厚型随道防火涂料

隧道防火涂料主要适用于公路隧道、铁路隧道的防火，还适用于石化工程、高层建筑、钢结构、地下车库的防火需要。 　　一、性能指标 　　序号 项 目 指 标 　　1 外观 灰白色，颗粒状轻质粉体 　　2 干燥时间（表干） /h ≤ 12 　　3 干密度 /kg/m 3 ≤ 650 　　4 耐水性 经 24h 试验后涂层应无起层、发泡、脱落现象 　　5 耐碱性 经 24h 试验后涂层应无起层、发泡、脱落现象 　　6 耐冷热循环性 / 次 ≥ 15 涂层应无开裂、剥落、起泡现象 　　7 粘结强度 /MPa 混凝土≥ 0.05 　　8 抗压强度 /MPa ≥ 0.5 　　9 高温残余线收缩率 /% ≤ 4 　　10 产烟毒性 符合 GA132-1996 中 AQ1 要求 　　11 耐火性能 涂层厚度 /mm 12 17 　　耐火极限 /h ≥ 2.00 3 　　
      二、施工方法 　　隧道防火涂料的施工一般采用分层间隔性施工工艺，分基层（防火层）和表层（颜色层）施工。施工期间及施工后的 24h 内，环境温度不得低于 4 ℃ ，以防止遭受冻害。在极度干燥和炎热条件下，应创造必要的养护条件，防止涂层失水过快。 　　1 、施工机具： 砂浆搅拌机、专用喷涂设备（挤压式灰浆泵、空压机）、涂抹灰浆专用铁板、清洗用具、运输工具等。 　　2 、施工准备： （ 1 ）将隧道砼表面的浮尘、油污等清洗干净，并洒水润湿；（ 2 ）修补凹凸不平的地方，确保隧道砼表面的平整；同时对砼表面特别光滑的地方，要求用砂浆抹面；（ 3 ）漏水的地方一定要补漏止水。 　　3 、基层施工： （ 1 ）水和涂料以（ 0.70 ～ 0.75 ）： 1 的比例混合，用搅拌机搅拌 20min （一定要确保搅拌时间，涂料要随拌随用），成稠浆状；（ 2 ）用少量的浆料做间距为 2.5m 的横条状厚度标志，作为喷涂施工的参照物；（ 3 ）用喷涂机从隧道的腰部向顶部（从下而上）进行喷涂，每次喷涂厚度 3 ～ 8 ㎜；（ 4 ）待第一次喷涂基本干透后，继续喷涂第二次，如此循环，直至喷涂到设计厚度；（ 5 ）因喷涂表面不够光滑，所以在最后一次喷涂后，要立即用料浆进行手工补填找平、修整，使涂层表面平整光滑，并确保涂层达到设计厚度；（ 6 ）基层完工后，要求涂层表面平整、光滑、洁净。 　　4 、表层施工： 在基层基本干透成型后（约需 3d ），方可进行表层施工（对要求较高的工程，如市政工程等，在表层施工前最好在基层表面刮一层腻子）。表层可以用喷枪、羊毛刷、辊筒等机具进行施工，喷刷要求均匀、平滑、无色差。不同颜色的分界线要求平直、清晰。 　　
     三、养护 　　常规自然养护 28d ，养护条件与普通混凝土相同，涂层如有损伤，应及时修补。 　
  　四、施工注意事项 　　（ 1 ）搅拌时浆料太干，可适当增大水灰比，以适宜施工为准；（ 2 ）在搅拌、喷涂、涂抹过程中，散落、反弹的浆料可及时收回利用；被污染的和超过 2h 的不能再用；（ 3 ）涂料包装袋一经打开应立即使用，受潮结块的涂料不得使用；（ 4 ）施工工艺可根据涂层的设计厚度和施工条件，进行适当调整。

