CN104230305B - 一种磷酸钾镁水泥隧道防火涂料及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磷酸钾镁水泥隧道防火涂料及其使用方法，其由粘结材料、无机隔热材料和助剂作为干料，将干料与水混合制成稠浆状的隧道防火涂料后，再经基层清理、喷水湿润、防火涂料施工、养护，在隧道内侧墙体上形成防火层。本发明采用磷酸钾镁水泥代替传统的硅酸盐水泥和高铝水泥，制备的隧道防火涂料防火性能好，在生产过程中无有毒和刺激性气体产生，环保性好，而且干燥时间短，能大幅度提高施工效率。

Description

一种磷酸钾镁水泥隧道防火涂料及其使用方法

技术领域

本发明属于隧道防火涂料技术领域，具体涉及一种磷酸钾镁水泥隧道防火涂料及其使用方法。

背景技术

在隧道火灾中，其衬砌表面温度可超过1000℃，混凝土以及钢筋在这种高温环境下都会失去基本力学性能，从而造成巨大的生命财产损失。在这种背景下，隧道防火涂料的研发得以快速发展，并已在工程界得到了广泛的应用。目前，隧道防火涂料的研制正向“五E”方向迈进，即提高涂膜质量(Excellent)、方便施工(Easyofapplication)、节省资源(Economics)、节省能源(Energysaving)、生态平衡(Ecology)。同时，研制的涂料既要满足工业化连续生产的需要，又要保障生产时无“三废”（废水、废气、废渣）的产生。然而现有的许多隧道防火涂料配方组分繁多，为了提高涂料耐火性能大多添加三聚氰胺和聚磷酸铵，其在和水搅拌过程中会产生氨气，从而对周边环境造成很大污染，且对施工人员身体健康产生损害。

专利（CN1986715）公开了一种隧道防火涂料，是由丙乳液、582树脂、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、硼酸铵为助剂组成，该隧道防火涂料具有较好的粘结性和耐水性，但是这种隧道防火涂料组分复杂，且搅拌过程中会散发出氨气，不利于环保和施工人员的身体健康。

隧道防火涂料在施工过程中一般都是分层喷涂，即待上层涂料干燥后方可喷涂下层，这使目前市场上的隧道防火涂料不同程度地存在干燥时间普遍偏长，施工效率偏低等问题，所以迫切需要一种能解决上述问题的涂料，本发明磷酸钾镁水泥隧道防火涂料即可有效解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷酸钾镁水泥隧道防火涂料及其使用方法，其具有较好的粘结性能和耐火性能，且能解决隧道防火涂料在施工过程中干燥时间长的难题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种磷酸钾镁水泥隧道防火涂料，是由粘结材料、无机隔热材料和助剂作为干料，加水混合而成；

所述粘结材料为磷酸二氢钾、重烧镁粉、硼砂和可再分散乳胶粉的混合物；

所述无机隔热材料为膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、海泡石和空心漂珠的混合物；

所述的助剂为引气剂和膨胀剂的混合物；

加入水量为干料总质量的70%～80%。

干料中各组分按重量百分数计为，磷酸二氢钾8～10%、重烧镁粉24～30%、硼砂0.5～1.5%、可再分散乳胶粉1.5～2.5%；膨胀蛭石22～26%、膨胀珍珠岩14～18%、海泡石6～10%、空心漂珠8～12%；引气剂0.02%～0.03%，膨胀剂2～4%，上述各组分的重量百分数之和为100%。

