CN1266231C

CN1266231C - 隧道防火涂料及其制造与施工工艺

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Publication number: CN1266231C
Application number: CN 200410093435
Authority: CN
Inventors: 陈泓; 顾仁华
Original assignee: HUILI COATING CO Ltd SHANGHAI
Current assignee: HUILI COATING CO Ltd SHANGHAI
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2024-12-23
Also published as: CN1640949A

Abstract

本发明公开一种隧道防火涂料，其特征在于隧道防火涂料的组成和配比(重量百分比%，下同)为：42.5^#水泥35～40、膨胀珍珠岩17～20、膨胀蛭石7～10、轻质碳酸钙18～22、高岭土6～9、瓷土6～9、助剂2～3；所述的助剂为烷基萘磺酸钠。其制造方法特征在于：按涂料的组成和配比称重后，采用双轴干粉混合机，在启动后逐渐加入水泥、轻质碳酸钙、高岭土、瓷土、助剂、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石，经10分钟后，即可计量包装为成品。本发明涂料具有不燃性、隔热性、防潮、耐水时间能达到144小时涂层不起层、不脱落、不空鼓和开裂、施工方便、价廉物优的特点。

Description

隧道防火涂料及其制造与施工工艺

一、技术领域：

本发明涉及一种涂料，特别是公开一种隧道防火涂料及其制造与施工工艺。

二、背景技术：

随着对公路、铁路的建设不断发展，特别是在建设过程中，会根据不同地形的情况，对山体进行穿越，从而形成公路、铁路的隧道。而公路与铁路的隧道建设，也会根据不同山体的情况，建设长度不等的隧道。对经过一定长度的隧道，所引发该隧道的安全性也会明显凸现。因为在车辆行使过程中，穿越隧道需要一定的时间，而在该隧道内一旦发生故障，会形成连续性的灾害，特别是火灾，会对穿越该隧道内的车辆与人员带来严重的侵害，从而引起人们对隧道保护的重视。因此，对隧道的本身，就需要用一种较为理想的材料对隧道的表面加以被覆防护，从而提高隧道的安全性，降低在灾害事故中的经济损失。

公安部某消防科学研究所(《建筑涂料》中文版，2004(3)：73～75)研制出了以无机胶凝材料为粘结剂，加入填料、膨胀剂、阻燃剂、防水剂和其他改善涂料和易性和施工性的助剂的耐潮湿环境的无毒隧道防火涂料，当用于钢梁表面，涂层厚度为20mm时，耐火极限为3h，用于预应力混凝土楼板表面，涂层厚度为15mm时，耐火极限为3h；毛朝君(毛朝君，涂料工业，2003(5))提出了以苯丙乳液为基料，三聚氰胺为膨胀剂，海泡石等耐火材料为填料，氧化锡为助剂的隧道防火涂料，当涂层厚度为18～22mm时，耐火极限不小于3h。

上海金山吕巷云母防火材料厂生产的SJ-1防火涂料，系采用水泥和膨胀蛭石，并添加各种填充料的厚质隔热防火涂料，采用的生产设备是搅拌机，该涂料同时也用于钢结构的防火保护。成都大地岩土工程技术开发公司研制的DADI-SD型隧道专用防火涂料，是以无机隔热材料为主要成分的隔热型道路隧道专用防火涂料，当涂层厚度达13mm时，耐火极限为210min。

上述报道的隧道防火涂料均是以高分子聚合物为粘结剂，加入阻燃剂、膨胀剂、骨料和填充料经混合而成的隧道防火涂料，也有以硅酸盐类为粘结剂，再加入无机轻质材料、阻燃剂、膨胀剂、骨料所组成的隧道防火涂料。该类产品在其材性的组成和施工性还存在不足。

三、发明内容：

本发明的目的是提供一种由无机轻质材料与隔热材料复合、再配入由高分子树脂与有机粘合剂所组成的，具有优良的耐水性、粘结强度高、防火性能好的隧道防火涂料的制造与施工工艺。