　隧道防火涂料主要由粘结剂、耐火填料、发泡材料和助剂组成。 　　(1) 粘接剂：约占涂料总体积的 35 ％～ 40 ％。苯丙、醋丙、 EVA 、 582 树脂、水玻璃、耐火水泥、磷酸盐等均为较好的粘结剂。由于粘结剂的用量较多，选择粘结剂时，需考虑材料的价格、燃烧性能及火灾时的烟气情况。 　　(2) 耐火填料：是隧道防火涂料的骨架成分之一，约占涂料总体积的 35 ％～ 38 ％，其主要作用是高温隔热和降低热导率。海泡石、膨胀珍珠岩、轻质碳酸钙、玻璃空心漂珠、高岭土、矿渣棉、超细硅酸铝等均是良好的无机轻质隔热填料。 　　(3) 膨胀剂：是隧道防火涂料的另一个主要成分，约占涂料总体积的 8% ～ 10% 。高温时，涂料成分发生改变，膨胀剂迅速发生膨胀，从而形成多孔的隔热层，阻止热量向隧道砌体的传递。膨胀蛭石、重铬酸铵为无机发泡材料；三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵是成熟的有机发泡体系，多在薄型或超薄型防火涂料中使用。 　　(4) 阻燃剂：用于涂料的阻燃，约占涂料总体积的 12% ～ 15% 。它受热时吸热失水，协助膨胀隔热。一般选用结晶水较多的硼化物、锌化物及氢氧化铝、氢氧化镁。 　　(5) 其他助剂：主要改善涂料的和易性及理化性能，约占涂料总体积的 3% ～ 5% 。常用的助剂有可再分散胶乳、高效减水剂等。
　我国对隧道结构进行防火保护工作始于 20 世纪 80 年代中期，但限于当时的技术、经济状况，除了上海延安东路越江隧道等有限的几个隧道喷涂了防火涂料外，其它隧道的结构都没有采取防火措施。真正根据有关隧道设计规范设计、建造隧道，还是近几年的事，而隧道防火涂料的应用，则是从 2001 年前后开始的，当时一些企业将厚型钢结构防火涂料或混凝土楼板防火涂料甚至电缆防火涂料作为隧道防火涂料使用。因此关于隧道防火涂料研究的基础比较薄弱，产品参差不齐，给隧道防火涂料施工和性能检测带来很大困难。现今国内隧道防火的主要缺陷有以下几点： 　　(1) 涂层太厚。如按 ISO 834 曲线升温，耐火性能达到 3h ，一般涂料涂层厚度约需 20 ～ 30 mm ；由于涂层较厚，需要多次喷涂，施工困难。如按碳氢曲线升温，隧道防火涂料不能承受快速升温的热冲击，可能在几分钟内就发生爆裂，不能满足隧道的特殊防火要求。 　　(2) 粘结强度低。隧道防火涂料的粘结强度一般为 0.1MPa ，车辆在隧道通行时，会产生强风和震动，不能满足隧道的实际需要。 　　(3) 未注重涂层毒性研究，一旦发生火灾，将影响火灾的扑救和隧道的修复。 　　(4) 耐水性较差，涂层长期处于隧道的潮湿环境中，会积水、甚至脱落。 　　3 隧道防火涂料的设计原则 　　国内外就隧道防火涂料研究已开展了大量的工作。如国内学者提出一种以硅酸盐为主要粘结剂，以氢氧化铝、膨胀蛭石、三硅酸镁等为填充料，四硼酸钠为防火助剂的隧道防火涂料；针对隧道砌体不耐高温的特点，研制了一种以无机胶凝材料为主的耐潮湿环境的水硬性隧道防火涂料，该涂料可同时应用于钢结构和混凝土的防火保护；开发了一种新型的物理膨胀阻燃剂，以可膨胀石墨为主，制取了一种无卤、环保、并具有优良防火性能的物理膨胀型防火涂料。 　　而国外学者研制出建筑物表面的无机防火涂料，由水硬性白水泥、水玻璃、蛭石、膨胀珍珠岩、无机玻璃纤维等组成；推出了以海泡石、钙硅石、增强纤维、高铝水泥、无定型硅石为主要组成的防火涂料，该涂料具有很好的绝热性和防爆裂性，可应用于建筑物外墙、隧道等；可用于金属和混凝土表面的防火涂料，由膨润土、硅酸铝、硅灰石、硅酸镁、玻璃微珠及一些多孔填料组成，粘结剂为水玻璃、波特兰水泥、石膏、磷酸盐类中的一种或几种等。 　　