隧道防火涂料研讨综述

摘要：近年来，随着我国隧道建立数量增加，交通流量逐年增长，隧道运输物品不时复杂多样，招致隧道火灾时有发作，隧道构造防火已是重要研讨课题。目前涂抹隧道防火涂料成为重要的防火措施，文章经过总结我国隧道防火涂料开展历史，剖析其组成和防火阻燃机理，针对不同地域隧道环境和用处，提出隧道防火涂料改进方向与实验办法，瞻望其开展趋向。

引言

随着我国经济快速开展，各种铁路、公路隧道以及城市公开铁道的大量建立，道路交通情况发作明显改善。但随着道路交通流量的增加，运输车辆和运输物品变化很大，不只增加交通隧道的火灾风险，而且隧道中一旦发作火灾，就会形成经济损失大、抢修难、中缀行车时间长的交通事故。因而，隧道防火成为公开工程研讨的重要课题。目前在隧道混凝土构造外表喷抹隧道防火涂料成为一种比拟经济可行的防火措施。这种特殊涂层是特地为隧道壁和拱顶设计的，以防止火灾中隧道构造的烧损，满足隧道防火请求，同时也可兼作隧道的内部装饰。

1 隧道防火涂料的历史

20 世纪80 年代中期我国隧道构造防火维护工作才起步，少数隧道运用防火涂料，随着隧道的设计和建造标准得到开展，逐渐提高隧道防火涂料在公开工程中的应用。起初用钢构造防火涂料或混凝土楼板防火涂料替代隧道防护涂料，以至运用电缆防火涂料。由于涂料品种不同，防护对象不一样，防火性能有较大差异，特别是电缆防火涂料，耐火极限最多才20min，无法接受隧道火灾。此外，电缆防火涂料火灾时会产生大量有害物质，厚型钢构造防火涂料或混凝土楼板防火涂料耐火性能好，但存在涂层厚、粘结强度低、耐水性差、涂层毒性研讨没有足够认识等问题。因而，上述涂料都不能替代隧道防火涂料，研制隧道专用防火涂料已成为需求处理的课题。

2 隧道防火涂料组成与防火机理

2.1组成

隧道防火涂料主要由粘结剂、耐火填料、发泡资料和助剂组成。

①粘结剂：耐火水泥、磷酸盐等均为较好的粘结剂。因用量大，需综合思索熄灭性能、火灾时烟气和价钱等选择粘结剂。粘结剂体积含量约为35%～40%。

②耐火填料：具有高温隔热和降低热导率作用，构成涂料的骨架。收缩珍珠岩、轻质碳酸钙等常见的无机轻质隔热填料。约占涂料总体积的35%～38%。

③收缩剂：约占总体积的8%～10%，具有高温速收缩隔热性能。常用收缩剂有收缩蛭石、重铬酸铵、三聚氰胺等。

④阻燃剂：具有受热收缩隔热阻燃性能，如含结晶水的硼化物、锌化物等。约占总体积的12%~15%。⑤其他助剂：可改善涂料和易性和理化性能，约占涂料总体积的3%～5%。高效减水剂等为常用助剂。

2.2防火机理

从熄灭条件能够看出，切断熄灭三个要素中任一要素可阻止熄灭。在可燃资料的外表掩盖有不可燃或难燃的涂层，以避免与空气接触，使可燃资料的外表变成不可燃。例如，当遇到高温时，涂有硼化物的基材外表玻璃化，可隔离空气、火焰和热量；另一方面，硼化物含结晶水，受热合成成水蒸气，稀释并降低可燃气体浓度，从而推延温升，进步耐火极限，到达防火目的。从熄灭蔓延方式可看出，避免熄灭蔓延，必需隔离被维护对象的传热途径。在涂料中参加铝的氢氧化物等无机添加剂，当火灾到达添加剂合成温度时，会急剧合成，在脱水过程中吸收局部熄灭热量，降低系统温度，同时，大量的水蒸气也能抑止烟气的构成。从阻燃原理可知，为了完成涂层自身的阻燃性或不燃性，可在涂层中参加阻燃剂，以进步涂层的阻燃性。还能够将具有阻燃性能的元素与有机高分子分子衔接起来，完成成膜资料的阻燃。无机胶粘剂也可用作成膜资料，以到达涂层的不燃性。

