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武立隧道防火涂料的設計原則

國內外就隧道防火涂料研究已開展了大量的工作。如國內學者提出一種以硅酸鹽為主要粘結劑，以氫氧化鋁、膨脹蛭石、三硅酸鎂等為填充料，四硼酸鈉為防火助劑的隧道防火涂料；針對隧道砌體不耐高溫的特點，研制了一種以無機膠凝材料為主的耐潮濕環境的水硬性隧道防火涂料，該涂料可同時應用于鋼結構和混凝土的防火保護；開發了一種新型的物理膨脹阻燃劑，以可膨脹石墨為主，制取了一種無鹵、環保、并具有優良防火性能的物理膨脹型防火涂料。

而國外學者研制出建筑物表面的無機防火涂料，由水硬性白水泥、水玻璃、蛭石、膨脹珍珠巖、無機玻璃纖維等組成；推出了以海泡石、鈣硅石、增強纖維、高鋁水泥、無定型硅石為主要組成的防火涂料，該涂料具有很好的絕熱性和防爆裂性，可應用于建筑物外墻、隧道等；可用于金屬和混凝土表面的防火涂料，由膨潤土、硅酸鋁、硅灰石、硅酸鎂、玻璃微珠及一些多孔填料組成，粘結劑為水玻璃、波特蘭水泥、石膏、磷酸鹽類中的一種或幾種等。

上述報道的隧道防火涂料制造均是以水玻璃、水泥、白水泥、高鋁水泥、磷酸鹽類等無機物為粘結料，以珍珠巖、膨脹蛭石、微空硅酸鈣、硅藻土、粉煤灰玻璃微珠、海泡石粉、滑石粉等為填充骨料，以玻璃纖維、鋼纖維、聚丙烯纖維等為增強材料，以含結晶水的鋁、鎂、硼、鋅的氧化物等為阻燃劑，以上產品其組分主要由無機材料構成。而從國內外各類防火涂料的文獻專利看出，用于保護不燃性建筑結構的涂料包括有機膨脹型厚漿涂料和輕體無機防火涂料兩類。在火災溫度下，有機膨脹涂料的碳質泡沫層，易逐漸消失而降低防火隔熱作用，即使是最好的涂料，涂層增至 4 mm 時，耐火極限也只有 1h 。而無機防火涂料，由于密度輕，熱導率小，耐火性能好，隨涂層厚度不同，可滿足 1 ～ 2h 甚至更長時間的耐火要求。但純無機物構成的防火涂料，容易出現硬而脆、產生龜裂脫落等不利情況。因此，在隧道防火涂料的研究中，一般應采用非膨脹型、無污染的水性有機—無機復合涂料的研究技術路線。

 

武立隧道防火涂料的特點及性能指標

按HC曲線檢測（GA98-2005）；

容器中的狀態：灰白色顆粒，粉料混合物；

干燥時間：表干≤24h；干密度（kg/m）：≤650；

粘結強度（Mpa）：≥0.2；抗壓強度（Mpa）：≥0.5；

耐水性：經720h試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發脹和變色；

耐堿性：經360h試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發脹和變色；

耐酸性：經360h試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發脹和變色；

耐凍融循環試驗：經15次試驗后，涂層不開裂、起層、脫落、變色；

耐火性能：涂層厚度達18mm±2mm，耐火時間為2小時。

隧道防火涂料的組成

隧道防火涂料主要由粘結劑、耐火填料、發泡材料和助劑組成。

(1) 粘接劑：

約占涂料總體積的 35 %～ 40 %。苯丙、醋丙、 EVA 、 582 樹脂、水玻璃、耐火水泥、磷酸鹽等均為較好的粘結劑。由于粘結劑的用量較多，選擇粘結劑時，需考慮材料的價格、燃燒性能及火災時的煙氣情況。

(2) 耐火填料：

是隧道防火涂料的骨架成分之一，約占涂料總體積的 35 %～ 38 %，其主要作用是高溫隔熱和降低熱導率。海泡石、膨脹珍珠巖、輕質碳酸鈣、玻璃空心漂珠、高嶺土、礦渣棉、超細硅酸鋁等均是良好的無機輕質隔熱填料。

(3) 膨脹劑：

是隧道防火涂料的另一個主要成分，約占涂料總體積的 8% ～ 10% 。高溫時，涂料成分發生改變，膨脹劑迅速發生膨脹，從而形成多孔的隔熱層，阻止熱量向隧道砌體的傳遞。膨脹蛭石、重鉻酸銨為無機發泡材料；三聚氰胺、聚磷酸銨是成熟的有機發泡體系，多在薄型或超薄型防火涂料中使用。

(4) 阻燃劑：

用于涂料的阻燃，約占涂料總體積的 12% ～ 15% 。它受熱時吸熱失水，協助膨脹隔熱。一般選用結晶水較多的硼化物、鋅化物及氫氧化鋁、氫氧化鎂。

(5) 其他助劑：

主要改善涂料的和易性及理化性能，約占涂料總體積的 3% ～ 5% 。常用的助劑有可再分散膠乳、高效減水劑等。

 

 

武立隧道防火涂料的施工方法

隧道防火涂料的施工一般采用分層間隔性施工工藝，分基層（防火層）和表層（顏色層）施工。施工期間及施工后的 24h 內，環境溫度不得低于 4 ℃ ，以防止遭受凍害。在極度干燥和炎熱條件下，應創造必要的養護條件，防止涂層失水過快。

1 、施工機具：

砂漿攪拌機、專用噴涂設備（擠壓式灰漿泵、空壓機）、涂抹灰漿專用鐵板、清洗用具、運輸工具等。

2 、施工準備：

（ 1 ）將隧道砼表面的浮塵、油污等清洗干凈，并灑水潤濕；

（ 2 ）修補凹凸不平的地方，確保隧道砼表面的平整；同時對砼表面特別光滑的地方，要求用砂漿抹面；

（ 3 ）漏水的地方一定要補漏止水。

3 、基層施工：

（ 1 ）水和涂料以（ 0.70 ～ 0.75 ）： 1 的比例混合，用攪拌機攪拌 20min （一定要確保攪拌時間，涂料要隨拌隨用），成稠漿狀；

（ 2 ）用少量的漿料做間距為 2.5m 的橫條狀厚度標志，作為噴涂施工的參照物；

（ 3 ）用噴涂機從隧道的腰部向頂部（從下而上）進行噴涂，每次噴涂厚度 3 ～ 8 ㎜；

（ 4 ）待第一次噴涂基本干透后，繼續噴涂第二次，如此循環，直至噴涂到設計厚度；

（ 5 ）因噴涂表面不夠光滑，所以在最后一次噴涂后，要立即用料漿進行手工補填找平、修整，使涂層表面平整光滑，并確保涂層達到設計厚度；

（ 6 ）基層完工后，要求涂層表面平整、光滑、潔凈。

4 、表層施工：

在基層基本干透成型后（約需 3d ），方可進行表層施工（對要求較高的工程，如市政工程等，在表層施工前最好在基層表面刮一層膩子）。表層可以用噴槍、羊毛刷、輥筒等機具進行施工，噴刷要求均勻、平滑、無色差。不同顏色的分界線要求平直、清晰。
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