[发明专利]一种可用于低温环境施工的隧道防火涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道防火涂料，具体地说是一种可用于低温施工且具有耐低温特性的隧道防火涂料。

背景技术

随着国民经济的高速发展，城市建设加快，流动人口迅速增加，交通建设及完善显得尤为重要。而隧道以其实现目标距离最短、占地面积最少、对自然环境及景观破坏程度最小、造价低的特点受到了规划建设者的青睐。但是隧道结构一般是由石块和钢筋混凝土垒砌而成，温度升至600℃时，混凝土强度损失达50％以上，钢材的屈服应力降到常温下屈服力1/3以下。而隧道发生火灾时，温度一般在1000℃以上，隧道砌体难以承受如此高温，严重部分容易烧塌，再加上隧道环境相对密闭，人流密度大，一旦发生火灾，疏散和扑救相当困难，容易造成重大人员伤亡和财产损失，因此对隧道进行防火处理显得十分重要。

《2005年中国公路水路交通行业发展统计公报》显示，截止2005年底，全国已建成公路隧道2889处，共152.7万米；其中采用阻燃设计约占1/10，因此对已有隧道防火改性具有较大的市场空间。同时据第三届铁路隧道年会发布的消息，今后6年我国将新建300万米长的铁路隧道，并且随着北京到上海高铁项目的立项，必将带动隧道相关产品的需求量，特别是隧道防火涂料的需求量。

隧道防火涂料是从20世纪90年代末才逐步研究和生产的，主要由粘结剂、无机耐火填料、阻燃剂和助剂组成。其防火保护原理通过自身耐火不燃，在高温下形成釉质膜封闭基材，隔绝空气、阻隔火焰和热量，从而达到防火阻燃的目的。因此隧道防火涂料是提高隧道的耐火极限，防止钢材构件在火灾中因迅速升温而发生形变塌落的有效防护措施之一；但是随着人们环保意识和安全意识的逐渐增加，传统的隧道防火涂料日益显露出其弊端。比如传统隧道防火涂料其中选用的填料石棉、矿棉等材料，现今已限用和不用；传统隧道防火涂料的施工温度都在5℃以上，这给高纬度和寒冷时节隧道防火涂料的施工带来很大不便；同时隧道防火涂料的VOC释放量、隧道防火涂料在火灾中释放的烟量和有毒气体如CO、CO₂和NH₃等、隧道防火涂料在受火时的强度等在传统的隧道防火涂料中都没有规定。

目前市场上使用的隧道防火涂料是添加水，搅拌均匀后再施工，这给冬季和低温环境施工带来了很大困难，并且涂层容易出现开裂和涂层与底材剥离的问题。再者我国北方地区每年约有4～5个月的时间温度低于零度，因此使用抗冻隧道防火涂料是保证工程质量和解决冬季施工问题的有效方法。

发明内容

为了解决传统隧道防火涂料的缺点和隧道防火涂料冬季和低温施工等问题，本发明提供了一种低温施工性好、耐火极限高且价格适中的环保抗冻隧道防火涂料。

本发明的一种可用于低温环境施工的隧道防火涂料，由水泥、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙、无机矿物纤维、阻燃剂、胶粉、防冻剂、各种助剂组分复配，经强制式混料机混合均匀即可。其组分及重量份数如下：

组分1：普通硅酸盐水泥和高铝水泥10～50份

组分2：膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙40～90份

组分3：无机矿物纤维1～10份

组分4：阻燃剂5～30份

组分5：胶粉0.1～5.0份

组分6：减水剂、引气剂和膨胀剂0.5～3.0份

组分7：防冻剂0.5～2.0份。

所述的普通硅酸盐水泥或高铝水泥，其强度标号不低于42.5；阻燃体系采用氢氧化镁和氢氧化铝复配或者APP阻燃复配体系；减水剂为聚羧酸或萘系高效减水剂；引气剂为松香类或烷基磺酸盐系；防冻剂为复合的防冻剂。

所述的组分1中普通硅酸盐水泥和高铝水泥重量比为1∶1～5；所述的组分2中膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙的重量比为1～4∶1～2∶1，重量比应根据密度要求而定；所述的组分4阻燃剂中氢氧化镁和氢氧化铝的重量比为1～4∶1；所述的组分6中减水剂、引气剂和膨胀剂的重量比为5～12∶1∶1～3。

本发明的作用机理是：以高标号的普通硅酸盐水泥和高铝水泥为胶结剂，将各种轻质填充剂胶结在一起，同时在其中添加阻燃剂和各种助剂；轻质填充剂由于传导系数较小，能有效的降低热传导。阻燃体系可以降低隧道防火涂料在火灾中的温度，有效地保护基材。减水剂、胶粉则起到显著改善和易性、施工性、粘结性的作用。防冻剂能提高涂料的抗冻融性能即抗冻性。

施工时，将本发明所制备的材料(按重量比1∶0.8～1.5)加入水，采用强制式搅拌机拌和成塑性砂浆，采取常规喷涂的方式，喷涂到经过处理的构筑物表面即可。临近初凝时，将表面进行收光处理。