喷涂聚氨酯外墙外保温系统的质量通病及预防措施

聚氨酯作为一种优异的保温节能材料，是目前所有保温材料中导热系数**低的，并且还具有耐老化、化学稳定性好、防潮防水性优良、耐温不熔化，与建筑物基面粘结力强等优点，作为外墙及屋面防水保温的应用在欧美等国已经有近 30 年的发展史，是目前市场上性能**理想的建筑维护结构的保温材料。如何充分完善聚氨酯硬泡外墙外保温系统，这对于在我国实现更高建筑节能目标具有重要意义。

本文就喷涂聚氨酯外墙外保温系统配套材料的相容性及施工工艺的基本要求，浅要论述其目前存在的质量通病及预防措施。

基层界面处理必要性

从构造上，喷涂工艺的聚氨酯外墙外保温系统一般由基层界面层、保温层、防护层、饰面层四部分复合构成，各层的性能质量都将影响着**终系统的质量。

通常我们都认识到聚氨酯硬泡体在发泡成型过程中对很多基层有较强的粘结力，对混凝土、水泥砂浆当然不例外。在干燥无浮灰的情况下，聚氨酯与基层的粘结层可以超过聚氨酯本体的强度，但在实际施工过程中，基层多少会存在一定的浮灰，聚氨酯硬泡体反应速度较快，没有太多的时间向基层进一步渗透，因此有浮灰的情况下会影响结合力。此外影响聚氨酯正常粘结力的另一个重要因素是当外墙保温施工过程中或施工完不久，内墙、地面等工程正在进行“湿作业”，水份会通过墙体渗至外墙外侧面，直接影响到聚氨酯粘结面，会大大影响聚氨酯与基层粘结强度，甚至会引起“起壳”剥落等现象。因此完全有必要在喷涂聚氨酯之前对基层进行“防潮隔气”和“增强基层”处理，一般这种界面处理剂要具有较好的渗透性和粘结强度。

喷涂聚氨酯硬泡层

聚氨酯硬泡体是整个系统的主要材料，它的材料优劣直接影响到工程质量。喷涂用聚氨酯硬泡体原材料由多元醇（俗称白料）和无溶剂低挥发性异氰酸酯（俗称黑料）构成。该组合材料在不同季节施工、温度都应有较高的原材料要求。

受材料施工条件、设备、以及环境的影响，聚氨酯硬泡防水保温施工过程中可能会出现非正常现象，**终造成成品质量问题。其中常见的、较严重的通病有：泡沫的收缩和脱落；以及平整度不好控制等问题。为消除泡沫的收缩现象，可采用以下措施：
◆ 增加泡沫骨架的强度，使之足以抵抗形变。
◆ 选用低沸点低碳化合物发泡剂。
◆ 严格保证施工控制条件。配方不当，如加入的氯乙磷酸酯阻燃剂过量，泡沫塑性增加，强度下降，会引起泡沫收缩。

泡沫的脱落现象是指喷涂泡沫之后，在熟化过程中，自动或稍加外力泡沫便从被施工的物件的表面上脱落下来，肉眼观察底层酥脆呈粉末状。克服与解决泡沫脱落现象，可采取以下措施：

◆ 控制发泡物料与空气的湿度。
◆ 提高施工面的干燥程度。
◆ 提高泡沫的韧性。
◆ 提高催化剂的用量，促使反应快速进行，加强胶凝聚合反应。

除泡沫收缩和脱落外，常见的质量问题还有：泡沫平整度不够，泡沫太软、蜂窝状孔、泡孔粗大、塌泡、制品内部烧焦、逸出烟等，一般都是因为原料使用不当，特别是多元醇组合料，涉及调整黏度、发泡时间、固化时间等方面。

聚氨酯喷涂表面的均匀度、平整度技术要求也是整个系统的主要技术要求，聚氨酯硬泡的波峰应控制在﹤ 5 ㎜波峰，否则会大大增加聚氨酯表面防护层厚度，增加成本。

界面剂

聚氨酯喷涂形成的硬质泡沫面层虽有波峰，但是光滑的。一般的抹面材料与之粘合力难以满足要求，因而在防护层和保温层之间必须增加一层界面剂，以增强聚氨酯保温层与防护找平层之间的粘结强度。

防护层材料的要求

开裂是防护层材料存在的严重质量问题，目前保温工程质量问题大多是防护层材料质量不合格或是使用了与系统不匹配的防护材料引起的。其主要原因是：

硬泡聚氨酯保温层本身是一种柔性材料，保温性好，受外界温度影响，膨胀收缩值大大高于表面抹面砂浆，因此，其表面的防护层必须采用特殊的柔性材料，要使其柔韧极限拉伸变形大于**不利情况下的自身变形（干缩变形、化学变形、湿度变形、温度变形）及基层变形之和，从而保证防护层抗裂性要求。因而不应采用所谓的刚性“抗裂砂浆”作为聚氨酯保温层表面的找平及防护层材料。 直接用 刚性 “抗裂砂浆”做防护层，刚性砂浆强度大、收缩大、柔韧变形性不够，容易引起砂浆保护层开裂，进而影响其它材料层的性能，甚至导致整个保温系统的失效和脱落；

