水蓄冷钢筋混凝土水箱保温施工方法及原理（一）

水蓄冷技术在空调领域内的应用，在世界上一些国家起步较早。比如在日本，1938年东日会即设置了水蓄冷槽，标志着蓄冷技术应用的开始。经过半个多世纪的理论研究和工程应用经验积累，形成了一套较为成熟的水蓄冷设计及运行控制技术。水蓄冷是空调蓄冷方式中最简单、经济的一种。水蓄冷中的蓄冷水池是整个系统中重要组成部分，对于钢筋混凝土蓄冷水槽，其保温防水的好坏直接关系到项目的成败。但是，国内的钢筋混土内保温施工还保留着比较传统的做法，和国际先进水平有较大的距离。在实际施工中，我们采用聚氨脂发泡内保温及PVC卷材双层热熔焊接防水技术，总结出一套施工效率高、施工质量好的施工方法。2 特点

水泥基渗透结晶型防水涂料是高新技术产品，以特殊配方研制生产的高科技渗透结晶型防水材料。主要有普通硅酸盐水泥,精细石英砂和多种进口特殊的活性化学物质混配而成的浅灰色或白色粉末状防水涂料。它具有以下的防水特点：长久的自我修复性能、具有长久性的防水作用、具有对混凝土结构的补强作用、具有极强的耐水压能力、施工简单,省工省时,综合成本低、具有防腐、耐酸碱、保护钢筋的作用。

保温方式是指采用储槽内壁保温还是采用储槽外壁保温的问题。本工程为钢筋混凝土储槽，应采用内保温方式。水蓄冷用钢筋混凝土水池有其特殊性，一方面要满足保冷的需要，另一方面要考虑避免水温周期性变化给保温防水带来的破坏。采用内保温的方式，可以尽可能减少或避免槽体内因结构梁、柱形成的冷桥；防止温度变化产生的应力而使储槽破坏并减少由于储槽内壁传导行成的冷温水间传热，造成内部冷损失。

聚氨脂保温材料的现场发泡主要由多元醇(polyol)与异氰酸酯(MDI)两组份液体原料组成，采用无氟发泡技术，在一定状态下发生热反应，产生闭孔率不低于95%的硬泡体化合物——聚氨酯硬泡体(PUR)。聚氨脂保温材料具有比重轻，比强度高，热导率极小，绝热、防水、抗老化性好，对混凝土、木材等有着良好的粘附力的特点，且采用现场喷涂的生产工艺，设备简单，施工方便，能够在任何复杂的表面进行施工，施工面积大、整体性、密封性好、效率高。其中，最突出的是聚氨酯硬泡体具有良好的绝热，热导率≤0.023W/m.K，主要是由发泡剂种类和泡孔结构所决定的，是目前工业化保温材料中导热系数最小的。此外，施工过程具有环保与安全性，在热反应过程中不产生有毒气体。

PVC卷材具有拉伸强度高，伸缩率好，拉力≥180 N/cm 伸长率 ≥150%，对基层伸缩或开裂的适应的特点性强，卷材幅面宽，施工机械化程度高，操作方便，使用寿命长达30年。它的可焊接性好，焊缝牢固可靠，并与卷材使用寿命相同，且被列为《地下工程防水技术规范》中的规范防水材料。3 适用范围此工法适用于水蓄冷钢筋混凝土水箱的保温及其防水施工，同样适用于水蓄热，冰蓄冷的钢筋混凝土水箱的内保温及其防水施工。4 工艺原理

自然分层水蓄冷的利用原理是随着水温的升高水的密度减小从而实现自然分层。在一个自然分层较好的蓄水槽中，由温差引起的导热过程致使在冷、 温水分界面附近形成一个温冷温度过渡层----斜温层。斜温层内水的温度近似呈直线上升。在蓄冷期间，随着蓄冷循环的不断进行，斜温层在蓄水槽内自下而上逐渐升高，直至槽中全是冷水时消失。在释冷期间情况则相反，斜温层在蓄水槽内自上而下逐渐降低，直至槽中全是温水时消失（见图4.1）。水箱的内部保温越好，斜温层越薄，表明水箱的工作性能越好，反之亦然。这就要求钢筋混凝土水箱的内保温防水材料要能在冷态下正常工作并适应温度的频繁变化。

聚氨脂发泡是聚醚异氰酸酯的聚合反应能生成胺基甲酸酯，即能生成所需的聚氨基甲酸乙酯，也就是常称的聚氨脂泡沫塑料。在反应过程中同时加入催化剂、交联剂（乙二胺聚醚）、发泡剂、泡沫稳定剂等，其作用是促进和完善化学反应。 这些原料分两组，经充分混合后分别由计量泵按比例打入特制的喷枪内，在喷枪或灌注混合器内充分混合喷涂于管道或设备表面，发生反应，在5～10S内起泡而生成泡沫塑料，幷固化成型。

水箱的保温层的防水分两部分，外侧防水和内侧防水。外侧防水采用的水泥基渗透结晶型防水涂料含有的活性化学物质，以水为载体,借助强有力的渗透性,在混凝土微孔及毛细管中传输、充盈，发生物化反应，形成不溶于水的枝蔓状结晶体，结晶体与混凝土结构结合成为封闭的防水层整体，堵截来自任何方向的水流及其它液体侵蚀。渗透结晶能深入到基层砂浆混凝土结构内部堵塞结构孔，作用在混凝土结构基面的涂层也具有很好的抗裂抗渗作用，无论是作用于迎水面还是背水面，都有一定的防水效果。内侧防水主要用PVC卷材，它是以聚氯乙烯树脂为主要原料，掺加各类抗老化助剂，经混炼、塑合、挤出、压延、冷却、收卷等工艺流程加工而成制成的防水卷材，属合成高分子防水卷材主要产品之一。卷材采用热熔法焊接，在焊缝的内外侧再搭接PVC卷材条各进行一次热熔焊接，做好四道密封，确保不泄漏，采用双层PVC卷材防水，可避免PVC卷材与保温层伸缩不一致造成脱落。PVC卷材的固定方法宜采用钉制法 ，采用倒扣法进行PVC收口密封，以上措施可以确保PVC卷材的防水效果。水池保温防水总图如图4.3所示：
5 施工工艺流程及施工要点