上述报道的隧道防火涂料制造均是以水玻璃、水泥、白水泥、高铝水泥、磷酸盐类等无机物为粘结料，以珍珠岩、膨胀蛭石、微空硅酸钙、硅藻土、粉煤灰玻璃微珠、海泡石粉、滑石粉等为填充骨料，以玻璃纤维、钢纤维、聚丙烯纤维等为增强材料，以含结晶水的铝、镁、硼、锌的氧化物等为阻燃剂，以上产品其组分主要由无机材料构成。而从国内外各类防火涂料的文献专利看出，用于保护不燃性建筑结构的涂料包括有机膨胀型厚浆涂料和轻体无机防火涂料两类。在火灾温度下，有机膨胀涂料的碳质泡沫层，易逐渐消失而降低防火隔热作用，即使是最好的涂料，涂层增至 4 mm 时，耐火极限也只有 1h 。而无机防火涂料，由于密度轻，热导率小，耐火性能好，随涂层厚度不同，可满足 1 ～ 2h 甚至更长时间的耐火要求。但纯无机物构成的防火涂料，容易出现硬而脆、产生龟裂脱落等不利情况。因此，在隧道防火涂料的研究中，一般应采用非膨胀型、无污染的水性有机—无机复合涂料的研究技术路线。
　
　防火涂料又叫阻燃涂料。将这类涂料涂刷在建筑物上某些易燃材料表面，能提高易燃材料的耐火能力，或能减缓火焰蔓延传播速度，在一定时间内能阻止燃烧，控制火势的发展，为人们灭火提供时间。这一类涂料，在建筑工业中称为防火涂料，或叫阻燃涂料。 　　由于建筑工程的高层化、集群化、工业的大型化及有机合成材料的广泛应用，人们对防火工作引起高度重视，而采用涂料防火方法比较简单，适应性强，因而在公用建筑、车辆、飞机、船舶、古建筑及文物保护、电器电缆、宇航等方面都有应用。有的国家还制定相关法律，规定用于学校、医院；电影院等公共设施内的建筑涂料必须是阻燃的，因此防火涂料获得了迅速的发展。防火涂料的阻燃机理及其分类
　1．防火涂料本：身具有难燃或不燃性，使被保护的可燃性基材不直接与空气接触，故而延迟基材的着火时间。 　　2．防火涂料遇火受热分解出不燃的惰性气体，使可燃物分解出的可燃气体和空气中氧气稀释而抑制燃烧。 　　3．阻止发火反应的链锁反应、分解气体的燃烧反应是游离基反应，而含氮、磷、溴等的防火涂料分解出一些活性基因；与可燃游离基结合而中断链锁反应从而降低燃烧速度。 　　4．防火涂料遇火膨胀发泡，生成一层泡沫隔热层，封闭被保护的基材，阻止基层燃烧。 　　此外，有些防火涂料遇火分解，产生强烈的吸热反应，抑制温度上升，而延迟火势扩展。 　　(二)防火涂料的分类 　　1．按涂料的组成材料与分散体系分： 　　有溶剂型防火涂料和水溶型防火涂料。 　　2．按防火涂料适用的基材分： 　　有钢结构防火涂料、木结构防火涂料、水泥混凝土防火涂料、电缆防火涂料等。 　　3．按涂料遇火受热后的形状分： 　　有膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料。 　　膨胀型的乳液防火涂料发展最快，目前我国研制应用最多的是此类产品。 　　(1)膨胀型防火涂料 　　膨胀型防火涂料是山难燃树脂、难燃剂及碳剂、脱水成碳催化剂、发泡剂组成。涂层在火焰或高温作用下会发生膨胀，形成比原来涂层厚度大几十倍的泡沫碳质层，能有效地阻挡外部热源对底材的作用．从而阻止燃烧的发生，其阻止燃烧的效益大于非膨胀型防火涂料。 　　a．主要成膜物质 　　要求这类成膜物质既具有良好的常温使用性，又能适应高温下发泡性