土将板缝灌填密实；当缝宽大于40mm时，应在缝中放置构造钢筋；板端缝应进行密封处理。
如遇到大面积结构层（超过500m2以上），为防止混凝土板因温差变化收缩开裂破坏硬泡聚氨酯层，需在结构墙及女儿墙交接处涂刷1～2遍高弹性柔性防水材料（如丙烯酸涂料、聚合物水泥防水涂料）作过渡层，以适应基层在一定范围内的收缩裂缝，而不直接破坏硬泡聚氨酯层。
6．硬泡聚氨酯的表面防护
硬泡聚氨酯的保护层可选用40mm厚的1∶3的钢丝网水泥砂浆或C15的无筋细石混凝土，同时设立分格缝。
硬泡聚氨酯防水保温层根据屋面的使用情况，可分为上人屋面和不上人屋面。喷涂硬泡聚氨酯非上人屋面采用复合保温防水层，必须在（Ⅱ型）硬泡聚氨酯的表面刮抹抗裂聚合物水泥砂浆。抗裂聚合物水泥砂浆的厚度宜为3～5mm。
喷涂硬泡聚氨酯非上人屋面采用保温防水层，应在（Ⅲ型）硬泡聚氨酯的表面涂刷耐紫外线的防护涂料。
上人屋面应采用细石混凝土、块体材料等作保护层，保护层与硬泡聚氨酯之间应铺设隔离材料。细石混凝土保护层应留设分格缝，其纵、横向间距宜为6m。
硬泡聚氨酯用作坡屋面保温防水层时，应符合现行国家《屋面工程技术规范》（GB50345—2012）的有关规定；当采用机械固定防水层（瓦）时，应对固定钉做防水处理。
细部构造
1．天沟、檐沟保温防水构造天沟、檐沟保温防水构造应符合下列规定。
①天沟、檐沟部位应直接连续喷涂硬泡聚氨酯，喷涂厚度不应小于20mm。
②硬泡聚氨酯的收头应采用压条钉压固定，并用密封材料封严。
③高低跨内排水天沟与立墙交接处，应采取能适应变形的密封处理。
④屋面为无组织排水时，应直接连续喷涂硬泡聚氨酯至檐口附近100mm处，喷涂厚度应逐步均匀减薄至20mm；檐口收头处可用压条钉压固定和密封材料封严。
2．山墙、女儿墙、泛水保温防水构造
山墙、女儿墙、泛水保温防水构造应符合下列规定。
①泛水部位应直接连续喷涂硬泡聚氨酯，喷涂高度不应小于250mm。
②墙体为砖墙时，硬泡聚氨酯泛水可直接连续喷涂至山墙凹槽部位（凹槽距屋面高度不应小于250mm）或至女儿墙压顶下，泛水收头应采用压条钉压固定和密封材料封严。
③墙体为混凝土时，硬泡聚氨酯泛水可直接连续喷涂至墙体距屋面高度不小于250mm处；泛水收头应采用金属压条固定和密封材料封固，并在墙体上用螺钉固定能自由伸缩的金属盖板。
3．变形缝保温防水构造
变形缝保温防水构造应符合下列规定：
①硬泡聚氨酯应直接连续喷涂至变形缝顶部。
②变形缝内宜填充泡沫塑料，上部填放衬垫材料，并用卷材封盖。
③顶部应加扣混凝土盖板或金属盖板。
4．水落口保温防水构造
水落口有直式水落口和横式水落口之分，直式水落口周围1m范围内的坡度不应小于2%，横式水落口在山墙、女儿墙上应根据泛水高度要求设置。水落口杯宜采用塑料或铸铁制品，水落口应做密封处理，在喷涂硬泡聚氨酯前，应先加铺聚氨酯防水涂料附加层。
水落口保温防水构造应符合下列规定：
①水落口埋设标高应考虑水落口设防时增加的硬泡聚氨酯厚度及排水坡度加大的尺寸。
②水落口周围直径500mm范围内的坡度不应小于5%；水落口与基层接触处应留宽20mm、深20mm的凹槽，嵌填密封胶。
