CN101407649A

CN101407649A - 一种粘结剂复配的隧道防火涂料

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Publication number: CN101407649A
Application number: CNA2008101041713A
Authority: CN
Inventors: 刘军辉; 仲晓林; 陈夙; 杨力
Original assignee: BEIJING YEJIAN NEW TECHNOLOGY Co
Current assignee: BEIJING YEJIAN NEW TECHNOLOGY Co
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2009-04-15

Abstract

本发明提出一种粘结剂复配的隧道防火涂料，其组分及重量份数如下：普通硅酸盐水泥和高铝水泥10～50份，膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙40～90份，无机矿物纤维1～10份，阻燃剂5～30份，胶粉0.1～5.0份，减水剂、引气剂和膨胀剂0.5～3.0份。该隧道涂料采用水泥复配可降低成本，提高防火涂料的粘结强度，提高隧道防火涂料的耐火极限，施工过程中和火灾中该隧道防火涂料不产生任何毒害气体和废弃物，环保，可广泛适用于公路、铁路、地铁隧道构建物的防火保护，也可用于石化工程的防火墙等。

Description

一种粘结剂复配的隧道防火涂料

技术领域

本发明涉及一种隧道防火涂料，具体地说是一种采用普通硅酸盐水泥和高铝水泥复配的隧道防火涂料。

背景技术

随着国民经济的高速发展，城市建设加快，流动人口迅速增加，交通建设及完善显得尤为重要。而隧道以其实现目标距离最短、占地面积最少、对自然环境及景观破坏程度最小、造价低的特点受到了规划建设者的青睐。但是隧道结构一般是由石块和钢筋混凝土垒砌而成，温度升至600℃时，混凝土强度损失达50％以上，钢材的屈服应力降到常温下屈服力1/3以下。而隧道发生火灾时，温度一般在1000℃以上，隧道砌体难以承受如此高温，严重部分容易烧塌，再加上隧道环境相对密闭，人流密度大，一旦发生火灾，疏散和扑救相当困难，容易造成重大人员伤亡和财产损失，因此对隧道进行防火处理显得十分重要。

《2005年中国公路水路交通行业发展统计公报》显示，截止2005年底，全国已建成公路隧道2889处，共152.7万米；其中采用阻燃设计约占1/10，因此对已有隧道防火改性具有较大的市场空间。同时据第三届铁路隧道年会发布的消息，今后6年我国将新建300万米长的铁路隧道，并且随着北京到上海高铁项目的立项，必将带动隧道相关产品的需求量，特别是隧道防火涂料的需求量。

隧道防火涂料是从20世纪90年代末才逐步研究和生产的，主要由粘结剂、无机耐火填料、阻燃剂和助剂组成。其防火保护原理通过自身耐火不燃，在高温下形成釉质膜封闭基材，隔绝空气、阻隔火焰和热量，从而达到防火阻燃的目的。目前，国内外在隧道防火涂料方面的研究已有多项成果，例如中国专利CN 1594452A中，毛朝君等人以高铝水泥和白水泥为粘结剂，海泡石、膨胀珍珠岩、轻质碳酸钙、超细硅酸铝为无机隔热填料，三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵、蛭石和重铬酸铵为发泡材料，氢氧化镁和氢氧化铝为助剂，研制了一种分装式环保型隧道防火涂料。中国专利CN 1687254A中，尹光福等人以可再分散乳胶粉和高铝水泥为粘结剂，膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、海泡石、高岭土、原纤维、滑石、玻璃漂珠、氢氧化铝、氢氧化镁、云母和膨润土为无机隔热调料，研制了一种单体系复合型隧道防火涂料。中国专利CN 1916086A中，范宏等人以胶粉和硅酸盐水泥为粘结剂，珍珠岩、膨胀蛭石、粉煤灰空心漂珠、硅灰石粉等为无机隔热填料，研制了一种技术性能指标全面符合GA 98-2005《混凝土结构防火涂料》标准的隧道防火涂料。中国专利CN 1986715A中，方兴中以582树脂、以丙乳液、AEC膨胀水泥、耐火水泥为粘结剂，海泡石、膨胀珍珠岩、粉煤灰、轻质碳酸钙、硅酸铝纤维为无机隔热填料，蛭石、重铬酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵为发泡材料，氧化铝、氢氧化镁、氧化锡、硼酸铵为助剂，研制了一种耐火极限高、环保的隧道防火涂料。美国专利US 20040101672和US 7101614中，Anton.Octavian等人以高铝水泥为粘结剂，硬硅钙石、蛭石、钙硅石等为无机隔热填料，添加一定量增强剂和其它助剂，研制了一种可用于混凝土及预应力混凝土结构和隧道的优质防火涂料。这些专利中大量的采用高铝水泥作为粘结剂，由于高铝水泥的成本较高，因此不利于隧道防火涂料的大面积使用。如何使隧道防火涂料既降低成本又提高隧道防火涂料的粘结性能和耐火极限，而且环保，这个课题一直未能得到解决。

