氣膜鋼筋混凝土結構工程聚氨酯泡沫噴涂施工技術1.前言近年來，隨著我國經濟的快速發展，節能環保工作壓力不斷加大，國家對建筑節能和施工環保工作提出了更高的要求。為了響應國家政策，公司引進了氣膜鋼筋混凝土結構建筑，并與上海交通大學、河北工程大學等高校合作實施國產化研究，通過消化、吸收和再創新，形成了氣膜鋼筋混凝土結構建筑設計、施工綜合技術。該技術成果先后應用于中天合創能源責任有限公司葫蘆素選煤廠和門克慶選煤廠等工程，并進一步總結和形成了《氣膜鋼筋混凝土結構工程聚氨酯泡沫噴涂施工技術》。2.技術特點2.1氣膜鋼筋混凝土結構氣膜充氣成型后，在氣膜內表面噴涂聚氨酯材料，發泡形成具有一定強度的硬泡體，泡體與氣膜共同形成具有一定強度的殼體，確保結構整體形態的穩定，并承受后期混凝土結構施工荷載。2.2噴涂的過程中，在聚氨酯硬泡體內埋入貼盤式鋼筋標簽，即可作為聚氨酯噴涂厚度的標簽，也作為結構層鋼筋綁扎的固定點。2.3聚氨酯結構層在添加了阻燃劑發泡成型后，具有保溫、隔熱的特點，可作為結構保溫層，有效降低建筑結構能耗。2.4充分利用設備性能采用全面分層，上、中、下三個作業面同時施工的方法，有效利用設備和空間，加快施工進度，有利于快速形成穩定殼體結構。2.5聚氨酯噴涂在氣膜內進行，能有效控制對大氣環境的污染。3.適用范圍本技術適用于各種類型的氣膜鋼筋混凝土結構工程聚氨酯泡沫結構施工。4.工藝原理聚氨酯硬質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，經化學反應形成硬質泡沫體。A、B料經發泡機加壓、加溫，經管道送到噴槍混合室內混合，用壓縮空氣噴涂于氣膜內表面瞬間發泡形成的硬泡體。噴涂過程中埋入貼盤式鋼筋標簽，利用聚氨酯硬泡體的粘結力，將貼盤式鋼筋標簽與聚氨酯硬泡體固結成整體，施工完成后，用貼盤式鋼筋標簽固定鋼筋骨架，綁扎結構層鋼筋。5.施工操作流程及工藝要點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→鋼筋標簽安裝→第四層噴涂→質量驗收5.2操作工藝5.2.1膜體表面清理（1）氣膜充氣成型后，氣膜表面會附著一些灰塵和水蒸氣，它會影響界面劑與氣膜的粘結力，因此在界面劑噴涂前必須將其清理干凈。清理時，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地面、設備、材料表面的進行覆蓋，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，噴涂時便于區分已噴涂面與未噴涂面。配料在原料桶內進行，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，因為靜止時間長時界面劑會發生沉淀，稠度不均勻。圖5.2.2-2界面劑拌合（3）噴涂作業噴涂采用氣動高壓噴涂機，操作平臺距離氣膜1～1.5m。噴嘴距離氣膜0.5～0.8m，噴射路線呈“S”形運動，噴槍上下揮動噴射幅度為1.0～1.5m高，一次運動寬度約為0.3m，移動速度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，2人可在操作平臺同時噴涂，操作平臺沿球倉內壁豎向移動；利用吊車噴涂時，操作平臺內1人噴涂、1人指揮吊車，操作平臺沿球倉內壁水平移動。圖5.2.2-3界面劑噴涂作業走向示意圖5.2.2-4倉內基層界面劑噴涂作業5.2.3聚氨酯試噴5.2.3.1設備調試安裝好聚氨酯噴送設備后，布設溫控管、溫控系統傳感線，調整聚氨酯配合比（A：B=1：1），檢查噴槍和軟管是否有泄漏或阻塞，確保噴送系統運轉正常。5.2.3.2初步試噴初步試噴在地面上進行，主要是檢查配比及泡沫體的質量，試噴面積約4m2。調整風壓力在0.6～0.8MPa，槍頭朝向地面，距離地面0.8m，進行試噴，2～3秒后泡沫體逐漸成形，3～5分鐘后觀察噴涂物的結構，表面應呈橘黃色，結構致密。若噴涂物太稀或太軟，則是配比不合理，進行調整，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行，主要是檢查聚氨酯在氣膜上的成型質量及與氣膜的粘結力。