聚氨酯硬泡体防水保温工程技术是一种集防水与保温隔热性能于一体的现场喷涂施工的新技术。聚氨酯硬泡体材料是一种新型材料，它主要由多元醇与异氰酸酯两组分液体原料，采取无氟发泡技术，在一定状态下发生放热反应，产生闭孔率不低于95%的硬泡体化合物--聚氨酯硬泡体（PURF）。在喷涂施工结束后，施工作业面上形成一层无接缝的连续聚氨酯硬泡体，达到防水保温的双重性，防水保温寿命在25年以上，且施工和维修成本比较低廉。这种新型的工程技术与现行的五大类（沥青油毡、高分子卷材、珍珠岩、聚苯乙烯、混凝土）防水与保温工程相比，无论在材料性能方面，还是在设计、施工、维修管理等方面都有较大的改进。
这项技术在国外发达国家已推广应用二十多年。美国屋顶施工者协会根据大量的实际应用指出：喷涂聚氨酯泡沫防水体系是所有的防水保温体系中唯一长效的屋顶预防护体系。
上海市于2002年制定了《住宅建筑维护结构节能应用技术规程》，并于2002年12月1日起实施。规程已明确聚氨酯硬泡可应用在市住宅建筑的外墙和屋面（坡面、平屋面）的保温及防水。
5.9.2 产品性能及应用
5.9.2.1 PURF主要性能指标
PURF适用范围：Ⅰ～Ⅳ级的工业与民用建筑的平屋面、斜屋面、异型屋面的防水保温，还适用于旧屋面的维修和改造工程。
现场喷涂的PURF是一种高分子合成材料，它具有独特的不透水性和优良的保温、绝热性能。还具有容量小、导热系数低、隔音、耐化学腐蚀、耐温、耐燃的特点，是一种集防水、保温于一体的理想材料。主要性能指标见表5-9-1。
表5-9-1 现场喷涂硬质PURF主要性能指标
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项 目 |
指 标 |
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容重(kg/m3) |
35～65（可调） |
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导热系数(W/m?k) |
0.019～0.027 |
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抗压强度(kPa) |
300～700 |
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闭孔率(%) |
≥95 |
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吸水率(%) |
≤4 |
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水蒸气透湿系数(ng/Pa?m?s) |
＞4.5 |
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尺寸稳定系数(%) |
≤1 |
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延伸率(%) |
10～14 |
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耐温度(℃) |
-50～+120 |
|
氧指数(%) |
26～28 |
5.9.2.2 主要特点
⑴连续加工、致密、无接缝，防水性能突出。
⑵防水和保温有机结合，使建筑物节能效果显著。
⑶施工速度快，单机日施工面积可达1000?，是其他防水卷材、板材的10倍以上。
⑷材料强度高，使用寿命达25年以上。
⑸无毒、无污染，是新一代“绿色建材”。
⑹聚氨酯重量轻，具有很高的强度对重量比，使屋面负重大大地降低。
⑺最少量的泡沫提供最大的节能效果。
⑻能够阻止水分在PURF内横向流通(而油毛毡面水分可以在屋间横向流通)。
⑼PURF适用于任何形状结构的喷涂，特别是异型屋面，且维修方便，更便于局部修理。
5.9.2.3 与其他防水保温材料性能比较
(1)优良的保温隔热性能：5cm厚的PURF的保温效果相当于75cm厚的实心墙体。
表5-9-2 导热系数比较
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聚氨酯硬泡 |
聚苯乙烯板 |
膨胀珍珠岩 |
加气混凝土 |
