-
SPUA喷涂聚脲弹性体在隧道和水利工程中的应用
-
SPUA材料以其独特的组成和反应原理，在工程应用中显示出优越性。由于其快速的固化反应，喷涂1000m2的面积（1.5～2.0mm厚）仅需5小时左右，2h～3h小时即可投入使用。由于层间施工间隔只需几分钟到十几分钟，即一道施工结束，就可立即进行下一道施工，对涂层最终的施工厚度没有限制，而且能够在垂直面施工厚达1～2 mm的涂层不产生流淌现象。SPUA技术还有一个显著特点就是100%固含量，无挥发性有机化合物(0 VOC`s)，只要正确使用本技术，无论是施工期间，还是材料投入使用后，涂层均不产生有害物质和刺激性气味，对环境保护极为有益，属新型环境友好型材料。因此该技术在建筑防水、地下工程、电子、医药、食品、机械、运输等行业具有广阔的应用前景。1 屋面防水我国的建筑屋面防水材料已从单一的沥青品种发展到改性沥青油毡、高分子防水卷材和防水涂料。目前，SBS和APP改性油毡仍是应用广泛的防水材料，在很大程度上解决了以往“三毡四油”的诸多问题，但品种单一，采用单层做法接缝处容易渗漏。高分子防水卷材以EPDM和PVC为主，在国外已十分成熟。但国内EPDM配套的胶粘剂质量差，配套件多，施工质量难以保证。PVC板材在热熔焊接接缝时有氯气产生，不但污染环境，更直接损害了操作工人的身体健康。高档防水涂料以聚氨酯和水性丙烯酸为主。水性丙烯酸涂料耐候性好、易清洁，缺点是低温或高湿的条件下不能施工，透气性高不能封闭水气。聚氨酯弹性防水涂料色彩艳丽，防水性能好，但施工时受湿度的影响易发泡，立面易流淌，而且耐老化性能欠佳，易褪色，易粉化。上述防水材料经日光老化后容易出现开裂；即使防水材料自身不开裂，也会因砼的开裂（由振动、应力、风化等因素引起）而断裂。SPUA材料则不同，因为其自身的柔韧性好、耐老化性好、强度高，即使在混凝土开裂的情况下，不但自身不会断裂，而且还能将混凝土紧紧“抓住”，起到防水和保护作用，特别适用于高档建筑的屋面防水处理。曾有人做过一个有趣的实验分别在钢、砼、沥青表面喷涂脂肪族SPUA材料，将-196℃的液氮距涂层30.5厘米处，喷射到样品表面达30秒，未见涂层任何破坏；当喷射距离减小至10.2厘米时，钢和砼表面的涂层出现轻微裂纹，而沥青表面的涂层却完好无损。另将涂有SPUA材料的砼样品从1.8米高处自由落下，砼自身被震裂，但SPUA材料毫无损坏，并将砼的碎块牢牢地聚集在一起。SPUA材料与现有高档防水材料的性能特点对比见表1。从材料性能上看，SPUA的拉伸强度、使用寿命明显优于聚氨酯防水涂料，拉伸强度等指标接近Ⅰ类合成高分子卷材，使用寿命延长了5～10年。从施工角度看，SPUA的优势更加明显。由于采用专用设备整体喷涂工艺，SPUA防水结构整体性好，无接缝，避免了卷材接缝可能造成的渗漏，施工效率也明显提高。此外，该技术在生产、施工和使用过程中不使用溶剂，无有毒有害物质释放，有利于环境保护。因此，与现有高档防水材料相比，SPUA技术性能更可靠、更高效、更环保。要想彻底根除屋面漏水的隐患，最终必然要走到SPUA技术上来，这已在国外得到很好的验证。以往的卷材存在大量接缝，在户外老化作用下会加速渗漏，一旦渗漏很难找到漏点，从而造成“年年修年年漏，越修越漏”的怪现象。SPUA技术则完全不同，它与底材100%粘接，表面整体性好，无接逢，防渗漏效果极佳。表1 SPUA材料与现有高档防水材料的性能特点对比品 种
