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      新型隧道防火涂料的研制及其施工與應用

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      新型隧道防火涂料的研制及其施工與應用
      龍軍林1 左志康2 王軍委2 賈虎昌2 賀軍會2 賀少鵬2
      (1. 寶雞市寶防化工新材料研究所,陜西寶雞 721303 ;2. 寶雞市鐵軍化工防腐安裝有限責任公司,陜西寶雞 721303)

      0 引言
      隨著我國經濟建設的高速發展,高速公路、鐵路隧道日益增多,目前,我國公路、鐵路交通網絡的隧道總長度已經超過8 000 km。隧道不僅是交通運輸、輸水和輸電的通道,也是輸電電纜的通道,一旦發生火災,著火點周圍溫度升溫極快,短時間內會聚集大量有毒有害氣體,瞬間內兇猛的火勢以及長時間的高溫會對隧道內部設施、設備造成嚴重損壞。實踐證明:隧道中火災持續時間超過90 min,溫度高達1 000℃以上,混凝土結構會炸裂,產生塌陷,危及救火人員的生命安全,造成更大的生命財產損失。在各種事故中,公路和地鐵火車隧道火災是搶救最難、中斷行車時間最長、經濟損失最大的事故。為此,國內外在隧道防火方面頒布了一系列技術規范、標準和要求,我國相關隧道規范和標準有GA 98—2005《混凝土結構防火涂料》、GB 14907—2002《鋼結構防火涂料》、GBJ 16—1987《建筑設計防火規范》、JPJ 026—1990《公路隧道設計規范》等。
      隧道內鋼筋混凝土結構雖然不是燃體,但其耐火性有限,為了使其在火災發生時免遭破壞,必須對隧道結構采取防火措施。當發生火災時,確保其結構穩定性和安全性,減少災情和維修費用,縮短修復時間,采用隧道防火涂料對隧道進行保護是一種最為有效的方法。隧道防火涂料除了要防止烴類火災之外,同時要考慮到隧道所處環境的濕度大、溫度變化大、行車產生強烈震動、煙氣灰塵不易散發、隧道內部噪音大等特點。本文介紹了一種新型隧道防火涂料的研制,適用于公路和鐵路隧道,各種地下工程等有防火保溫要求的涂裝保護,其防火性能高,黏結強度高,施工簡便,性價比高。
       
      1 實驗部分
      1.1 原材料
      黏結劑:高鋁水泥和42.5R 硅酸鹽水泥,市售品;可分散膠粉,德國瓦克。
      耐火隔熱阻燃材料:硅酸鋁棉、海泡石、蛭石、珍珠巖、空心微珠等,市售品。
      膨脹阻燃材料:聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇、硼酸鋅、氫氧化鋁等,市售品。
      助劑:消煙劑、引氣劑、減水劑、緩凝劑等,德國瓦克。
      1.2 配方的確定
      研制的新型隧道防火涂料由復合黏結劑、耐火隔熱阻燃材料、發泡材料、助劑等組成。
      以GA 98—2005《混凝土結構防火涂料》技術指標為依據,通過大量實驗,最終優選出新型隧道防火涂料配方如下:
      原材料 用量/kg
      復合黏結劑 45~50
      耐火隔熱阻燃材料 30~40
      膨脹阻燃材料 5~10
      助劑 3~5
      1.3 生產工藝
      先把硅酸鹽水泥、高鋁水泥和可再分散膠粉混合均勻,然后依次加入硅酸鋁棉、海泡石、蛭石、珍珠巖、空心微珠等,分散均勻后再加入發泡材料,最后加入助劑,混合均勻,出料,包裝。
      1.4 性能檢測
      1.4.1 樣板制備
      將配制的新型隧道防火涂料與水按100∶80~85的配比攪拌均勻成漿料,按照GB 9152 制備樣板,養護后進行性能檢測。
      1.4.2 性能檢測
      依據GA 98—2005《混凝土結構防火涂料》和公安部四川消防研究所提出的《隧道防火涂料技術要求》來檢測新型隧道防火涂料的各項性能指標。經四川都江堰國家防火建筑材料質量監督檢驗中心檢測,研制的新型隧道防火涂料的性能指標見表1。
      新型隧道防火涂料的性能指標
      上述檢測結果表明:研制的新型隧道防火涂料耐火極限高于GA 98—2005《混凝土結構防火涂料》標準要求,其他指標均符合相關標準要求。研制的新型隧道防火涂料具有優良的黏結強度,隧道在車流的震動和外力的作用下,涂層穩定性好;當火災發生時,較長的耐火時間有利于消防和減輕災情,縮短修復時間,降低財產損失。
       
      2 結果與討論
      2.1 黏結劑用量的影響
      黏結劑以硅酸鹽水泥為主,配用適量的高鋁水泥和可再分散膠粉。硅酸鹽水泥具有耐水、耐堿、不燃等性能,如與高鋁水泥復配后,耐溫性可超過1 200℃,而可再分散膠粉可提高涂料的黏結強度和內聚力,增強涂料的耐久性、耐磨性、抗沖擊性和抗彎強度。經實驗表明:當黏結劑用量在40%~50%,可再分散膠粉用量在2.5%~3% 時,能顯著改善隧道防火涂料的黏結強度和耐火極限,使涂料達到最高的耐火值和最佳施工性。黏結劑用量對隧道防火涂料性能的影響見表2。
      表2 黏結劑用量對隧道防火涂料性能的影響
      黏結劑用量對隧道防火涂料性能的影響
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