③喷涂硬泡聚氨酯距水落口500mm的范围内应逐渐均匀变薄，最薄处厚度不应小于15mm，并伸入水落口50mm。
5．伸出屋面管道保温防水构造
伸出屋面管道保温防水构造应符合下列规定。
①伸出屋面管道周围的找坡层应做成圆锥台。
②管道与找平层间应留凹槽，并嵌填密封材料。
③硬泡聚氨酯应直接连续喷涂至管道距屋面高度250mm处，收头处应采用金属箍将硬泡聚氨酯箍紧，并用密封材料封严。
6．屋面出入口保温防水构造
屋面出入口保温防水构造应符合下列规定。
①屋面垂直出入口硬泡聚氨酯应直接连续喷涂至出入口顶部；收头应采用金属压条钉压固定和密封材料封严。
②屋面水平出入口硬泡聚氨酯应直接续喷涂至出入口混凝土踏步处，收头应采用金属压条钉压固定和密封材料封严，并在硬泡聚氨酯外侧设护墙。
工程施工
1．基本要求喷涂硬泡聚氨酯屋面的基层应符合下列要求。
①基层应坚实、平整、干燥、干净。
②对既有建筑屋面基层不能保证与硬泡聚氨酯黏结牢固的部分应清除干净，并修补缺陷和找平。
③基层经检查验收合格后方可进行硬泡聚氨酯施工。
④屋面与山墙、女儿墙、天沟、檐沟及凸出屋面结构的交接处应符合细部构造设计要求。
2．施工基本要求
喷涂硬泡聚氨酯屋面保温防水工程施工应符合下列规定。
①喷涂硬泡聚氨酯屋面施工应使用专用喷涂设备。
②施工前应对喷涂设备进行调试，喷涂三块500mm×500mm、厚度不小于50mm的试块，进行材料性能检测。
③喷涂作业，喷嘴与施工基面的间距宜为800～1200mm。
④根据设计厚度，一个作业面应分几遍喷涂完成，每遍厚度不宜大于15mm。当日的施工作业面必须于当日连续喷涂施工完毕。
⑤硬泡聚氨酯喷涂后20min内严禁上人。
3．聚合物水泥砂浆和涂料施工基本要求
用于（Ⅱ型）硬泡聚氨酯复合保温防水层的抗裂聚合物水泥砂浆施工，应符合下列规定。
①抗裂聚合物水泥砂浆施工应在硬泡聚氨酯层检验合格并打扫干净后进行。
②施工时严禁损坏已固化的硬泡聚氨酯层。
③配制抗裂聚合物水泥砂浆应按照配合比，做到计量准确，搅拌均匀。一次配制量应控制在可操作时间内用完，且施工中不得随意加水。
④抗裂聚合物水泥砂浆层，应分2～3遍刮抹完成。
⑤抗裂聚合物水泥砂浆硬化后宜采用干湿交替的方法养护。在潮湿环境中可在自然条件下养护。
⑥用于（Ⅲ型）硬泡聚氨酯保温防水层的防护涂料，应待硬泡聚氨酯施工完成并清扫干净后涂刷，涂刷应均匀一致，不得漏涂。
4．硬泡聚氨酯保温防水工程的施工
硬泡聚氨酯保温防水材料现场喷涂操作工艺流程为：
原料验收入库→按比例调配配合料→ 设备调整、试喷 → 基层清理→喷涂聚氨酯泡沫体→清理废料 →清理设备
根据配方进行配料，配制配合料（A料），按整个工程的需要量计算出各材料的用量，将多元醇聚醚、催化剂、均泡剂、阻燃剂、防老剂、发泡剂等混合在搅拌器中充分搅拌均匀。
将搅拌均匀的A料取小样与异氰酸酯（B料）按一定的配比做发泡试样，并对试样进行有关的物理性能、阻燃性能等测试。经过不断调整配方、取样、性能测试，直至样品的性能指标达到用户要求为止。最后还要重复3～5次试验，直到所有试验样品的性能完全一致。