5.2 施工操作要点

5.2.1施工准备1、施工前，在水箱钢筋混凝土结构已经完成不均匀沉降后，应对已完工钢筋混凝土水箱结构进行放水检验，未出现大面积漏水即水箱钢筋混凝土结构正常，可即可进行下面的保温防水施工。2、材料准备：根据图纸及工程情况，编制详细的水泥基渗透结晶型防水涂料，聚氨酯发泡材料和PVC卷材等的订货供应计划单。进入现场的各种材料必须包装完好、加盖密封运输及保管；贮存地应阴凉、干燥、通风、远离火源；应分类存放、防止混杂、幷有标明材料名称、性能等参数的明显标记；在保管及操作场地划定区域内，注意防火、防毒、防爆、防高温等事项。3、施工机具：对聚氨脂发泡机，PVC卷材焊接机等进行检测，确保其性能良好。4、人员准备：对施工工人进行技术培训、交底。5、技术准备：熟悉图纸，准备有关归纳水箱内保温图集、质量验收标准和内业资料所用的表格，编写专项施工方案。5.2.2水池内壁防水因为保温材料具有一定的吸水率，而保温材料吸水后保温效果会显著下降甚至基本失去保温作用，为了防止地下水渗入水箱破坏保温层的保温作用，采用水泥基渗透结晶型防水涂料作为防水层。1、具体施工工艺过程1）基层处理清理打扫施工基面，幷用水冲刷干净。检查施工基面，凸出的水泥砂浆等杂物予以剔除；空洞、及裂缝加以修补，幷在裂缝处作出标记，以便防水层施工时附加增强阴、阳角处处理成园弧或钝角。2）划分施工区段：如果施工面积大，不能无间断一次性施工完毕，应根据施工基面结构，工期要求，现场情况合理划分区段，以确保施工质量。是否需要划分施工区段以及如何划分，将根据现场情况确定。3）防水层施工：A、检查施工基面，确保施工基面清洁和符合施工要求。B、用水将基面预湿C、在基面无明水的情况下开始施工D、第一层，将一包粉剂与液料以1:1的配比,充分搅拌至无结块﹑无沉淀物，批刮于第一层上，基层原裂缝处用水泥基防水涂料再交叉涂刷一遍。E、每一涂层间隔时间不少于3小时。已搅拌的浆料应在一小时内用完，施工间隔时间较长时，再次使用前，建议低速搅匀，以免浆料沉淀。F、对空洞及裂缝修补后的基面，用水泥基防水材料再交叉涂刷一遍。G、检查,清理防水层。H、成品保护： 水泥基防水材料固化时间为24小时，中凝时间为2小时。防水层做完后,严禁在混凝土上凿孔打洞，严禁在防水层上堆物。4）保护层施工：防水层固化二天后至一周内，应完成保护层的施工直至保护层施工完毕。2、施工注意事项1）施工过程中，如遇雨天,应停止施工,如遇气温超过35℃,应避免高温时段，于早晚气温较低时施工。2）涂膜施工完毕尚未固化时，宜注意保护，以免破坏防水层的整体性，降低防渗性能。3）作业施工人员要求作业施工人员需具备防水工证书。5.2.3敷设枕木敷设枕木是防止保温层发泡材料不至于因自重而下垂，保证在水箱内的水压下聚氨酯发泡体不变形的有效措施，且枕木导热系数低，可以防止水箱内部形成冷桥。当水池水深大于4米时，一定要敷设枕木，水深低于4米时，可以不予敷设。1、枕木敷设方法枕木的高度一般为50mm，宽度应介于30mm与50mm之间，需要在氯化锌的溶液里浸泡，表面碳化处理并涂环氧树脂或其它防水涂料。槽底部、蓄冷槽侧面布置枕木，枕木两端以及中间间断包不锈钢箍，防止在压力下变形；侧面的枕木通过预留的钢筋条固定或通过预埋在混凝土中的木条固定，在竖直方向上布置。水平方向间断布置，敷设的间隔应能保证聚胺脂发泡作业时，发泡材料不至于因自重而下垂（侧面枕木的摆放面积应不少于整个侧面面积的10%，在靠近底面的位置，布置的密度应大于靠近槽顶部的位置），底面的枕木直接放置在地面（底面枕木的摆放面积应不少于整个底面面积的20%）；枕木敷设的间距要根据水位的高度来确定，水越深的部位枕木间距越小。2水池内壁枕木的固定本工程水池内壁设有防水层，因此侧板枕木的固定不宜破坏该防水层。我们的固定方法是在水池溢流口以上预留钢筋条或预埋木条，垂直方向上部木条用钉固方式固定在预留钢条或预埋木条上，其他木条采用马钉相互扣接形成网格状框架（见图5.2.1）。在枕木构成的网格框架部分喷涂聚氨脂，依靠聚氨脂发泡体与木材及墙体的粘接力加固框架。然后再进一步用同样方法扩展网格面积，直至敷设完整个侧壁。水箱底面枕木只需敷设在地面，相互用马钉扣节即可。