隧道防火涂料主要由粘结剂、耐火填料、发泡材料和助剂组成。
粘接剂约占涂料总体积的 35 %~ 40 %。苯丙、醋丙、 EVA 、 582 树脂、水玻璃、耐火水泥、磷酸盐等均为较好的粘结剂。由于粘结剂的用量较多,选择粘结剂时,需考虑材料的价格、燃烧性能及火灾时的烟气情况。
耐火填料是隧道防火涂料的骨架成分之一,约占涂料总体积的 35 %~ 38 %,其主要作用是高温隔热和降低热导率。海泡石、膨胀珍珠岩、轻质碳酸钙、玻璃空心漂珠、高岭土、矿渣棉、**细硅酸铝等均是良好的无机轻质隔热填料。
膨胀剂是隧道防火涂料的另一个主要成分,约占涂料总体积的 8% ~ 10% 。高温时,涂料成分发生改变,膨胀剂迅速发生膨胀,从而形成多孔的隔热层,阻止热量向隧道砌体的传递。膨胀蛭石、重铬酸铵为无机发泡材料;三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵是成熟的**发泡体系,多在薄型或**薄型防火涂料中使用。
阻燃剂用于涂料的阻燃,约占涂料总体积的 12% ~ 15% 。它受热时吸热失水,协助膨胀隔热。一般选用结晶水较多的硼化物、锌化物及氢氧化铝、氢氧化镁。
其他助剂主要改善涂料的和易性及理化性能,约占涂料总体积的 3% ~ 5% 。常用的助剂有可再分散胶乳、高效减水剂等。
膨胀型防火涂料的防火效果由以下4点控制
(1)绝热效果:利用焦炭化层阻绝热传导;
(2)膨胀吸热:涂膜软化膨胀及碳源分解吸热;
(3)阻绝氧气:焦炭化层形成覆盖作用;
(4)稀释空气中氧气的浓度:不燃气体释出。
防火涂料的防火隔热原理
燃烧具备的三个基本条件:
1、可燃性物质;
2、充分的氧气;
3、一定的温度。
防火隔热原理分类
加入无机填料 TiO2;
加入可分解的阻燃剂:Al(OH)3;
加入能释放活性气体化合物的阻燃剂,与形成火焰的自由基产生作用:SbX3;
加入受热分解释放大量惰性气体的添加剂;
加入受热释放重质蒸汽的添加剂;
加入膨胀防火体系的阻燃剂;
加入低熔点的不会燃烧的材料。
防火涂料的施工
钢材的表面处理
1、除油;
2、除锈。
国内外就隧道防火涂料的研究已开展了大量的工作。如国内学者提出一种以硅酸盐为主要黏结剂,以氢氧化铝、膨胀蛭石、三硅酸镁等为填充料,四硼酸钠为防火助剂的隧道防火涂料;针对隧道砌体不耐高温的特点,研制了一种以无机胶凝材料为主的耐潮湿环境的水硬性隧道防火涂料,该涂料可同时应用于钢结构和混凝土的防火保护;开发了一种新型的物理膨胀阻燃剂,以可膨胀石墨为主,制备了一种无卤素、环保、并具有优良防火性能的物理膨胀型防火涂料。
从国内外各类防火涂料的文献看出,用于保护建筑结构的不燃性涂料包括**膨胀型厚浆涂料和轻体无机防火涂料2类。在火灾温度下,**膨胀涂料的碳质泡沫层易逐渐消失而降低防火隔热作用,即使是好的涂料,涂层增至4.7mm时,耐火极限也只有1h。而无机涂料,由于密度小、热导率小、耐火性能好,随涂层厚度不同,可满足1~2h甚至更长时间的耐火要求。但纯粹的无机物构成的涂料,容易硬而脆,产生龟裂脱落等不利情况。