性 能SPUA聚氨酯防水涂料Ⅰ类合成高分子卷材拉伸强度，MPa＞102.45＞7伸长率，%＞350350＞450不透水性，30min，MPa0.30.30.3低温柔性，℃-40-35-40使用寿命，年20～305～815～20施工方法整体喷涂，无接缝刷涂，无接缝粘贴，有接缝施工周期，1000㎡1个工作日7个工作日3个工作日环保性好差一般事实上，SPUA技术对环境温度、湿度的不敏感性，使其在市场上独领风骚，特别适合于我国寒冷的北方和潮湿多雨的南方。 SPUA技术以优异的理化性能和快速固化的特点，使SPUA材料在施工中以最短的停工时间，赢得最高效的工程质量，受到广大业主的欢迎。SPUA技术应用于建筑物屋顶的防水施工更是大势所趋，其优异的性价比，必将在不远的将来彻底结束我国“黑色屋顶”的历史，使我们的城市更加绚丽多彩。2.防水保温复合体系在美国、西欧等发达国家，新型的防水保温体系不断涌现，其中SPUA/喷涂聚氨酯泡沫（SPUF）复合结构是最受青睐的一种。1995年，美国屋顶施工者协会(NACE： National Roofing Contractor Association)根据大量的实际使用情况明确指出：SPUA/SPUF复合结构是所有的防水保温体系里面唯一长期有效的体系。目前国内常用的建筑保温材料有复合EPS板、加气混凝土或发泡聚苯乙烯混凝土。其主要缺点是：（1）工序多，施工复杂。（2）施工周期长，在保温层表面施工水泥砂浆后，要等很长一段时间，待水泥砂浆干燥后，方可进行防水层施工；（3）水泥砂浆中的水分会渗透到SPUF或EPS的开口孔隙中，严重影响其保温效能；（4）采用胶粘剂粘贴施工，整体性差，配套材料复杂，施工质量难以保证。SPUF泡沫质轻，仅为加气混凝土的1/10～1/15，导热系数也远远小于加气混凝土和EPS板。而且，它的孔隙95%以上为封闭的，吸水率极低，不会因吸水影响保温效果。SPUF刚性强度低、耐冲击性能差，在阳光直射和风化作用下老化快，易变脆、龟裂，在户外使用时需要加保护层。在国外，SPUF表面的保护层一般是有机涂层，如硅橡胶、氯磺化聚乙烯、丁基橡胶、丙烯酸乳液、聚脲弹性体等。有机硅涂料是透气性的，当需要防水层时不能单独使用，而且在泡沫上附着力不好。氯磺化聚乙烯涂料在低温时弹性和抗冲击性较差，耐老化差。丁基橡胶易于粉化，表面必须配套其它涂层。水性丙烯酸涂料无毒无味，易清洁，可做成各种彩色，寿命在10年以上，其缺点是不耐磨，低温韧性不足。而喷涂聚脲弹性体保护层施工方便、快捷，综合性能优异，是最理想的防水、保护材料。所以，SPUA/SPUF复合结构成为最可靠和最受欢迎的防水保温体系。3 隧道防水国内外已建成大量铁路或公路隧道，在很多情况下隧道比轮渡和桥梁更具有优越性。由于隧道不可避免地要经过含水量较高的地层，如果防水、堵漏措施不当，地下水就会侵入隧道，腐蚀钢结构或混凝土，降低隧道的使用寿命，影响正常运营。因此，隧道的防水是一个十分重要的问题SPUA材料具有强度高、伸长率好、无接缝、不透水、施工快等优点，比传统的防水材料如沥青、橡胶片材等更适合在隧道等高难度工程中应用。综上所述，SPUA材料防水性能好，因材料厚度大，初期投资比传统的方法略大。但不需要维护保养，因此实际使用费用比传统的防水材料要低得多。如在户外防水使用时寿命可达30年以上，因而具有极高的性能价格比。
-