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新型隧道防火涂料的研制及其施工与应用

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新型隧道防火涂料的研制及其施工与应用
龙军林1 左志康2 王军委2 贾虎昌2 贺军会2 贺少鹏2
(1. 宝鸡市宝防化工新材料研究所,陕西宝鸡 721303 ;2. 宝鸡市铁军化工防腐安装有限责任公司,陕西宝鸡 721303)

0 引言
随着我国经济建设的高速发展,高速公路、铁路隧道日益增多,目前,我国公路、铁路交通网络的隧道总长度已经超过8 000 km。隧道不仅是交通运输、输水和输电的通道,也是输电电缆的通道,一旦发生火灾,着火点周围温度升温极快,短时间内会聚集大量有毒有害气体,瞬间内凶猛的火势以及长时间的高温会对隧道内部设施、设备造成严重损坏。实践证明:隧道中火灾持续时间超过90 min,温度高达1 000℃以上,混凝土结构会炸裂,产生塌陷,危及救火人员的生命安全,造成更大的生命财产损失。在各种事故中,公路和地铁火车隧道火灾是抢救最难、中断行车时间最长、经济损失最大的事故。为此,国内外在隧道防火方面颁布了一系列技术规范、标准和要求,我国相关隧道规范和标准有GA 98—2005《混凝土结构防火涂料》、GB 14907—2002《钢结构防火涂料》、GBJ 16—1987《建筑设计防火规范》、JPJ 026—1990《公路隧道设计规范》等。
隧道内钢筋混凝土结构虽然不是燃体,但其耐火性有限,为了使其在火灾发生时免遭破坏,必须对隧道结构采取防火措施。当发生火灾时,确保其结构稳定性和安全性,减少灾情和维修费用,缩短修复时间,采用隧道防火涂料对隧道进行保护是一种最为有效的方法。隧道防火涂料除了要防止烃类火灾之外,同时要考虑到隧道所处环境的湿度大、温度变化大、行车产生强烈震动、烟气灰尘不易散发、隧道内部噪音大等特点。本文介绍了一种新型隧道防火涂料的研制,适用于公路和铁路隧道,各种地下工程等有防火保温要求的涂装保护,其防火性能高,黏结强度高,施工简便,性价比高。
 
1 实验部分
1.1 原材料
黏结剂:高铝水泥和42.5R 硅酸盐水泥,市售品;可分散胶粉,德国瓦克。
耐火隔热阻燃材料:硅酸铝棉、海泡石、蛭石、珍珠岩、空心微珠等,市售品。
膨胀阻燃材料:聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、硼酸锌、氢氧化铝等,市售品。
助剂:消烟剂、引气剂、减水剂、缓凝剂等,德国瓦克。
1.2 配方的确定
研制的新型隧道防火涂料由复合黏结剂、耐火隔热阻燃材料、发泡材料、助剂等组成。
以GA 98—2005《混凝土结构防火涂料》技术指标为依据,通过大量实验,最终优选出新型隧道防火涂料配方如下:
原材料 用量/kg
复合黏结剂 45~50
耐火隔热阻燃材料 30~40
膨胀阻燃材料 5~10
助剂 3~5
1.3 生产工艺
先把硅酸盐水泥、高铝水泥和可再分散胶粉混合均匀,然后依次加入硅酸铝棉、海泡石、蛭石、珍珠岩、空心微珠等,分散均匀后再加入发泡材料,最后加入助剂,混合均匀,出料,包装。
1.4 性能检测
1.4.1 样板制备
将配制的新型隧道防火涂料与水按100∶80~85的配比搅拌均匀成浆料,按照GB 9152 制备样板,养护后进行性能检测。
1.4.2 性能检测
依据GA 98—2005《混凝土结构防火涂料》和公安部四川消防研究所提出的《隧道防火涂料技术要求》来检测新型隧道防火涂料的各项性能指标。经四川都江堰国家防火建筑材料质量监督检验中心检测,研制的新型隧道防火涂料的性能指标见表1。
新型隧道防火涂料的性能指标
上述检测结果表明:研制的新型隧道防火涂料耐火极限高于GA 98—2005《混凝土结构防火涂料》标准要求,其他指标均符合相关标准要求。研制的新型隧道防火涂料具有优良的黏结强度,隧道在车流的震动和外力的作用下,涂层稳定性好;当火灾发生时,较长的耐火时间有利于消防和减轻灾情,缩短修复时间,降低财产损失。
 
2 结果与讨论
2.1 黏结剂用量的影响
黏结剂以硅酸盐水泥为主,配用适量的高铝水泥和可再分散胶粉。硅酸盐水泥具有耐水、耐碱、不燃等性能,如与高铝水泥复配后,耐温性可超过1 200℃,而可再分散胶粉可提高涂料的黏结强度和内聚力,增强涂料的耐久性、耐磨性、抗冲击性和抗弯强度。经实验表明:当黏结剂用量在40%~50%,可再分散胶粉用量在2.5%~3% 时,能显著改善隧道防火涂料的黏结强度和耐火极限,使涂料达到最高的耐火值和最佳施工性。黏结剂用量对隧道防火涂料性能的影响见表2。
表2 黏结剂用量对隧道防火涂料性能的影响
黏结剂用量对隧道防火涂料性能的影响
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