所述磷酸钾镁水泥隧道防火涂料的使用方法，是经基层清理、喷水湿润、防火涂料配制、防火涂料施工和养护，在隧道内侧墙体上形成防火层。

具体包括如下步骤：

1）基层清理：将隧道内侧墙体表面上的浮尘、残渣、油渍等清理干净；

2）喷水湿润：将墙体表面喷水润湿，然后晾干至表面无明水；

3）隧道防火涂料的配制：将粘结材料、无机隔热材料、助剂和水混合配制而成稠浆状；

4）隧道防火涂料施工：将配制好的隧道防火涂料人工涂刷在隧道内侧墙体表面上，并分3层涂刷，所得涂层厚度为18~22mm。

5）养护：施工完毕后，观察有无脱落的现象，若有脱落需要补刷，并养护28天。

磷酸钾镁水泥是一种可持续发展胶凝材料，与传统硅酸盐水泥的煅烧工艺相比，磷酸钾镁水泥具有传统硅酸盐水泥无可比拟的性能：(1)凝结硬化迅速，早期强度高，3h强度可达40MPa以上；(2)与旧混凝土（隧道衬砌）有相近的弹性模量和膨胀系数，相容性好，粘结强度高；(3)对钢筋的防锈性能好，同等条件下，采用磷酸钾镁水泥对钢筋的锈蚀率分别为普通硅酸盐水泥的22.8%、矿渣水泥的48.6%；(4)抗盐冻、冻融循环能力强，40次冻融循环后才出现表面剥蚀现象；(5)耐热性能好，理论上至少可以经受1300℃，超过800℃时，硬化水泥石转为类似陶瓷的结构，强度反而提高；（6）采用磷酸钾镁水泥取代传统的硅酸盐水泥，可减少CO₂的排放，进而减少温室效应；另外，它在生产过程不需要消耗大量的粘土资源和能源，有利于耕地的保护和能源的合理利用。

另一方面，采用可再分乳胶粉作为辅助粘结材料，对水泥的粘结强度、耐水性、抗冷热循环等均有提高作用；膨胀蛭石在高温下体积膨胀、密度减少近1倍，是一种较好的轻质保温材料；膨胀珍珠岩在高温下体内结晶水可变成气体，使体积迅速膨胀4～30倍，薄片间形成空气夹层，利用夹层中含有的大量孔隙，可具有良好的保温隔热效果；海泡石耐高温性可达1500～1700℃，并可以减少防火涂料固化过程中的体积收缩、龟裂等问题；空心漂珠具有微小、空心、耐高温和电绝缘性能优良等特性，另外还具有绝缘、隔音、耐腐、无毒优点，是一种新型、多功能的无机材料；

本发明磷酸钾镁水泥隧道防火涂料所使用的助剂由引气剂和膨胀剂等组成，膨胀剂能提高隧道防火涂料的保水性，触变性和粘结性质，延长开放时间，改善施工性能；亦能提高防火涂层的耐水性、耐酸碱性、耐湿热性及冻融性；引气剂是一种低表面张力的表面活性剂，掺入到隧道防火涂料后，可使涂料在搅拌过程中引入均匀分布且独立封闭的微小气泡，使毛细管变得细小、曲折、分散，渗透通道减少，从而降低涂料干密度和导热率。

本发明的显著优点在于：

（1）本发明磷酸钾镁水泥隧道防火涂料在生产过程中无“三废”产生，环保卫生；涂料组分中不含三聚氰胺和聚磷酸铵等发泡材料，在和水搅拌过程中不会产生氨气，因此不会对施工人员的身体健康产生影响。

（2）本发明磷酸钾镁水泥隧道防火涂料具有较好粘结性能和耐火性能，且工作性能良好。

（3）采用本发明磷酸钾镁水泥隧道防火涂料进行施工，涂层干燥时间短，可大幅度提高施工效率。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

一种磷酸钾镁水泥隧道防火涂料，由粘结材料、无机隔热材料和助剂作为干料，加入干料总质量的75%的水混合而成；

干料中各组分按重量百分数计为：磷酸二氢钾9%、重烧镁粉27%、硼砂1%、可再分散乳胶粉2%；膨胀蛭石24%、膨胀珍珠岩16%、海泡石8%、空心漂珠10%；引气剂0.025，膨胀剂2.975%。

所述磷酸钾镁水泥隧道防火涂料的使用方法，具体包括如下步骤：

1）基层清理：将隧道内侧墙体表面上的浮尘、残渣、油渍等清理干净；

2）喷水湿润：将墙体表面喷水润湿，然后晾干至表面无明水；

3）隧道防火涂料的配制：将粘结材料、无机隔热材料、助剂和水混合配制成稠浆状；

4）隧道防火涂料施工：将配制好的隧道防火涂料人工涂刷在隧道内侧墙体表面上，并分3层涂刷，所得涂层厚度为20mm。

5）养护：施工完毕后，观察有无脱落的现象，若有脱落需要补刷，并养护28天。

根据GB28375-2012《混凝土结构防火涂料》对本实施碱磷酸钾镁水泥隧道防火涂料的基本性能进行测定，结果见表1。

表1实施例1磷酸钾镁水泥隧道防火涂料的性能

实施例2

一种磷酸钾镁水泥隧道防火涂料，由粘结材料、无机隔热材料和助剂作为干料，加入干料总质量的70%的水混合而成；

干料中各组分按重量百分数计为：磷酸二氢钾8%、重烧镁粉30%、硼砂0.5%、可再分散乳胶粉1.5%；膨胀蛭石26%、膨胀珍珠岩14%、海泡石10%、空心漂珠8%；引气剂0.02%，膨胀剂1.98%。

