技术领域
本发明涉及一种防火涂料,具体地说,是涉及一种隧道防火涂料。
技术背景
随着公路、铁路建设的快速发展,隧道已成为现代交通工程中常见的建筑 物。随着经济的发展,我国交通工程建设规模越来越大,隧道数目越来越多, 隧道里程越来越长。由于隧道建筑结构的特殊性,环境相对密闭,交通密度大, 隧道内一旦发生火灾,灭火相当困难,且隧道建筑物多为钢筋混凝土结构,不 耐高温,一旦发生火灾,温度迅速增高,钢筋混凝土在高温下会产生裂纹,直 至强度丧失,发生垮塌,从而导致重大人员伤亡和财产损失。因此,提高隧道 防火能力十分重要。
在隧道建筑物表面喷涂防火涂料,阻止火灾发生时的热能直接传入隧道建 筑物表面,延长隧道建筑物升温时间,给消防赢得灭火机会,是使隧道免于受 到破坏的重要措施之一。
国外隧道防火涂料的发展已有四十多年的历史。主要生产商是CAFCO国际 公司和CERAMICOAT有限公司,生产基地主要设在英国、美国、法国等,现 已进入韩国、新加坡、印度等国。我国隧道防火涂料的应用研究始于2000年前 后。例如,中国发明专利申请CN1544556A号公开了一种《隧道防火涂料及其 制备工艺》、CN1594452A号公开了一种《分装式环保隧道防火涂料》、 CN1640949A号公开了一种《隧道防火涂料及其制造与施工工艺》、CN1687254A 号公开了《一种单体系复合型隧道防火涂料》、CN1916086A号公开了一种《隧 道防火涂料及其制备方法》等。以上防火涂料的粘结剂主要为硅酸盐材料、高 铝水泥和磷酸盐胶结料。硅酸盐胶凝材料耐腐蚀、抗渗透能力差,收缩性大, 易返霜;高铝水泥胶结材耐火性能好,但由于材质微结构不稳定,易发生收缩, 导致涂料层开裂、脱落。
就现有隧道防火涂料的整体状况而言,存在以下缺陷:(1)涂层厚,隔热 性能欠佳,一般厚度在20-30mm,耐火才能达3h,由于厚度大,施工困难, 工期长;另外,增加结构荷载,提高隧道建设成本;(2)粘结强度低,厚型钢 结构防火涂料的粘结强度仅为0.115MPa,车辆通过时,会产生真空、强风和震 动,易脱落;(3)耐候性差,隧道由于渗水,长期处于潮湿环境,涂料易返卤、 反霜,冬季结冰,使涂层粉化、破坏、脱落;(4)安全性欠佳,如聚磷酸铵发 泡阻燃剂,在火灾发泡阻燃过程中,产生大量氨气和烟气,降低隧道空间中的 氧气,有增加隧道内受灾人员窒息的危险,增加消防扑救火灾的难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有隧道防火涂料存在的缺陷,提供一种耐水性、 耐候性、耐火性、耐腐蚀性及稳定性优良,粘结强度高,安全无毒,固化时间 短,施工效率高的隧道防火涂料。
本发明的目的是通过下述方案实现的:
本发明之隧道防火涂料干粉主要组分包括硫铝酸盐水泥粘结剂、无机隔热 填料、可再分散胶粉、减水剂;
必要时,还可添加膨胀阻燃剂;或者再添加增强纤维或/和适当助剂;
所述硫铝酸盐水泥可以是低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、复合 硫铝酸盐水泥、出口型硫铝酸盐熟料粉或自应力硫铝酸盐水泥,标号可在32.5#~ 72.5#之间选择,重量配比为30%~50%;
所述无机隔热填料的重量配比为:膨胀珍珠岩5~30%,膨胀蛭石13~40 %,高岭土5~15%,氢氧化铝5~20%,氢氧化镁0~25%,硅藻土0~3%, 矿渣0~10%;
可再分散胶粉主要用于提高涂料的施工性能,如粘度和粘结强度,重量配 比为:2~10%;
所述减水剂是公知常用减水剂,重量配比为:0.1~2%;
所述膨胀阻燃剂可以是三聚氰胺、季戊四醇、重铬酸铵中的一种或几种的 混合物,优选方案为三聚氰胺、季戊四醇、重铬酸铵三种物质的混合物,更优 选的方案为,所述三者混合物的重量配比为:三聚氰胺∶季戊四醇∶重铬酸铵= 3∶2∶1;所述膨胀阻燃剂的重量配比为0~1%。
所述增强纤维可以是硅酸铝短纤维,也可以是耐碱玻璃短纤维,玻璃短纤 维,维尼纶短纤维,聚丙烯短纤维或木质纤维素;所述增强纤维的重量配比为0~ 1%。
所述助剂可为缓凝剂(如硼酸),夏季施工用涂料使用;或为速凝剂,如 生石灰、碳酸锂,冬季施工用涂料使用;用量为:硼酸0~5%,碳酸锂0~3%, 生石灰0~3%;涂料表干时间,可根据需要,通过选择添加助剂的种类和数量, 任意调节。
生产工艺:
所述隧道防火涂料的生产工艺为:原材料计量、混合、包装,即得隧道防 火干混涂料粉。
使用:隧道防火干混涂料粉∶水=1.0∶0.65~0.9。
本发明之隧道防火涂料耐水性、耐候性、耐火性、耐腐蚀性及稳定性优良, 粘结强度高,安全无毒,固化时间短,施工方便,效率高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
