CN115141027B - 钢结构耐火隔热涂抹料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开钢结构耐火隔热涂抹料，由如下组分组成:叶腊石骨料、M45莫来石骨料、叶腊石粉、M45莫来石粉、硅灰、偏高岭土、铝酸盐水泥CA‑65和添加剂。本发明的钢结构耐火隔热涂抹材料，耐火温度可达到1630℃，1000℃的导热系数仅为0.539W/(m·K)，200℃的线膨胀系数为8.2×10‑6(1/℃)。本涂抹料既耐高温又具有良好的绝热性能且强度较高，具有良好的防撞性能。

Description

钢结构耐火隔热涂抹料
技术领域
本发明涉及耐火涂料技术领域。具体地说是钢结构耐火隔热涂抹料。
背景技术
钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震，抗弯等特性。但是，钢材作为建筑材料在防火耐火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点，抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。研究表明，钢结构通常在450～650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变、导致钢柱、钢梁弯曲，而不能继续使用。
工程中应用最广泛最经济的方法就是在钢结构喷涂耐火隔热材料，现有技术中的膨胀型的防火涂料，虽然喷涂方法简单，但是耐火时间短，一般仅在2-3h以内。针对突发的火情，这样的耐火时间是可以接受的。
但是针对某些特殊高温场景下钢结构的长时间的高温热防护，如钢铁厂的高温冶炼车间冶炼炉附近，或者做高温实验的厂房，是远远不够的，长时间的高温影响会导致钢结构退火受热软化影响结构安全，从而造成安全隐患。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有良好的绝热性能且强度较高的钢结构耐火隔热涂抹料。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
钢结构耐火隔热涂抹料，由如下组分组成:叶腊石骨料、M45莫来石骨料、叶腊石粉、M45莫来石粉、硅灰、偏高岭土、铝酸盐水泥CA-65和添加剂；M45莫来石骨料和M45莫来石粉中莫来石相的含量大于或等于65％。
上述钢结构耐火隔热涂抹料，所述添加剂为：羟丙基甲基纤维素醚、马来酸聚乙二醇单酯和醋酸钠，羟丙基甲基纤维素醚的粘度为14000-16000mPa.s。
上述钢结构耐火隔热涂抹料，所述叶腊石骨料由粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的叶腊石骨料、粒度大于1mm且小于或等于3mm的叶腊石骨料、粒度大于3mm且小于或等于5mm的叶腊石骨料组成。
上述钢结构耐火隔热涂抹料，粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的叶腊石骨料为8-12重量份；粒度大于1mm且小于或等于3mm的叶腊石骨料为12-18重量份；粒度大于3mm且小于或等于5mm的叶腊石骨料为3-7重量份。
上述钢结构耐火隔热涂抹料，所述M45莫来石骨料由粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的M45莫来石骨料、粒度大于1mm且小于或等于3mm的M45莫来石骨料、粒度大于3mm且小于或等于5mm的M45莫来石骨料组成。
上述钢结构耐火隔热涂抹料，粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的M45莫来石骨料为3-7重量份；粒度大于1mm且小于或等于3mm的M45莫来石骨料为12-18重量份；粒度大于3mm且小于或等于5mm的M45莫来石骨料为8-12重量份。
上述钢结构耐火隔热涂抹料，叶腊石粉的粒度为大于0μm且小于或等于75μm；叶腊石粉为8-12重量份。
上述钢结构耐火隔热涂抹料，M45莫来石粉的粒度为大于0μm且小于或等于45μm，M45莫来石粉为8-12重量份。