有的抗裂砂浆虽然也采用了聚合物进行改良，但柔韧性不够，也会导致开裂；

抗裂砂浆层过厚时，砂浆层也会收缩开裂；根据实际应用结果和数据分析聚氨酯外保护层厚度应控制在 3—6 ㎜ 为 宜。

一般薄抹灰抹面聚合物砂浆要求压折比小于 3 ，有一定的柔韧性，那是在标准温度下标测的数据。一般情况下，抹面砂浆选择的聚合物乳胶粉和乳胶玻璃化温度约－ 5 ℃ 至－ 1 0 ℃ 之间，在 0 ℃ 以上有一定的弹性， 25 ℃ 左右延伸度可达 200％ 以上，适量的聚合物掺量可使抹面材料达到压折比小于 3 的性能指标，延伸率大约在 5％ 左右，但在 -10 ℃ 以下的环境温度，这样的抹面材料几乎是“刚性材料”没有什么延伸率可言。这样的抹面材料在冬季，特别是寒冷、严寒地区这是不能满足使用要求的，所以聚合物的玻璃化温度要尽量低。特别是寒冷严寒地区，气温低，冬季长等特点，采用的聚合物宜控制在－ 20 ℃ 以下为宜，抹面砂浆应控制低温柔韧性，以满足实际工程要求。

由上海房地产科学研究院和克络蒂涂料有限公司联合开发的 193 增强抗裂腻子是一种与聚氨酯匹配的柔性抹面砂浆防护层。其由高强化学纤维、有机高分子聚合物、硅酸盐材料等组成，具有优良的抗裂保护及找平作用，在系统中起到充分的保护硬质聚氨酯的作用。

面砖饰面时防护层材料中的镀锌钢丝网与耐碱玻纤网格布应用的比较

在面砖饰面的保温项目工程中，防护层腻子施工时，使用镀锌钢丝网的情况较多，一般认为钢丝网承重力强，殊不知用镀锌钢丝网代替耐碱玻纤网格布并不是一个明智的方法。

1 、采用面砖饰面时，考虑面砖安全性，聚氨酯的保护层必须采用柔性聚合物砂浆材料，以防止面砖在膨胀收缩时开裂脱落。

2 、钢丝网敷在聚合物砂浆保护层中，钢丝网有弹性，不易铺平整，容易造成腻子表面不平整，继而需要增加找平层厚度，柔性聚合物砂浆材料成本较高，如果增加的找平层采用刚性水泥砂浆找平，则不符合与聚氨酯柔性材料的相容性，会使防护层本身开裂。

3 、钢丝网加强防护层构造成本过高。若以 1 ㎝厚度计，每平方米需要聚合物砂浆 20 ㎏，按正常的价格估算，聚合物砂浆原料成本大于 2000 元 / 吨， 20 ㎏原材料需 40 多元的成本，加镀锌钢丝网约 10 元 /m 2 、锚栓约 5 元 /m 2 、施工人工费用约 15 元 /m 2 ，表面防护层的成本在 70 元以上，目前在国内极少的开发商能认可这样的成本。此外，若抹面材料对钢丝网不能很好地覆盖，受潮气影响会引起铁涨现象，会给工程质量带来隐患。

4 、耐碱玻纤网格布作为抗裂防护层软配筋的关键增强材料，耐碱网格布复合在抹面砂浆中，一方面能有效增加防护层的拉伸强度，另一方面由于能有效分散应力，可以将原本可能产生的较宽裂缝（有害裂缝）分散成许多较细裂缝（无害裂缝）从而形成其抗裂作用。当然耐碱玻纤网格布，因网眼小，会引起抹面保护层“隔离”现象，影响保温体系的整体抗拉强度。因而需增大网格布的网眼尺寸，增加聚合物砂浆对玻纤网格布结合力和自身的粘结强度，以满足系统表面面砖拉拔强度大于 0 ． 4MPa 的指标。

由上海房地产科学研究院与克络蒂涂料有限公司联合推出的 193 聚氨酯彩色防水保温系统在防护层采取柔性增强抗裂腻子与耐碱玻纤网格布的外保温防护层就很好的预防了防护层开裂的通病，且能满足表面粘贴面砖拉拔强度大于 0 ． 4MPa 指标， 是防护层应用中一个成功的范例。

饰面层的材料质量通病和预防措施

聚氨酯硬泡现场喷涂系统饰面可采用涂料、面砖、干挂石材或铝塑板三种系统。干挂石材或铝塑板的外墙外保温系统施工工艺比较简单，不需要加防护层，这里就比较复杂的两种饰面材料：以涂料饰面层和面砖饰面层为例，分析两种施工工艺中存在的质量通病并给出预防措施。