52.5#低碱度硫铝酸盐水泥35kg,膨胀珍珠岩13kg,膨胀蛭石26kg,高岭 土13kg,氢氧化铝13kg,可再分散胶粉8.1kg,三聚氰胺5kg,季戊四醇5kg, 减水剂0.2kg,充分混合均匀,即成为本发明之隧道防火涂料干粉。加79.4kg 水搅拌均匀,性能检测结果见表1。
实施例2
夏季施工用:42.5#快硬硫铝酸盐水泥40kg,膨胀珍珠岩12kg,膨胀蛭石 24kg,高岭土12kg,氢氧化铝8kg,三聚氰胺4kg,季戊四醇4kg,可再分散 胶粉2kg,氢氧化镁6kg,减水剂0.2kg,助剂(硼酸)0.5kg,原材料充分混 合均匀,即成。加76.3kg水搅拌均匀,性能检测结果见表1。
实施例3
夏季施工用:52.5#复合硫铝酸盐水泥30kg,膨胀珍珠岩20kg,膨胀蛭石 35kg,高岭土5kg,维尼纶短纤维0.5kg,氢氧化铝10kg,氢氧化镁5kg,可 再分散胶粉10.2kg,减水剂0.2kg,助剂(硼酸)3kg,充分混合均匀,即成。 加80.3kg水搅拌均匀,性能检测结果见表1。
实施例4
冬季施工用:52.5#出口型硫铝酸盐熟料粉40kg,膨胀珍珠岩20kg,膨胀 蛭石25kg,高岭土5kg,氢氧化铝10kg,氢氧化镁0kg,减水剂0.2kg,可再 分散胶粉8.2kg,助剂(生石灰)0.4kg,充分混合均匀,即成。加86.5kg水搅 拌均匀,性能检测结果见表1。
实施例5
冬季施工用:52.5#自应力硫铝酸盐水泥40kg,膨胀珍珠岩20kg,膨胀蛭 石25kg,高岭土5kg,氢氧化铝10kg,氢氧化镁0kg,减水剂0.2kg,可再分 散胶粉8.6kg,助剂(碳酸锂)0.4kg,原材料充分混合均匀,即成。加83.5kg 水搅拌均匀,性能检测结果见表1。
实施例6
夏季施工用:52.5#低碱度硫铝酸盐水泥35kg,膨胀珍珠岩20kg,膨胀蛭 石30kg,矿渣10kg,氢氧化铝8kg,氢氧化镁6kg,可再分散胶粉8kg,减 水剂0.2kg,助剂(硼酸)0.5kg,玻璃短纤维0.4kg,充分混合均匀,即成。 加86kg水搅拌均匀,性能检测结果见表1。
实施例7
冬季施工用:62.5#快硬硫铝酸盐水泥30kg,膨胀珍珠岩20kg,膨胀蛭石 35kg,高岭土5kg,耐碱玻璃短纤维0.5kg,氢氧化铝10kg,氢氧化镁5kg, 可再分散胶粉10.2kg,减水剂1.0kg,助剂(生石灰)0.4kg,原材料充分混合 均匀,即成。加80kg水搅拌均匀,性能检测结果见表1。
实施例8
夏季施工用:72.5#快硬硫铝酸盐水泥30kg,膨胀珍珠岩20kg,膨胀蛭石 35kg,高岭土10kg,硅藻土2kg,耐碱玻璃短纤维0.5kg,硼酸0.3kg,氢氧 化铝8kg,氢氧化镁2kg,可再分散胶粉8kg,减水剂0.8kg,原材料充分混合 均匀,即成。加86kg水搅拌均匀,性能检测结果见表1。
实施例9
冬季施工用:32.5#低碱度硫铝酸盐水泥50kg,膨胀珍珠岩15kg,膨胀蛭 石30kg,高岭土10kg,硅藻土3kg,耐碱玻璃短纤维2kg,氢氧化铝10kg, 氢氧化镁1kg,可再分散胶粉10kg,减水剂1.0kg,碳酸锂0.2kg,原材料充 分混合均匀,即成。加80kg水搅拌均匀,性能检测结果见表1。
表1隧道防火涂料性能检测结果
检测项目 性能指标 实施 例1 实施 例2 实施 例3 实施 例4 实施 例5 实施 例6 实施 例7 实施 例8 实施 例9 在容器中 的状态(粉 状) 经加水搅拌均匀后稠 厚流体 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 表干时间 (h) ≤24 6.0 6.0 7.5 5.5 6.0 6.0 6.5 6.0 6.2 粘结强度 (MPa) ≥0.05 0.8 0.8 0.8 0.8 0.82 1.0 0.7 0.9 0.7 密度 (kg/m3) ≤680 640 640 635 635 680 590 590 580 680 抗压强度 (MPa) ≥1.2 1.2 1.25 1.33 1.95 1.40 1.5 1.2 1.0 1.2 热导率 (W/m·k) ≤0.116 0.108 0.109 0.108 0.107 0.114 0.115 0.105 0.108 0.109 耐水性能 (h) ≥24h涂层不开裂, 不起皮,不脱落 80 82 75 80 84 100 80 80 80 耐碱性能 (h) 经24h试验后,涂 层不开裂,不起皮, 不脱落,允许轻微发 胀和变色 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 耐冷热循 环(次) ≥15 不开裂,不脱落 30 30 30 30 30 30 25 29 20 耐火性能 (h) 涂层厚度(20mm) 耐火极限 3.0 3.5 3.2 3.1 3.2 3.2 3.1 3.0 3.1