上述钢结构耐火隔热涂抹料，偏高岭土为1-2重量份，铝酸盐水泥CA-65为15-20重量份，硅灰为1-3重量份。
上述钢结构耐火隔热涂抹料，羟丙基甲基纤维素醚为0.05-0.15重量份、马来酸聚乙二醇单酯为0.05-0.1重量份；醋酸钠为0.01-0.05重量份。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
本发明的钢结构耐火隔热涂抹材料，是特别针对特殊高温场景条件下的钢结构定制的。如钢铁厂的高温冶炼车间冶炼炉附近，做高温实验的厂房，这样的特殊高温环境下，钢结构需要隔热性能好，耐久性高。常规的普通钢结构喷涂材料，防火时间仅仅在2-3小时范围内，而本申请设计的涂抹料可以在1300度左右长期使用。
本发明的钢结构耐火隔热涂抹材料，既耐高温又具有良好的绝热性能且强度较高，具有良好的防撞性能。耐火温度可达到1630℃，1000℃的导热系数仅为0.539W/(m·K)，200℃的线膨胀系数为8.2×10-6(1/℃)。
本涂抹料具有优越的粘结结强度、耐火耐水性好、和易性好、涂抹性好特点，具有很强的耐火冲击性，延缓了钢材的温升，有效保护钢构件。
羟丙基甲基纤维素醚起到增稠保湿的作用，粘度小于14000mPa.s难以对涂抹料起到增稠作用，粘度大于16000mPa.s会使得涂抹料过于粘稠、施工性能差；醋酸钠起到缓凝作用，可以减少干燥过程的开裂，马来酸聚乙二醇单酯作为减水剂，性能更稳定。
叶腊石骨料具有耐高温的特点，其膨胀系数低，可低温烧结，叶腊石粉料能使涂抹施工时表面爽滑。M45莫来石的粉料和骨料抗热震性能好，耐酸碱，高温蠕变小。相比于M60莫来石和M70莫来石，本申请选用M45莫来石且莫来石相含量在65％以上，不仅价格便宜，而且使得制成的涂抹料热震性能好、导热系数低。M60莫来石和M70莫来石价格昂贵，体密大导致整个体系导热系数增大，从而影响整体的隔热效果。
本申请中利用叶腊石和M45莫来石的有机结合，使得涂抹料的耐高温特性和抗热震性都得到提高，耐火温度可达到1630℃，可以实现特殊高温厂房的长时间耐高温性能。同时由于高温蠕变性小，具有良好的绝热性能，与钢材的导热系数接近，不易开裂；涂抹后，耐压强度高，具有良好的防撞性能。
硅灰具有很好的流动性，可以增加涂抹料的密实度；偏高岭土可塑性好，能吸附材料中的钾钠等有害物质，抑制返碱并与铝酸钙反应提高体系强度。
相对于传统的喷涂料(3mm-8mm)，本申请的涂抹料的涂抹厚度达到20-30mm或30-50mm，可以适合特殊高温厂房钢结构热防护的永久使用；本申请的涂抹料可以人工用抹子涂抹或机械喷涂都行，施工方法可灵活掌握。
附图说明
图1本发明钢结构耐火隔热涂抹料检测报告。
具体实施方式
本实施例的钢结构耐火隔热涂抹料，由如下组分组成:叶腊石骨料、莫来石骨料、叶腊石粉、M45莫来石粉、硅灰、偏高岭土、铝酸盐水泥CA-65和添加剂；M45莫来石骨料和M45莫来石粉中莫来石相的含量为67％。所述添加剂为：羟丙基甲基纤维素醚、马来酸聚乙二醇单酯和醋酸钠，羟丙基甲基纤维素醚的粘度为15000mPa.s。
所述叶腊石骨料由粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的叶腊石骨料、粒度大于1mm且小于或等于3mm的叶腊石骨料、粒度大于3mm且小于或等于5mm的叶腊石骨料组成。
粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的叶腊石骨料为10kg；粒度大于1mm且小于或等于3mm的叶腊石骨料为15kg；粒度大于3mm且小于或等于5mm的叶腊石骨料为5kg。
所述M45莫来石骨料由粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的M45莫来石骨料、粒度大于1mm且小于或等于3mm的M45莫来石骨料、粒度大于3mm且小于或等于5mm的M45莫来石骨料组成。
粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的M45莫来石骨料为5kg；粒度大于1mm且小于或等于3mm的M45莫来石骨料为15kg；粒度大于3mm且小于或等于5mm的M45莫来石骨料为10kg。