本发明是这样实现的：一种隧道防火涂料，其特征在于隧道防火涂料的组成和配比(重量百分比％，下同)为：42.5^#水泥35～40、膨胀珍珠岩17～20、膨胀蛭石7～10、轻质碳酸钙18～22、高岭土6～9、瓷土6～9、助剂2～3；所述的助剂为烷基萘磺酸钠。其制造工艺如下：采用双轴干粉混合机，在启动后，逐渐加入水泥、轻质碳酸钙、高岭土、瓷土、助剂和膨胀珍珠岩、膨胀蛭石，经10分钟混合后，即可计量包装。

本发明生产所使用的双轴干粉混合机，是由上海升立混合机厂制造的WZL-4型，设备参数为：一次混合1200～2000Kg，电机功率为30～37KW，设备重量为4800Kg。此设备的工作原理是：筒体内装有双轴旋转方向相反的浆叶，浆叶呈重叠状并形成一定的角度，浆叶旋转将物料抛向空间流动层，产生瞬间失重，并相互落入对方区域内。物料来回掺混，中央部位形成一个液态化的失重区和旋转涡流，物料并沿轴向作径向运动，从而形成全方位复合循环，迅速达到均匀混合。我们采用此设备的最主要原因是它的特点：比重、颗粒差异较大的物料不产生分层离析现象，物料能够充分混合均匀。

本发明施工工艺如下：将隧道防火涂料的包装袋在现场打开后，首先应检查该涂料是否有受潮、结块，若有，应放弃该涂料，若无，即采用该涂料，用砂浆搅拌机进行搅拌混合。混合时，应按照涂料∶水＝1∶0.85～1的配比进行配制，在搅拌5～8分钟时，应暂停10～15分钟，并再次搅拌5～8分钟，使之充分混合。

在施工时，应按照涂层厚度的确定，分次分遍进行施涂，每次施涂的涂层厚度不得大于3～4mm，每次施工时间的间隔必须大于24h，喷涂施工的温度要在5℃以上。

施工方法为喷涂，采用砂浆喷枪，喷嘴口径为10mm。

涂层厚度为5mm时，施工用量约为6kg/M²。

本涂料与国内所生产的防火涂料相差无几，关键在于本隧道防火涂料采用了一种有机粘结剂与高分子合成树脂所组成的防火助剂，该防火助剂是烷基萘磺酸钠。防火助剂在施工过程中，却会起到一种能提高涂料的初期粘结强度，施工和易性，提高施工效率。该助剂在施工时，为了能充分反映出该助剂的特性，因而，在其搅拌过程时，需分二次进行。

本发明所说的隧道防火涂料与其他类型的隧道防火涂料相比，有以下优点：

(1)本发明所说的隧道防火涂料，特别采用了膨胀珍珠岩作为防火填料，它具有不燃性、低热传导性和隔热性，能增加涂层的难燃性。

(2)本发明所说的隧道防火涂料，使用的助剂具有特殊性，它有增塑和保湿双重功效，能增加涂层与基层之间的粘结强度，确保涂层在使用过程中不产生脱落现象，并增加涂层的耐水性能。

(3)本发明所说的隧道防火涂料，考虑到了隧道所处环境的特殊，因此在配制涂料时，特别加入了能够提高耐水性能的物质，耐水时间能达到144小时，且涂层无起层、脱落、空鼓和开裂等现象。

