粮仓喷涂硬泡聚氨酯对气密性影响的研究

郑颂，林玉辉，黄晓 ，赵恢发，范存瞻

（1.福建省储备粮管理有限公司长乐直属库，福建 福州 350003；2.福建省粮油科学技术研究所有限公司，福建 福州350002）

粮食仓库气密性决定了粮食在保管过程中熏蒸杀虫和充氮气调的效果[1,2]。福建省储备粮管理公司长乐直属库始建于2012年，2014年投入使用，全部为新型高大平房仓型。由于投入使用年限较长，加上周边港区和工矿企业施工，近年来库内仓房气密性逐年下降，部分未改造仓房的气密性半衰期不足40 s，直接影响熏蒸杀虫和充氮气调的效果，甚至出现磷化铝熏蒸杀虫不彻底情况。在对粮食进行充氮气调保管时，由于氮气逃逸，为保持氮气浓度，不得不采取反复制氮和充氮的办法，从而导致单仓保管成本上升。

夏露等人[3]采用聚氨酯保温板，改造提升仓库的隔热和气密性，起到了良好的效果。综合考虑施工便利性和改造效果，实验采用硬泡聚氨酯现场发泡的方法对福建省储备粮管理公司长乐直属库25号仓内墙进行喷涂改造，通过实际施工对比和测试结果对比，发现硬泡聚氨酯现场发泡的方法施工便利，改造后仓库的隔热和气密性都达到了良好的效果。

1 材料基本情况

1.1 试验仓房

试验仓房选择长乐直属库25号仓，对比仓为本库26号仓。两仓均为2014年投入使用，两仓仓型、门窗、工艺孔洞等完全相同，见表1。

表1 供试仓房基本情况

1.2 试验材料和仪器

硬泡聚氨酯，美国格拉斯公司生产，是一种集防水、保温隔热于一体的新型材料，主要是由多元醇与异氰酸酯两组份液体原料组成；硬泡聚氨酯喷涂设备，美国生产；离心风机，安徽生产；U型压力计，安徽生产。

2 现场喷涂硬泡聚氨酯流程及方法

⑴ 内墙铲除油漆涂料面：在试验仓25号存粮轮换出库后，根据试验方案，对仓内四周墙壁原有腻子粉和油漆涂料实施铲除。

⑵ 砂浆找平：在确保仓内墙面无松软表面后，对清理干净的所有墙面进行砂浆找平，水泥砂配合比为：1∶2.5，找平厚度为14 mm。自然风干。

⑶ 打钉：为防止后期喷涂的硬泡聚氨酯与墙体发生脱离或出现空鼓情况，增强硬泡聚氨酯与墙体的结合力，砂浆找平后，在仓内四周表面均匀打入钢钉。钢钉长50 mm，按10颗/m2的密度打入约30 mm，外露长度约20 mm。

⑷ 喷涂硬泡聚氨酯：喷涂厚度为30 mm。实验中要求喷涂后成型的聚氨酯闭孔率≥95%、压缩性能≥200 kPa、干密度≥45 kg/m3、表观密度≥35 kg/m3、吸水率≤3%，燃烧性能符合C级以上标准。

⑸ 挂增强网：全面喷涂后挂耐碱玻纤网格布，为下一步硬泡聚氨酯表面抹砂浆做基础准备。

⑹ 抹抗裂防水砂浆：涂抹3JXⅡQ抗裂硅质防水砂浆，厚度为5 mm。此项施工的目的是防止存粮时硬泡聚氨酯接触面粮食结露霉变，并增加表面硬度。

3 实验结果

3.1 仓房压力半衰期

施工结束后20 d，我们对试验仓和对比仓的仓房压力半衰期进行测定，测定采用正压衰减法测定试验仓和对照仓的仓房气密性，采用风机向仓内充气，使仓内压力高于室外500 Pa以上，并记录仓内压力从500 Pa衰减至250 Pa的时间，即为仓房的压力半衰期，取3次测定的平均值为测定最终数值，见表2。

表2 供试仓房压力半衰期变化情况

3.2 熏蒸杀虫效果比较

粮库保管粮食一般周期为3年。试验仓25号仓库已配备了空调，粮食可以准低温保管，同时已具备充入氮气进行气体调节保管粮食的条件。为了更好地稳定粮情，秋季小麦入库时实施了一次磷化铝熏蒸杀虫，熏蒸磷化氢气体浓度保持350 mL/m3的天数为35 d。而对比仓26号仓熏蒸磷化氢气体浓度保持350 mL/m3的天数仅28 d，见表3。

表3 供试仓房熏蒸杀虫效果比较表

3.3 充氮气调期间氮气浓度保持效果比较

试验仓和对比仓在改造前，充氮气调期间氮气浓度保持98%以上天数约9 d，25号仓经过改造后在保管小麦期间氮气浓度保持98%以上天数约21 d，比未经过改造仓房多12 d。气调储粮期间氮气浓度得到保障，节约了补充氮气所需的电能，达到绿色储粮效果，见表4。

表4 供试仓房充氮气调氮气浓度保持效果比较表

4 小结和探讨

4.1 关于改造费用和效益

改造后仓库的仓房密闭性明显提高，可以满足安全储粮的密闭性要求。25号仓改造总共投入135万元，按储存小麦4650 t计，当年费用分摊为29元/t。但由于改造后仓库气密性和隔热性能均大幅度提高，储存的储备粮可有效延缓劣变，可以节省储备粮的轮换差价开支。如果保管小麦，每3年轮换一次的轮换差价可节省60元/t，折合每年可节省20元/t；如果保管稻谷，每3年轮换一次的轮换差价可节省120元/t，折合每年可节省40元/t。改造后的硬泡聚氨酯墙面设计使用年限为8年，因此，改造的经济效益和社会效益都相当可观。

4.2 关于工艺孔洞等的气密性问题

因保管粮食时通风和熏蒸杀虫需要，需要开挖50 mm左右环流熏蒸管、测温电缆及各种动力管线口等孔，必须处理干净后再喷涂聚氨酯，确保气密性改造效果；而轴流风机口、自然通风口则采取加做可开关的密闭罩或直接在外口做上盲板，可装可卸也很实用。为避免墙体下部墙角漏气，喷涂硬泡聚氨酯时，应向仓内地面延伸至地角外50 cm。

4.3 改造后仓内隔热保温效果也得到显著提升

由于喷涂聚氨酯后，墙体的导热性能大幅降低，改造后仓内粮食温度比未改造低2 ℃左右。同时，仓房不再发现渗漏及粮食结露挂壁现象，大大提升储粮安全。

4.4 关于施工和验收的细节问题

喷涂硬泡聚氨酯后，应先进行喷涂效果检测，测试合格后，方可进行防护层施工。喷涂发泡聚氨酯表面应平整，最大喷涂波纹应小于 5 mm，而且不应有起鼓、断裂、脱皮现象。