在界面劑表面噴涂6mm厚泡沫紙2～3㎡，半小時后觀察成型質量，并測試界面劑與聚氨酯泡沫的粘結力。觀察聚氨酯表面，表面應平整，紋理均勻，手摸有粗糙感，這種形態便于各層泡沫之間更好的粘結。采用局部分割的方法測試聚氨酯與界面劑的粘結力，選用直徑50mm的開孔器，人工用手旋轉進泡沫體，形成直徑50mm的圓型獨立泡沫單元，將瞬間膠涂抹在測試板板面，測試板緊貼在泡沫單元上，用手壓緊5分鐘后，將拉力計掛在測試板拉環上進行拉力檢測，拉力值應不低于0.20kg/cm2。圖5.2.3-1測試板效果圖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，在倉內分三個作業段平行施工，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。噴涂時以操作人員胸部為中心，噴槍在上下1m左右范圍內移動，槍口距離氣膜內表面1.0～1.5m，噴涂路線呈“S”形運動，噴槍上下揮動噴射幅度為2.0～2.5m高，一次運動寬度約為0.2～0.3m，運動速度要均勻，后一圈壓前一圈的1/2，噴射豎向第二行時，行與行間須搭接200～300mm，噴槍運動順序如下圖：圖5.2.4-1聚氨酯噴涂作業走向示意圖5.2.4-2第一遍聚氨酯噴涂作業5.2.4.2回彈料清理，聚氨酯分層厚度、粘結力檢查第一遍全部噴涂完成后，在操作平臺內，人工用掃帚清掃泡沫表面的回彈料顆粒。清理完成，現場抽查泡沫噴涂厚度，用深度探針（針尖為鈍鐵）檢查涂層厚度，測點至少90%滿足最小平面厚度要求。粘結力檢查不少于15個點，檢查方法與試噴時粘結力測試方法一致，檢測值不小于0.2kg/cm3。圖5.2.4-3聚氨酯面層清掃作業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，粘結力抽檢合格，即可開始本層噴涂，本層噴涂厚度6mm，為便于區分噴涂界面，可在聚氨酯噴送設備內加入黑色顏料，噴涂完成部位呈暗灰色或者按照自下而上逐層順序噴涂（可透光區分）。噴涂操作方法同上，本層可不再檢查粘結力。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，在聚氨酯噴送設備內加入藍色顏料，噴涂完成部位呈淡灰色。5.2.7鋼筋標簽安裝第三層泡沫表面的粉末清理完畢，在整個倉體內表面埋入貼盤式鋼筋標簽，鋼筋標簽在整個膜體內表面均勻分布，豎向間距750mm，水平間距600mm，最底層標簽距離環墻頂面300mm，標簽安裝時，必須保持水平向每道標簽的高度一致。為便于控制水平度，安裝前可在穹頂中心點固定直徑1.5mm的鐵絲，以最底層標簽為基準，沿聚氨酯內表面向上用鋼尺每量取750mm，做點標記，鐵絲拉緊至標記點，以拉至標記點的長度在聚氨酯表面找水平線，以此線為基準，在線上每600m插入標簽，貼盤貼緊聚氨酯表面，均勻、水平的分布在聚氨酯表面，為架力鋼筋綁扎質量控制創造了條件。圖5.2.7-1水平度控制示意圖5.2.7-2鋼筋標簽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，噴槍的移動速度較慢。圖5.2.8-1鋼筋標簽預埋第四層噴涂完成后將表面的粉末清除干凈，檢查表面外觀質量、總厚度、鋼筋標簽的錨固力。5.2.8.1檢查表面平整度，大面應平整，細部觀察應粗糙，以便于與混凝土構造層之間能更好的粘結。5.2.8.2隨機用鈍尖探針檢查聚氨酯總厚度，厚度偏差為－5mm、+10，檢查數量為每100m2一個點。5.2.8.3鋼筋標簽錨固力標簽拉拔力采用隨機抽查的方式，對泡沫的整體厚度及鋼筋標簽的拉拔力進行驗收。用標簽的外漏部分鐵絲捆綁拉力計的掛鉤，人工拉拔檢測鋼筋標簽拉拔力，拉拔力測試值不得低于35kg，抽檢數量不得少于30個，合格點率不少于90%；標簽間距允許偏差±20mm。5.3勞動組織勞動組織見表5-1。表5.3-1勞動組織表序號工種名稱單位數量作業內容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、鋼筋標簽安裝、表面清掃3司機名2吊車駕駛4配料及控制名2聚氨酯配比機看護、聚氨酯配料5材料倒運名4聚氨酯A、B料倒運，安裝給料泵6.