发明内容

为了解决上述技术难题，本发明提供一种施工性好、环保且价格适中的粘结剂复配的隧道防火涂料。

本发明的一种粘结剂复配的隧道防火涂料，由水泥、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙、无机矿物纤维、阻燃剂、胶粉、各种助剂组分复配，经强制式混料机混合均匀即可。其组分及重量份数如下：

组分1：普通硅酸盐水泥和高铝水泥10～50份

组分2：膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙40～90份

组分3：无机矿物纤维1～10份

组分4：阻燃剂5～30份

组分5：胶粉0.1～5.0份

组分6：减水剂、引气剂和膨胀剂0.5～3.0份。

所述的普通硅酸盐水泥、高铝水泥，其强度标号不低于42.5；阻燃剂采用氢氧化镁和氢氧化铝复配；减水剂为聚羧酸或萘系高效减水剂；引气剂为松香类或烷基磺酸盐系。

所述的组分1中普通硅酸盐水泥和高铝水泥重量比为1∶1～5；所述的组分2中膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙的重量比为1～4∶1～2∶1，根据密度要求而定；所述的组分4阻燃剂中氢氧化镁和氢氧化铝的重量比为1～4∶1；所述的组分6中减水剂、引气剂和膨胀剂的重量比为5～12∶1∶1～3。

本发明的作用机理是：以水泥为粘结剂，将各种轻质填充剂胶结在一起，同时在其中添加阻燃剂和各种助剂；轻质填充剂由于传导系数较小，能有效地降低热传导。阻燃剂可以降低隧道防火涂料在火灾中的温度，有效地保护基材。减水剂、胶粉则起到显著改善和易性、施工性和粘结性的作用。

施工时，将本发明所制备的材料(按重量比1∶0.8～1.5)加入水，采用强制式搅拌机拌和成塑性砂浆，采取常规喷涂的方式，喷涂到经过处理的构筑物表面即可。临近初凝时，将表面进行收光处理。

本发明的创新点和有益效果在于：(1)该隧道涂料采用水泥复配，其中普通硅酸盐水泥提供较好的粘结强度，而高铝水泥提供较高的耐火极限；可降低成本，提高防火涂料的粘结强度(粘结强度约为0.2MPa)；(2)通过改变阻燃剂，能有效的减少热量的传导，降低保护基层的升温速率，提高隧道防火涂料的耐火极限(20mm厚时，耐火极限为3小时)；(3)施工过程中和火灾中该隧道防火涂料不产生任何毒害气体和废弃物，环保；(4)该隧道防火涂料可广泛适用于公路、铁路、地铁隧道构建物的防火保护，也可用于石化工程的防火墙等。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明做进一步地说明，下述各实施例仅用于说明本发明而非对本发明的限制。

实施例1

普通硅酸盐水泥和高铝水泥(重量比为1∶1)10公斤；膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙(重量比为3∶1∶1)50公斤；无机矿物纤维1公斤；氢氧化镁和氢氧化铝(重量比为3∶1)30公斤；胶粉3公斤；高效减水剂、引气剂和膨胀剂(重量比为12∶1∶2)1.0公斤。将上述原材料投入强制式搅拌机中，搅拌均匀后即可。在施工现场，按照材料重量加入水(材料、水重量比1∶1)，用强制式搅拌机搅拌15min，拌合成一定稠度的砂浆，喷涂在经过适当处理的基材表面，常温下养护28天后进行测试。

实施例2

普通硅酸盐水泥和高铝水泥(重量比1∶2)35公斤；膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙(重量比为3∶2∶1)90公斤；无机矿物纤维4公斤；氢氧化镁和氢氧化铝(重量比为2∶1)10公斤；胶粉5公斤；高效减水剂、引气剂和膨胀剂(重量比为5∶1∶1)3.0公斤。将上述原材料投入强制式搅拌机中，搅拌均匀后即可。在施工现场，按照材料重量加入水(重量比为1∶1.5)，用强制式搅拌机搅拌15min，拌合成一定稠度的砂浆，喷涂在经过适当处理的基材表面，常温下养护28天后进行测试。