1 、 涂料饰面层开裂、起皮、脱落的问题

涂料饰面材料往往由于采用刚性腻子、不耐水腻子、不耐老化的涂料、或是与腻子不匹配的涂料，从而引起涂料饰面层的开裂、起皮，使饰面层材料应具有的防水性及抗裂性能降低或者完全破坏，影响涂料对墙体的保护功能，造成雨、雪水向墙体内部渗透，危害整个体系的安全性、稳定性和耐久性。

因此在选用时，**应采用耐水性能好的柔性腻子层；其次，要采用配套的、柔韧性好、能增强附着力、抗碱性好的特种底漆来改变基层表面的性质，以分散应力，避免开裂、剥落、鼓泡、起皮、泛碱等不良现象；第三，要选用弹性好、自清洁性好的面层涂料，不能使用漆膜坚硬的无机类涂料。

另外，通过控制涂料饰面层的施工，也可在一定程度上改善涂料开裂的效果。在施工中，应确保腻子层的柔韧性，腻子干燥后再涂刷涂料；不宜采用平涂方法，宜选用凹凸花纹的浮雕涂料，因为采用平涂作法时材料收缩的方向为一条线，故基层材料收缩时易把漆膜拉裂，而凹凸浮雕涂料的变形方向具有多向性，避免漆膜拉裂现象。如若非选用平涂，应选用桔纹状涂料，桔纹状涂料应满足与腻子层的亲和性、柔性、透水性、自清洁能力。

2 、面砖饰面层开裂、脱落的问题

从材料方面考虑，引起面砖饰面层开裂脱落的原因如下：

在以玻纤网为增强材料的抗裂保护层上粘贴面砖，由于玻纤网网孔小，与砂浆握裹不好，玻纤网会形成隔离层，引起面砖开裂、脱落；

使用水泥砂浆或聚灰比达不到要求的聚合物砂浆粘贴面砖，砂浆柔韧性小，满足不了柔性渐变释放应力的原则，面砖饰层则易开裂、空鼓、脱落；

使用水泥砂浆或聚灰比达不到要求的聚合物砂浆进行面砖勾缝，砂浆柔韧性小，无法释放面砖及砂浆本身由于温湿变化产生的变形应力，勾缝砂浆处也可能开裂，从而造成环境或雨水渗漏，使砖面层空鼓、脱落；

使用吸水率大的面砖，吸水后易遭受冻融破坏，引起开裂、空鼓、脱落；

使用不带槽的平板面砖时不易粘结牢固，易脱落。

⑵ 为了解决面砖饰面存在的问题，相关学者进行了大量研究，通过大量比较研究认为，在外墙外保温墙面上粘贴面砖时必须认真考虑以下关键技术因素： 要在保护保温层的前提下，使外保温体系装饰形成一个整体，分散面砖饰面层负荷，改善面砖粘贴基层的强度，达到标准规定要求；

要考虑粘结材料的填缝材料的延伸度压折比、粘结强度、耐候稳定性等主要性能指标以及整个外保温系统材料变形量的匹配性，易释放和消纳热应力或其它应力；

特别面砖填缝剂，需要有较高的弹性变形能力 外保温表面的面砖的热膨胀系数与外保温材料的热膨胀系数有很大的差异。试将从 23 ℃ 加热到 70 ℃ ，再冷却到 23 ℃ 室温，保温材料的尺寸变化一般在 1％ 左右，而实际应用温度为 -20 ℃～ 70 ℃ 。保温材料受温度变化，尺寸变化率大于 1％ ，而刚性面砖变形率为 0. 1％ 。若以 1 ㎡为计量单位，保温材料变化约为 1 ㎝，而面砖尺寸变化约为 0.1cm ，若面砖缝的填缝材料为刚性材料或弹性不够，则装饰面砖会因温度高而受到挤压、拉伸、剪切等力的影响，**终引起填缝材料开裂、渗水、剥落等现象。由此可见，面砖的填缝材料须是柔性材料且能足够地弥补面砖与保温材料因受温度变化引起的变形率差，能成为一条条小的“变形缝”。以尺寸 100mm × 100 mm 面砖为例计算，拼缝设定为 8 mm ，每米面砖缝 10 条，则填缝宽度为 80 mm ，而变形率相差值约大于 9 mm ，所以填缝剂的延伸率应大于 12％ 。面砖越大则填缝越小，要求填缝剂柔性越大，反之越小。当然因为保温材料受表面保护材料网格布等加强材料的约束，实际应用情况要求填缝剂的延伸率较小一些。故此我们从实际应用情况来验证，延伸率大于 10％ 是面砖填缝剂较适宜柔性指标。

综上所述，聚氨酯作为一种优异的保温节能材料，在建筑节能方面具有巨大的发展潜力。喷涂聚氨酯外墙外保温系统由于技术工艺熟练程度的参差不齐，以及对聚氨酯材料性能的认识、施工技术方案的科学制定、配套材料的应用等方面依然存在很多认识不足，因而当前喷涂聚氨酯外墙外保温系统不可避免出现诸多质量通病。但随着建筑节能认识的不断提高以及喷涂聚氨酯外墙外保温工艺技术方案的不断完善，相信聚氨酯作为目前**优良的节能保温材料必将引领建筑环保节能行业新一轮的革命。