所述磷酸钾镁水泥隧道防火涂料的使用方法，具体包括如下步骤：

1）基层清理：将隧道内侧墙体表面上的浮尘、残渣、油渍等清理干净；

2）喷水湿润：将墙体表面喷水润湿，然后晾干至表面无明水；

3）隧道防火涂料的配制：将粘结材料、无机隔热材料、助剂和水混合配制成稠浆状；

4）隧道防火涂料施工：将配制好的隧道防火涂料人工涂刷在隧道内侧墙体表面上，并分3层涂刷，所得涂层厚度为22mm。

5）养护：施工完毕后，观察有无脱落的现象，若有脱落需要补刷，并养护28天。

根据GB28375-2012《混凝土结构防火涂料》对本实施碱磷酸钾镁水泥隧道防火涂料的基本性能进行测定，结果见表2。

表2实施例2磷酸钾镁水泥隧道防火涂料的性能

实施例3

一种磷酸钾镁水泥隧道防火涂料，由粘结材料、无机隔热材料和助剂作为干料，加入干料总质量的80%的水混合而成；

干料中各组分按重量百分数计为：磷酸二氢钾10%、重烧镁粉24%、硼砂1.5%、可再分散乳胶粉2.5%；膨胀蛭石22%、膨胀珍珠岩18%、海泡石6%、空心漂珠12%；引气剂0.03%，膨胀剂3.97%。

所述磷酸钾镁水泥隧道防火涂料的使用方法，具体包括如下步骤：

1）基层清理：将隧道内侧墙体表面上的浮尘、残渣、油渍等清理干净；

2）喷水湿润：将墙体表面喷水润湿，然后晾干至表面无明水；

3）隧道防火涂料的配制：将粘结材料、无机隔热材料、助剂和水混合配制成稠浆状；

4）隧道防火涂料施工：将配制好的隧道防火涂料人工涂刷在隧道内侧墙体表面上，并分3层涂刷，所得涂层厚度为18mm。

5）养护：施工完毕后，观察有无脱落的现象，若有脱落需要补刷，并养护28天。

根据GB28375-2012《混凝土结构防火涂料》对本实施碱磷酸钾镁水泥隧道防火涂料的基本性能进行测定，结果见表3。

表3实施例3磷酸钾镁水泥隧道防火涂料的性能

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种磷酸钾镁水泥隧道防火涂料，其特征在于：所述隧道防火涂料由粘结材料、无机隔热材料和助剂作为干料，加水混合而成；

所述粘结材料为磷酸二氢钾、重烧镁粉、硼砂和可再分散乳胶粉的混合物；

所述无机隔热材料为膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、海泡石和空心漂珠的混合物；

所述的助剂为引气剂和膨胀剂的混合物；

加入水量为干料总质量的70%～80%；

干料中各组分按重量百分数计为，磷酸二氢钾8～10%、重烧镁粉24～30%、硼砂0.5～1.5%、可再分散乳胶粉1.5～2.5%；膨胀蛭石22～26%、膨胀珍珠岩14～18%、海泡石6～10%、空心漂珠8～12%；引气剂0.02%～0.03%，膨胀剂2～4%，上述各组分的重量百分数之和为100%。

2.根据权利要求1所述磷酸钾镁水泥隧道防火涂料，其特征在于：其使用方法是经基层清理、喷水湿润、防火涂料配制、防火涂料施工和养护，在隧道内侧墙体上形成防火层。

3.根据权利要求2所述磷酸钾镁水泥隧道防火涂料，其特征在于：其使用方法具体包括如下步骤：

1）基层清理：将隧道内侧墙体表面上的浮尘、残渣、油渍清理干净；

2）喷水湿润：将墙体表面喷水润湿，然后晾干至表面无明水；

3）隧道防火涂料的配制：将粘结材料、无机隔热材料、助剂与水混合配制而成稠浆状；

4）隧道防火涂料施工：将配制好的隧道防火涂料人工涂刷在隧道内侧墙体表面上，并分3层涂刷，所得涂层厚度为18~22mm；

5）养护：施工完毕后，观察有无脱落的现象，若有脱落需要补刷，并养护28天。