实施例3

普通硅酸盐水泥和高铝水泥(重量比1∶3)50公斤；膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙(重量比为4∶2∶1)40公斤；无机矿物纤维10公斤；氢氧化镁和氢氧化铝阻燃体系(重量比为3.5∶1)5公斤；胶粉0.1公斤；高效减水剂、引气剂和膨胀剂(重量比为10∶1∶3)0.5公斤。将上述原材料投入强制式搅拌机中，搅拌均匀后即可。在施工现场，按照材料重量百分比加入水(重量比1∶0.8)，用强制式搅拌机搅拌15min，拌合成一定稠度的砂浆，喷涂在经过适当处理的基材表面，常温下养护28天后进行测试。

实施例4

普通硅酸盐水泥和高铝水泥(重量比1∶5)20公斤；膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙(重量比为1∶2∶1)70公斤；无机矿物纤维10公斤；氢氧化镁和氢氧化铝阻燃体系(重量比为2∶1)20公斤；胶粉2公斤；高效减水剂、引气剂和膨胀剂(重量比为10∶1∶2)2.5公斤。将上述原材料投入强制式搅拌机中，搅拌均匀后即可。在施工现场，按照材料重量比加入重量比1∶1的水，用强制式搅拌机搅拌15min，拌合成一定稠度的砂浆，喷涂在经过适当处理的基材表面，常温下养护28天后进行测试。

实施例5

所述的普通硅酸盐水泥、高铝水泥，其强度标号不低于42.5，其它与实施例1-4相同。

实施例6

所述的阻燃剂采用氢氧化镁和氢氧化铝复配，其它与实施例1-5相同。

实施例7

所述的减水剂为聚羧酸或萘系高效减水剂，其它与实施例1-6相同。

实施例8

所述的引气剂为松香类或烷基磺酸盐系，其它与实施例1-7相同。

对比实施例9

高铝水泥50公斤；膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙80公斤；无机矿物纤维7公斤；氢氧化镁和氢氧化铝阻燃30公斤；胶粉0.2公斤；高效减水剂、引气剂和膨胀剂0.3公斤。将上述原材料投入强制式搅拌机中，搅拌均匀后即可。

新型环保隧道防火涂料实施例性能检测结果表

注：中华人民共和国安全行业标准为GA98-2005《混凝土结构防火涂料》，标准条款号为：GA98-2005，5.2.2

由实施例1-5与对比实施例9的性能检测结果可见，用一定的普通硅酸盐水泥与高铝水泥复配的隧道防火涂料性能良好，价格降低。

Claims

1、一种粘结剂复配的隧道防火涂料，其特征在于，其组分及重量份数如下：

组分1：普通硅酸盐水泥和高铝水泥10～50份

组分2：膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙40～90份

组分3：无机矿物纤维1～10份

组分4：阻燃剂5～30份

组分5：胶粉0.1～5.0份

组分6：减水剂、引气剂和膨胀剂0.5～3.0份。

2、如权利要求1所述的粘结剂复配的隧道防火涂料，其特征在于，所述的普通硅酸盐水泥、高铝水泥，其强度标号不低于42.5。

3、如权利要求1所述的粘结剂复配的隧道防火涂料，其特征在于，所述的阻燃剂采用氢氧化镁和氢氧化铝复配。

4、如权利要求1所述的粘结剂复配的隧道防火涂料，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸或萘系高效减水剂。

5、如权利要求1所述的粘结剂复配的隧道防火涂料，其特征在于，所述的引气剂为松香类或烷基磺酸盐系。

6、如权利要求1-5中任一所述的粘结剂复配的隧道防火涂料，其特征在于，所述的普通硅酸盐水泥和高铝水泥重量比为1∶1～5。

7、如权利要求1-5中任一所述的粘结剂复配的隧道防火涂料，其特征在于，所述的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙的重量比为1～4∶1～2∶1。

8、如权利要求1-5中任一所述的粘结剂复配的隧道防火涂料，其特征在于，所述的阻燃剂中氢氧化镁和氢氧化铝的重量比为1～4∶1。

9、如权利要求1-5中任一所述的粘结剂复配的隧道防火涂料，其特征在于，所述的减水剂、引气剂和膨胀剂的重量比为5～12∶1∶1～3。