CN101560340A

CN101560340A - 一种可用于低温环境施工的隧道防火涂料

Info

Publication number: CN101560340A
Application number: CNA2008101041709A
Authority: CN
Inventors: 刘军辉; 仲晓林; 陈夙; 杨力
Original assignee: China Jingye Engineering Corp Ltd
Current assignee: China Jingye Engineering Corp Ltd
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2009-10-21

Abstract

本发明提供一种可用于低温环境施工的隧道防火涂料，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，防冻剂0.5～2.0份。该涂料具有在零度以下的可施工性，同时在低温环境中也具有较好的粘结强度；能有效的减少热量的传导，降低保护基层的升温速率，具有耐火极限高、粘结强度高、耐水性好、不产生有毒气体、环保等特点。广泛适用于公路、铁路、地铁隧道构建物的防火保护，也可用作石化工程的防火墙等。

Description

一种可用于低温环境施工的隧道防火涂料

技术领域

本发明涉及一种隧道防火涂料，具体地说是一种可用于低温施工且具有耐低温特性的隧道防火涂料。

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。因此隧道防火涂料是提高隧道的耐火极限，防止钢材构件在火灾中因迅速升温而发生形变塌落的有效防护措施之一；但是随着人们环保意识和安全意识的逐渐增加，传统的隧道防火涂料日益显露出其弊端。比如传统隧道防火涂料其中选用的填料石棉、矿棉等材料，现今已限用和不用；传统隧道防火涂料的施工温度都在5℃以上，这给高纬度和寒冷时节隧道防火涂料的施工带来很大不便；同时隧道防火涂料的VOC释放量、隧道防火涂料在火灾中释放的烟量和有毒气体如CO、CO₂和NH₃等、隧道防火涂料在受火时的强度等在传统的隧道防火涂料中都没有规定。

目前市场上使用的隧道防火涂料是添加水，搅拌均匀后再施工，这给冬季和低温环境施工带来了很大困难，并且涂层容易出现开裂和涂层与底材剥离的问题。再者我国北方地区每年约有4～5个月的时间温度低于零度，因此使用抗冻隧道防火涂料是保证工程质量和解决冬季施工问题的有效方法。

发明内容

为了解决传统隧道防火涂料的缺点和隧道防火涂料冬季和低温施工等问题，本发明提供了一种低温施工性好、耐火极限高且价格适中的环保抗冻隧道防火涂料。

本发明的一种可用于低温环境施工的隧道防火涂料，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、防冻剂、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

组分7：防冻剂0.5～2.0份。

所述的普通硅酸盐水泥或高铝水泥，其强度标号不低于42.5；阻燃体系采用氢氧化镁和氢氧化铝复配或者APP阻燃复配体系；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；防冻剂为复合的防冻剂。

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，重量比应根据密度要求而定；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：以高标号的普通硅酸盐水泥和高铝水泥为胶结剂，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，能有效的降低热传导。阻燃体系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、粘结性的作用。防冻剂能提高涂料的抗冻融性能即抗冻性。

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)该隧道防火涂料可以在0℃以下施工，具有良好的抗冻性能；(4)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；(5)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阻燃体系(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；防冻剂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10∶1∶1)3.0公斤；防冻剂1.5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；防冻剂2.0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4∶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；防冻剂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

所述的阻燃剂采用APP复配阻燃体系代替，其它与实施例1-4相同。

实施例6

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1-5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。

实施例9

所述的防冻剂为复合的防冻剂，其它与实施例1-8相同。

对比实施例10

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；防冻剂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。

环保抗冻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10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具有耐低温特性的隧道防火涂料性能良好，价格降低。

Claims

1、一种可用于低温环境施工的隧道防火涂料，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

组分7：防冻剂0.5～2.0份。

2、如权利要求1所述的可用于低温环境施工的隧道防火涂料，其特征在于，所述的普通硅酸盐水泥或高铝水泥，其强度标号不低于42.5。

3、如权利要求1所述的可用于低温环境施工的隧道防火涂料，其特征在于，所述的阻燃体系采用氢氧化镁和氢氧化铝复配，或者APP阻燃复配体系。

4、如权利要求1所述的可用于低温环境施工的隧道防火涂料，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所述的可用于低温环境施工的隧道防火涂料，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所述的可用于低温环境施工的隧道防火涂料，其特征在于，所述的防冻剂为复合的防冻剂。

7、如权利要求1-6中任一所述的可用于低温环境施工的隧道防火涂料，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。

8、如权利要求1-6中任一所述的可用于低温环境施工的隧道防火涂料，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。

9、如权利要求1-6中任一所述的可用于低温环境施工的隧道防火涂料，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。

10、如权利要求1-6中任一所述的可用于低温环境施工的隧道防火涂料，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。