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导热系数，W/m?k |
0.024 |
0.045 |
0.12 |
0.22 |
(2)较低的吸水率和较强的粘接性决定了PURF具有较好的防水性能。
表5-9-3 吸水率比较
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聚氨酯硬泡 |
聚苯乙烯板 |
水混珍珠岩 |
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吸水率 |
＜4% |
8% |
110～130% |
保温材料吸水后保温性能会下降，在寒冷的气候下，吸入的水会结冰，时间一长，冰雪会令材料结构破裂，破坏了板材的抗压强度和保温隔热能力。一般的发泡保温是将原材料制成泡体，然后加压加热成型，由于型材中的小球与小球之间有空隙，易吸水。而聚氨酯硬泡体(PURF)是在添加助剂之后制造出具有连续均匀的表层及闭孔式细胞结构的板材，这些细胞结构的交联导致其闭孔率高达95%以上，决定了PURF具有极低的吸水率，在极其潮湿的环境下，不会影响其良好的保温性能。在零下50℃和零上120℃的环境下，PURF的保温防水性能几乎没有任何影响。
(3)抗压强度较高
根据PURF不同的密度和厚度，其抗压强度在300～700kPa。
表5-9-4 抗压强度比较
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聚氨酯硬泡 |
聚苯乙烯板 |
膨胀珍珠岩 |
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抗压强度，kPa |
300～700 |
150～500 |
易碎 |
(4)施工成本比较(见表5-9-3)
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屋面结构
材料 |
PU泡沫 |
水泥珍珠岩 |
水泥蛭石 |
|
屋面负荷
kg/? |
材料费用
元/? |
屋面负荷
kg/? |
材料费用
元/? |
屋面负荷
kg/? |
材料费用
元/? |
|
三毡四油一沙防水层 |
/ |
/ |
40 |
22.45 |
40 |
22.45 |
|
水泥沙浆保护层(3cm) |
50 |
8.25 |
50 |
8.25 |
50 |
8.25 |
|
保温层 |
1.2 |
60 |
37 |
45.76 |
39 |
50 |
|
一毡二油隔气层 |
/ |
/ |
5 |
8.68 |
5 |
8.68 |
|
水泥沙浆找平台 |
/ |
/ |
40 |
5.09 |
40 |
5.09 |
|
合计 |
51.2 |
68.25 |
172 |
90.23 |
174 |
94.47 |
5.9.3 经济效益
现场喷涂硬质聚氨酯泡沫(PURF)由于防水、保温性能好，可代替传统的保温材料和防水卷材，施工简单，用料少，荷载轻，施工效率高，避免了传统屋面工程中所产生的大量沥青烟雾造成的环境污染，社会效益明显。适用于新建房屋顶保温防水、旧房屋顶维修。
采用现场喷涂硬质聚氨酯泡沫作为屋面防水材料，简化了屋面做法，节省大部分劳动力和时间。劳动力方面可比普通材料节省40%的人工，施工时间可以节省50%，运输费用降低80%。采用聚氨酯泡沫保温节能效果显著，经有关专家测算，在一个采暖或制冷周期中直接喷涂聚氨酯泡沫屋面比传统保温材料屋面节省能源费用5.00元/m3。
据国家有关部门统计表明，全国每年用于屋面维修费用高达12亿元。今后十年内，我国将新建住宅16.5亿m3，如全部采用PURF，按1.6亿m3屋面计算，每平方米屋面每年可节省维修费用2.16元，新建房维修费用可节省3.46亿元/每年。如果全国旧房改造采用该技术施工后就不需要每年进行维修了，这样可大大降低屋面维修的费用。
屋面使用PURF保温防水材料后，能降低建筑的能耗，因此具有极其广泛的环保和社会效益。
5.9.4 工程实例
上海申光涂料厂办公楼屋面及上海外高桥发电厂材料仓库、外宾招待所及部分厂房屋面进行了PURF喷涂，施工总面积达6000?。从实际的效果来看，在同等采暖的条件下与原先传统保温材料相比，室内温度冬天可提高5～6℃；夏天可降低4～5℃，达到了保温节能的效果。且经历了2001年上海有史以来最大的雷暴雨，均未发现有渗漏，防水效果相当理想。