喷涂硬泡聚氨酯保温防水材料的施工，应使用现场连续喷涂施工设备，其机具应有可靠的计量装置，误差不应大于4%，喷枪宜采用高压回旋式喷头，泵压力不宜低于0.4MPa。
施工基面经检查验收合格后即可喷涂施工，根据保温防水层的厚度，一个施工作业面应喷涂不少于3遍，屋面上的异形部位应按照细部构造的设计要求进行喷涂施工。施工时的环境温度宜为10～40℃，风速不大于5m/s，相对湿度小于80%。当施工环境温度低于10℃时，应采取可靠的技术措施。
喷涂作业时，应先通压缩空气再启动物料泵，开始时的料液应放弃，待料液的比例正常后方可正式开始喷涂作业，喷枪头距作业面的距离不宜大于500mm，喷枪移动的速度要均匀，第1层喷涂的厚度不宜超过10mm，以后每层喷涂的厚度不宣超过20mm。
在前次喷涂的表面不粘手后，才能喷涂下一层。在喷涂作业中，应随时检查发泡的质量，发现问题并及时解决。
在喷涂作业中途应喷涂1块500mm×500mm×50mm试块，以备检测用。当暂停喷涂作业时，应先停物料泵，待管路中物料吹净后方能停压缩空气。在喷涂作业后，30min内聚氨酯泡沫体上不得上人行走或受压。
常见问题
影响硬泡聚氨酯保温防水材料质量的因素很多，为了便于掌握操作要领，列举了施工中常见的一些质量通病及其原因和解决办法。
| 现象 | 原因分析 | 解决方法 |
| 硬泡聚氨酯发脆、强度低 | ①环境温度、料温低； ②水分掺人量大； ③催化剂用量不足； ④搅拌不充分 |
①提高组分及被保温表面的温度； ②注意空气干燥和外界水分适当； ③提高催化剂用量； ④提高搅拌速度，延长搅拌时间 |
| 泡沫发软、熟化慢 | ①固化剂量小； ②A组分过量； ③料温或表面温度过低 |
①提高有机锡含量； ②提高B组分含量； ③提高料温或加热工作表面 |
| 泡孔偏大、不均匀 | ①稳泡剂少； ②反应温度低； ③搅拌不充分 |
①补加稳泡剂； ②提高料温或增加催化剂、固化剂； ③提高搅拌速度或延长搅拌时间 |
| 闭孔率低、通孔率高 | ①催化剂过量； ②稳泡剂量少； ③B组分纯度过低； ①B组分用量过少 |
①提高有机锡含量，降低胺类含量； ②补加稳泡剂； ③更换B组分； ④提高B组分用量 |
| 塌泡、泡沫不稳定 | ①稳泡剂失效； ②稳泡剂过量； ③固化剂量少 |
①更换稳泡剂； ②减少稳泡剂； ③增加固化剂 |
| 表观密度偏大 | ①发泡剂含量过少； ②料温或环境温度低； ③催化剂、固化剂量少； ④搅拌不充分； ⑤投料太多、内压过大 |
①补加发泡剂； ②提高料温； ③增加催化剂、固化剂用量； ④提高搅拌速度或延长搅拌时间； ⑤准确计算投料量 |
| 收缩变形 | ①反应不充分； ②A组分过量； ③阻燃剂过多 |
①提高料温，延长搅拌时间； ②增加B组分用量； ③调节阻燃剂用量 |
| 泡沫开裂或中心发焦、发黄 | ①固化剂过量； ②反应温度太高； ③发泡体积过大 |
①减少有机锡用量； ②减少催化剂用量； ③减少发泡块体积 |