(4)本发明所说的隧道防火涂料，在生产过程中无“三废”产生，讲究环保卫生，且生产所用的原材料方便易得，成本低，具有绝对的价格优势。

所得防火涂层的各项质量技术指标见表1：

序号	检验项目	标准条款号	技术指标	实测结果	结论
序号	检验项目	标准条款号	技术指标	实测结果	结论	1	耐火性能	企业标准Q/IAMA86-2004，4.2	涂层厚度10mm；耐火极限≥90min。	涂层厚度10mm；耐火极限120min。	合格
2	在容器中的状态	4.2	经搅拌后呈均匀稠厚流体状态，无结块。	符合要求	合格	1	耐火性能	企业标准Q/IAMA86-2004，4.2	涂层厚度10mm；耐火极限≥90min。	涂层厚度10mm；耐火极限120min。	合格
2	在容器中的状态	4.2	经搅拌后呈均匀稠厚流体状态，无结块。	符合要求	合格	3	干燥时间(表干)/h	4.2	≤24	5	合格
4	外观与颜色	4.2	涂层干燥后，外观与颜色同样品相比无明显差别。	符合要求	合格	3	干燥时间(表干)/h	4.2	≤24	5	合格
4	外观与颜色	4.2	涂层干燥后，外观与颜色同样品相比无明显差别。	符合要求	合格	5	初期干燥抗裂性	4.2	允许出现1～3条裂纹，其宽度应≤1mm。	符合要求	合格
6	粘结强度/MPa	4.2	≥0.05	0.09	合格	5	初期干燥抗裂性	4.2	允许出现1～3条裂纹，其宽度应≤1mm。	符合要求	合格
6	粘结强度/MPa	4.2	≥0.05	0.09	合格	7	干密度/(kg/m³)	4.2	≤650	641	合格
8	耐水性/h	4.2	≥144，涂层应无起层、脱落、空鼓、开裂现象。	144，符合要求	合格	7	干密度/(kg/m³)	4.2	≤650	641	合格
8	耐水性/h	4.2	≥144，涂层应无起层、脱落、空鼓、开裂现象。	144，符合要求	合格	9	耐碱性/h	4.2	≥24，涂层应无起层、脱落现象。	24，符合要求	合格
10	耐冷热循环性/次	4.2	≥15	15	合格	9	耐碱性/h	4.2	≥24，涂层应无起层、脱落现象。	24，符合要求	合格

四、具体实施方式：

下面就通过实施例来对本发明作进一步的说明。

实施例1：

将42.5^#水泥36％，轻质碳酸钙18％，高岭土(CPAS)8％，瓷土6％，助剂2％，膨胀珍珠岩20％，膨胀蛭石10％，依次加入双轴干粉混合机中混合均匀，按比例加水进行混合，搅拌5min后，暂停15min，再搅拌5min充分混合均匀。防火涂料的检验方法和检验项目同上表。初期干燥抗裂性：6h无裂纹；粘结强度：0.21Mpa；抗压强度：0.14Mpa；干密度：526Kg/m³；其它性能指标均合格。

实施例2：

将42.5^#水泥38％，轻质碳酸钙18％，高岭土(CPAS)6％，瓷土6％，助剂2％，膨胀珍珠岩20％，膨胀蛭石10％，依次加入双轴干粉混合机中混合均匀，按比例加水进行混合，搅拌5min后，暂停15min，再搅拌5min充分混合均匀。防火涂料的检验方法和检验项目同上表。初期干燥抗裂性：6h无裂纹；黏结强度：0.19Mpa；抗压强度：0.26Mpa；干密度：549Kg/m³；其它性能指标均合格。

实施例3：

将42.5^#水泥40％，轻质碳酸钙20％，高岭土(CPAS)6％，瓷土6％，助剂2％，膨胀珍珠岩18％，膨胀蛭石8％，依次加入双轴干粉混合机中混合均匀，按比例加水进行混合，搅拌5min后，暂停15min，再搅拌5min充分混合均匀。防火涂料的检验方法和检验项目同上表。初期干燥抗裂性：6h无裂纹；粘结强度：0.09Mpa；抗压强度：0.65Mpa；干密度：581Kg/m³；其它性能指标均合格。