3 隧道防火涂料改进方向与实验办法

为满足不同环境和用处需求，对隧道防火涂料停止改良，使其系列化。

3.1改进方向

①高强抗裂隧道防火涂料：经过改动隧道防火涂料中粘合剂、枯燥剂和分散剂的含量，制备出粘结强度高、抗裂性好的隧道防火涂料。

②防水隧道防火涂料：隧道渗水是至今没有得到很好处理的难题。因而，隧道防火涂料的研制中还需统筹涂料耐水性能。

③抗冻性隧道防火涂料：在高纬度、高原和高山地域的隧道中，对隧道防火涂料的抗冻性请求更高。④超长耐火极限隧道防火涂料：涂层厚度为20mm 的隧道防火涂料的耐火极限为120min，但在如海底隧道等特殊隧道对防火涂料的耐火极限请求更高，因而有必要开发更高效的阻燃体系。

⑤绿色环保隧道防火涂料：针对隧道环境下通风差和分散难特性，有毒有害气体释放量是国标中一项严厉的指标请求。

3.2实验办法

①粘结强度测试：根据《混凝土构造防火涂料》（GB28375- 2012）规则，依照JG/T24- 2000 规范，在70mm×70mm×20mm砂浆块上铺设塑料框架，用防火涂料填充40mm×40mm 框架，抹平去框后室温养护14d，并沿试件外表垂直方向放置在拉力实验机上，按拉伸速度5mm/min 测定粘结强度，每组5 个试样。②耐火性能测试：将涂料涂覆在200mm×140mm×10mm的水泥石棉板上，涂层厚度10mm。常温28d 养护后，按规范碳氢曲线在GJL- 2 型小型耐火实验炉上升温，对水泥石棉板背火面温度每隔1min记载1 次，直至温度到达250℃。由于水泥石棉板背火面温度与耐火极限存在一定的关系，即升温至相同温度所需的时间越长，涂料耐火极限越高。因而，依据水泥石棉板背火面温度，可推断涂料的耐火极限。③XRD 测试：将水泥熄灭前水化样品及熄灭后冷却样品研细制样，应用日本理学DMAX- RB 型X-射线衍射仪对其停止XRD 剖析。

4 隧道防火涂料的开展趋向

涂料行业正朝着“五个E”方向开展，即进步涂料质量、施工便当、节约资源、节能、生态环保[8]。因而，今后隧道防火涂料开展方向为：①开发超薄收缩型或无机轻质收缩型隧道防火涂料，以防止涂料设计厚渡过大的缺陷；②研制水性和环保型隧道防火涂料，在消费、施工或熄灭过程中，力图减少或防止环境污染和人身伤害；③水性隧道防火涂料初凝时间和粘结性能受水冻结的影响，需求进一步完善；④在涂料中添加高性能加强资料，保证涂层能长期耐火隔热，收缩后不零落，在公开工程防水、装饰、降低本钱等方面不时开展；⑤应注重隧道防火涂料性能研讨，同时应关注施工工艺的改良；⑥进一步拓展隧道防火涂料应用范围，例如大型公开停车场、车库等场所。

5 结语

与其他防火涂料相比，我国隧道防火涂料研讨起步晚，但研制和应用价钱低廉、防火性能明显的隧道防火涂料，具有重要意义。开发合适我国隧道环境的新型涂料，对进步隧道构造耐火性能和降低火灾损失起到积极作用，发挥良好的经济效益和社会效益。

本文由隧道防火涂料施工采集