材料與設備6.1材料準備表6.1-1施工材料一覽表序號材料名稱樣式或主要成分單位數量用途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聚氨酯噴涂層區分6.2設備、工器具準備表6.2-1設備、工器具材料一覽表序號機具名稱規格型號單位數量用途1汽車吊160t臺1穹頂部分噴涂2汽車吊70t臺1中間段噴涂3伸縮臂叉車XT680-170臺2底部噴涂4空氣壓縮機75kw臺2壓縮空氣噴涂5風機臺4維持倉內壓力6氣動高壓噴涂機（美國GacoWestern生產）（GRACO）XTREMEX70臺4界面劑噴涂7聚氨酯噴送設備（sprayworks生產的）GH-402000泡沫劑臺1原材料加溫、噴涂8氣動油桶泵手提式臺4泡沫原材料輸送9紅外線溫濕測試儀個1倉內溫濕度監測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對講機萬華臺4吊車信號聯絡6.3安全防護用品表6.3-1安全防護用品一覽表序號名稱單位數量使用人1醫用防護服套14套噴射手及吊車信號聯絡人員2護目鏡副50全體作業人員3安全帶條10噴射手及清掃人員4一次性口罩個100全體作業人員5鋼頭鞋雙18全體作業人員6.4試驗儀器表6.4-1試驗儀器一覽表序號儀器名稱型號規格單位數量備注1溫濕度測試儀臺12彈簧秤60kg把1拉結強度檢測3量筒3.78L臺1界面劑配料4鋼卷尺5m把1厚度檢測7.質量控制7.1質量控制標準7.1.1《建筑設計防火規范》（GB50016）7.1.2《氣膜鋼筋混凝土結構施工與驗收規范》（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》（GB86242）7.1.5《硬泡聚氨酯保溫防水工程技術規范》（GB50404）7.1.6《塑料用氧指數法測定燃燒行為第2部分》（GBT2406.2）7.2質量控制措施7.2.1噴涂期間，倉內作業面的濕度不得超過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的距離不宜遠于15m，高溫天氣應搭設保溫棚，放在遮陽棚內，雨雪天氣嚴禁施工。7.2.2聚氨酯噴涂應分段分層交圈進行，首層厚度不宜超過10mm，其它層的厚度不宜超過15mm。相鄰兩層的接縫應錯開，錯開寬度不得小于500mm。7.2.3在前兩層噴涂時，根據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，加入顏料，用顏色區分開，以防漏噴，但顏料不得影響聚氨酯的性能。7.2.4每層聚氨酯厚度應均勻，噴涂時應盡量保持噴槍均勻揮動，噴槍揮動幅度保持一致，吊車旋轉勻速進行。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，鋼筋標簽不能隨意拆除。最底端鋼筋標簽距離地面不大于300mm，標簽安裝位置允許偏差±20mm。7.2.6界面劑噴涂后應進行檢查，表面手摸上去應粘手，盡量減少凹凸不平，表面不應有水滴及油污。噴涂時添加顏料以增強其可見性，方便技術員更好地查看界面劑的噴涂效果。聚氨酯每層表觀大面應平整，細部紋理明顯，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力，若施工過程中各層基面出現結露潮濕現象，應停止作業，待處理完成后方可繼續施工。若在噴涂過程中出現聚氨酯起泡（直徑大于2cm的分層泡），則應及時調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質量控制關健點表7.3-1質量控制點控制環節控制要點責任人控制方法噴涂遍數總計四遍施工員、技術員第1、2遍根據透光度，第3、4變加入顏料區分涂層涂層厚度分層厚度，總厚度測量員、質檢員噴槍頭與受噴面的距離，噴槍揮動速度。鈍尖探針檢查涂層厚度。鋼筋標簽拉拔力技術員貼盤埋深，標簽定位間距，聚氨酯分層表觀質量、分層清理。彈簧秤檢測拉拔力。粘結強度界面劑與聚氨酯，聚氨酯分層之間質檢員、技術員氣膜表面清潔度，界面劑表觀質量，聚氨酯噴涂分層清潔度，細部表面粗糙程度。8.安全措施8.1在倉內作業的人員必須正確佩戴安全保等防護用品，嚴謹酒后上崗，