叶腊石粉的粒度为大于0μm且小于或等于75μm；叶腊石粉为10kg。
M45莫来石粉的粒度为大于0μm且小于或等于45μm，M45莫来石粉为10kg；硅灰为埃肯95U硅灰，为2kg。
偏高岭土为1.5kg，铝酸盐水泥CA-65为16.5kg，羟丙基甲基纤维素醚(陶氏)为0.1kg，马来酸聚乙二醇单酯减水剂为0.05kg，醋酸钠为0.03kg。
制备方法：将以上所用原材料先在行星式搅拌机干混后，包装。现场实际使用时，加入17％水(每100kg上述原料加入17kg的水)，搅拌后即可涂抹施工。涂抹使用方法，可以采用如下两种方案进行涂抹。
方案1、先在钢结构上面涂2-3mm厚的结构胶，然后在结构胶没有固化前，再抹上耐火隔热涂抹料。
方案2、先在钢结构上焊接锚固钉或钢板网后，再抹上耐火隔热涂抹料。
涂抹的厚度为20-30mm。涂抹后初凝大约40分钟，终凝大约在180分钟无需烘干即可使用。
本实施例的钢结构耐火隔热涂抹料经国家工业建构物质量安全检测中心检验，检测报告如下表：
Figure BDA0003759536360000051
Figure BDA0003759536360000061
本发明的钢结构耐火隔热涂抹材料，是特别针对特殊高温场景条件下的钢结构定制的。如钢铁厂的高温冶炼车间冶炼炉附近，做高温实验的厂房，这样的特殊高温环境下，钢结构需要隔热性能好，耐久性高。常规的普通钢结构喷涂材料，防火时间仅仅在2-3小时范围内且为一次性的，而本申请设计的涂抹料可以在1300度左右长期使用。
本发明涂抹料的线膨胀系数8.2×10-6(1/℃)，钢材的线膨胀系数为10-13×10-6(1/℃)，两者的热膨胀系接近，使得受热后不易产生裂纹。
本发明涂抹料的导热系数低，低导热，使得隔热性能更好。
同时本发明涂抹料最大的特点就是常温的耐压强度高，高温耐久性时间长，可以在1300℃条件下长时间使用，特别适合长时间高温条件下的特殊厂房或者车间钢结构热防护的使用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (1)

1.钢结构耐火隔热涂抹料，其特征在于，由如下组分组成:叶腊石骨料、M45莫来石骨料、叶腊石粉、M45莫来石粉、硅灰、偏高岭土、铝酸盐水泥CA-65和添加剂；M45莫来石骨料和M45莫来石粉中莫来石相的含量大于或等于65％；所述添加剂为：羟丙基甲基纤维素醚、马来酸聚乙二醇单酯和醋酸钠，羟丙基甲基纤维素醚的粘度为14000-16000mPa.s；
所述叶腊石骨料由粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的叶腊石骨料、粒度大于1mm且小于或等于3mm的叶腊石骨料、粒度大于3mm且小于或等于5mm的叶腊石骨料组成；粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的叶腊石骨料为8-12重量份；粒度大于1mm且小于或等于3mm的叶腊石骨料为12-18重量份；粒度大于3mm且小于或等于5mm的叶腊石骨料为3-7重量份；
所述M45莫来石骨料由粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的M45莫来石骨料、粒度大于1mm且小于或等于3mm的M45莫来石骨料、粒度大于3mm且小于或等于5mm的M45莫来石骨料组成；粒度大于0.1mm且小于或等于1mm的M45莫来石骨料为3-7重量份；粒度大于1mm且小于或等于3mm的M45莫来石骨料为12-18重量份；粒度大于3mm且小于或等于5mm的M45莫来石骨料为8-12重量份；
叶腊石粉的粒度为大于0μm且小于或等于75μm；叶腊石粉为8-12重量份；
M45莫来石粉的粒度为大于0μm且小于或等于45μm，M45莫来石粉为8-12重量份；
偏高岭土为1-2重量份，铝酸盐水泥CA-65为15-20重量份，硅灰为1-3重量份；
羟丙基甲基纤维素醚为0.05-0.15重量份、马来酸聚乙二醇单酯为0.05-0.1重量份；醋酸钠为0.01-0.05重量份。
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