浅圆仓作为现代化粮仓,具有储量集中、机械化程度高等特点,但其大跨度穹顶长期暴露于外界环境中,尤其在夏季高温、高湿与强辐射条件下,易导致防水层失效、金属锈蚀及顶层粮温升高等问题,
威胁储粮安全
。
近年来,硅烷改性聚醚(
MS Polymer)类材料凭借
优异的耐候性、高粘结强度和环保性,在建筑防护领域备受关注
。该材料可通过端硅烷基团与无机基材形成牢固化学键合,并具备良好的低温柔韧性
。通过添加二氧化钛、空心微珠等功能填料,还可赋予涂层高效热反射与隔热性能,
在防水密封的同时成为阻隔太阳辐射热的有效屏障
,为浅圆仓仓顶综合防护提供了新的技术途径。
本研究基于一种具备防水、防腐与隔热多重特性的硅烷改性聚合物防水涂料,在浅圆仓仓顶进行实际工程应用。通过设置实验仓与对照仓,在完整度夏周期内
系统监测仓体物理状态与仓内粮情变化,旨在科学评估该涂料应用于浅圆仓场景下的综合防护效能,特别是其对阻断辐射热、控制顶层粮温、延缓粮食品质劣变的作用,以期为绿色、安全、低温储粮提供新的技术实践与数据支撑。
一、
材料与方法
(
一
)
试验涂料及
性能特点
本试验采用的硅烷改性聚合物防水涂料为单组分、无溶剂膏状体,
主要
有
以下
三种
性能
特点
。
1.卓越的防水与附着性能
。
涂料与水泥、钢材、木材等多种基材具有极佳的亲和力,施工后可形成一层致密、连续、高弹性的无缝防水膜。现场滴水测试显示,其表面呈现
“荷叶效应”,水流迅速滚落,基面实现“零渗漏”。固化后涂层抓固力极强,与彩钢板等基材粘结牢固,无收缩开裂风险。
2.持久的防腐与耐候性能
。
该涂料
化学稳定性好,抗紫外线老化能力强,不易风化粉化
,
形成的涂膜气密性优异,能有效阻隔水汽、氧气及腐蚀性介质,对彩钢屋面与立面起到长效保护作用,
质保期限可达
10年。
3.显著的隔热与温控性能:涂料配方中含有特殊的热反射功能材料,成膜后对太阳光及紫外线具有高反射率。前期测试表明,在南方地区夏季晴天正午,涂刷该涂料的屋面表面温度
比未处理屋面
低
10℃以上。
4.便捷的施工特性:产品无需与溶剂或水混合,开罐即用。可采用无气喷涂设备施工,
涂装
效率高。涂层表干时间约
30分钟,2小时后可完全干燥成膜,受天气影响小。
(二)试验仓房与储粮概况
试验地点位于中央储备粮邵武直属库。选取两栋相邻、结构完全一致的浅圆仓作为试验对象
。
实验仓:
75号仓,仓顶全面喷涂硅烷改性聚合物防水涂料。
对照仓:
76号仓,仓顶维持原有普通防水层状态。
两仓均为直径
25米、檐高15米的钢筋混凝土浅圆仓,穹顶结构。仓内均储存2023年产晚籼稻
,
于
2024年1月完成入库
。
75号
(
实验
仓
)
仓存粮
4860
吨,
76号仓
(
对照
仓
)
存粮
4720
吨,入库品质均符合国家中等以上标准。
(三)试验方案与监测方法
1.仓顶处理:2024年5月上旬,对
实验
仓仓顶进行彻底清洁,去除浮尘、杂物及局部松散旧涂层
后使用无气喷涂设备均匀喷涂硅烷改性聚合物防水涂料,干膜厚度控制在
1.5mm以上。
对照
仓不做任何处理。
2.温度监测:
①
仓顶表面温度:在两仓穹顶最高点及东、南、西、北四个方向檐口上方共
5个点
安装红外温度传感器,自动记录全天温度变化
。
②
仓内温度:利用原有粮情测控系统,重点监测顶层空间(粮面上方
1米)温度,以及顶层粮堆(粮面下0.3米、0.8米、1.5米)的温度。测温点按径向均匀布置
。
③
环境温度:记录仓外百叶箱内气温。
3.防水与涂层性能检查:
试验周期内,通过目视检查、雨季跟踪观察评估防水效果。试验结束后,对实验仓涂层进行取样,实验室检测其拉伸强度、断裂伸长率及与混凝土的粘结强度。
4. 粮食品质检测:分别于试验开始前(202
5
年
6月1日)、试验中期(202
5
年
8月15日)和试验结束后(202
5
年
10月31日),从两仓顶层固定取样点采集晚籼稻样品,检测其水分、脂肪酸值、品尝评分值等关键品质指标。
5.试验周期:202
5
年
6月1日至202
5
年
10月31日,覆盖本地夏季高温高湿全过程。
二、结果与分析
(一)仓顶表面温度与隔热效果分析
涂料显著的热反射性能直接体现在仓顶表面温度的降低
。
在整个夏季晴朗天气下,实验仓
仓顶表面的日最高温度始终大幅低于对照仓
。在
7月至8月的极端高温日,对照仓仓顶表面最高温度可达
58
-
67
℃,而实验仓仓顶表面最高温度
稳定控制在
50-55℃区间,平均降温幅度达
12
℃。这表明
该涂料将大部分太阳辐射能量直接反射回
大气
,而非吸收转化为热能,从根本上减少了向仓内传导的热源。
曲线形态对比:实验仓温度曲线全天更为平缓,波动范围为
28.5℃
-
52.3℃
(
幅度
2
3
.
8
℃
);对照仓曲线则更为陡峭,波动范围达
29.0℃
-
67.5℃
(
幅度
38.5℃
)。实验仓曲线在中午时段的
“峰形”明显钝化。
峰值温度与出现时间:实验仓日最高温度为
52.3℃,
对照仓日最高温度为
67.5℃,
均
出现在
14:00
,
实验仓峰值温度较对照仓低
15.2℃。
关键时段温差分析:高温时段(
10:00-16:00)
两仓
平均温差达
12.2℃
,
此阶段太阳辐射强烈,涂层隔热效果最为明显。午后峰值(
14:00):出现全天最大温差
15.2℃
,此时太阳辐射强度通常达到或接近当日最高值。早晚时段(
06:00、20:00)
温差较小(
≤2.5℃),表明在无太阳辐射或辐射极弱时,涂层自身的导热性对仓顶基础温度影响微弱。
上述结果表明:该涂层具备高效的太阳辐射反射能力,通过高反射率将大部分辐射能量阻隔于仓顶之外,从而
降低仓顶表面温度;同时,涂层有效削峰平谷,减缓温度升降速率,有利于减少仓顶结构因剧烈热胀冷缩产生的热应力疲劳,保护防水层完整性和混凝土耐久性;涂层的热阻效应主要针对太阳辐射传热,无辐射时不产生明显保温作用,保障了仓体夜间的正常散热。