实施例4：

将42.5^#水泥39％，轻质碳酸钙18％，高岭土(CPAS)6％，瓷土8％，助剂3％，膨胀珍珠岩18％，膨胀蛭石8％，依次加入双轴干粉混合机中混合均匀，按比例加水进行混合，搅拌5min后，暂停15min，再搅拌5min充分混合均匀。防火涂料的检验方法和检验项目同上表。初期干燥抗裂性：6h无裂纹；粘结强度：0.16Mpa；抗压强度：0.36Mpa；干密度：567Kg/m³；其它性能指标均合格。

实施例5：

将42.5^#水泥40％，轻质碳酸钙18.5％，高岭土(CPAS)6％，瓷土7％，助剂2.5％，膨胀珍珠岩18％，膨胀蛭石8％，依次加入双轴干粉混合机中混合均匀，按比例加水进行混合，搅拌5min后，暂停15min，再搅拌5min充分混合均匀。防火涂料的检验方法和检验项目同上表。初期干燥抗裂性：6h无裂纹；粘结强度：0.17Mpa；抗压强度：0.20Mpa；干密度：555Kg/m³；其它性能指标均合格。

实施例6(扩大试验，按实施例2的配方)：

将42.5^#水泥380Kg，轻质碳酸钙180Kg，高岭土(CPAS)60Kg，瓷土60Kg，助剂20Kg，膨胀珍珠岩200Kg，膨胀蛭石100Kg，依次加入双轴干粉混合机中混合均匀，按比例加水进行混合，搅拌5min后，暂停15min，再搅拌5min充分混合均匀。防火涂料的技术性能指标见表1。

Claims

1.一种隧道防火涂料，其特征在于隧道防火涂料的配方和重量百分比为：42.5^#水泥35～40、膨胀珍珠岩17～20、膨胀蛭石7～10、轻质碳酸钙18～22、高岭土6～9、瓷土6～9、助剂2～3；所述的助剂为烷基萘磺酸钠。

2.根据权利要求1所述的隧道防火涂料，其特征在于隧道防火涂料的配方和重量百分比为：42.5^#水泥36、轻质碳酸钙18、高岭土8、瓷土6、助剂2、膨胀珍珠岩20、膨胀蛭石10。

3.根据权利要求1所述的隧道防火涂料，其特征在于隧道防火涂料的配方和重量百分比为：42.5^#水泥38、轻质碳酸钙18、高岭土6、瓷土6、助剂2、膨胀珍珠岩20、膨胀蛭石10。

4.根据权利要求1所述的隧道防火涂料，其特征在于隧道防火涂料的配方和重量百分比为：42.5^#水泥40、轻质碳酸钙20、高岭土6、瓷土6、助剂2、膨胀珍珠岩18、膨胀蛭石8。

5.由权利要求1～4中任意一项所述隧道防火涂料的制造方法，其特征在于：按涂料的配方和配比称重后，采用双轴干粉混合机，在启动后逐渐加入水泥、轻质碳酸钙、高岭土、瓷土、助剂、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石，经10分钟后，即可计量包装为成品；物料来回掺混时，中央部位形成一个液态化的失重区和旋转涡流，物料并沿轴向作径向运动，从而形成全方位复合循环，迅速达到均匀混合，比重、颗粒差异较大的物料不产生分层离析现象。

6.根据权利要求5所述的隧道防火涂料的制造方法，其特征在于：所述的采用双轴干粉混合机选用上海升立混合机厂制造的WZL-4型双轴干粉混合机。

7.由权利要求5或6制造的隧道防火涂料的施工工艺，隧道防火涂料开袋检查不应受潮和结块，然后搀水用砂浆机搅拌混合，其特征在于涂料与水的重量比为：涂料∶水＝1∶0.85～1，在搅拌5～8分钟时，应暂停10～15分钟，并再次搅拌5～8分钟，使之充分混合即可施工。

8.根据权利要求7所述的隧道防火涂料的施工工艺，其特征在于：应按照涂层厚度的确定，进行分次分遍施涂，每次施涂的涂层厚度不得大于3～4mm，每次施工时间间隔大于24小时，施工温度大于5℃。