新型混凝土结构防火涂料的研制

新型混凝土结构防火涂料的研制

口李振涛１．马道贞２

（１．核工业北京地质研究院．北京１０００２９；２．中国建筑科学研究院．北京１０００１３）

；摘要：采用隔热矿物、耐火纤维、无机粘结材料和复合添加剂制成无机单组分混凝土结构防火

ｉ奈料。该涂料具有耐火极限高、粘结强度大及耐潮湿、干燥快等特性，适用于公路、铁路、城市地铗

ｊ７和隧道等各种混凝土结构表面的防火保护。

关键词：混凝土结构；无机单组分；防火涂料中图分类号：ＴＱ６３７．８

文献标识码：Ａ

文章编号：１００６－２５５６（２００８）１２—００５１—０３

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０引言

随着钢筋混凝土结构遍布全国各地，对混凝土结构表面的防火保护，越来越受到人们的重视，需要大量与混凝土相配套的具有高技术的防火涂料，保证钢筋混凝土结构建筑的耐火极限，避免或减少火灾的损失。

钢筋混凝土属于不燃性材料，在常温具有很好的力学性能，但混凝土在３００℃时，强度开始下降，５００℃时强度降低一半，８００℃时强度几乎丧失…。一旦发生火灾，温度上升很快，材料的强度迅

速降低，混凝土炸裂，造成结构倒塌，设备毁坏，人员伤亡，客观现实引起我们对开发混凝土结构防火涂料的关注。

我国混凝土结构防火涂料研究始于２０世纪８０年代。混凝土防火涂料可分为膨胀型和非膨胀型两大类。目前，膨胀型防火涂料由有机材料组成，这些成分在高温下会产生有害气体，而且对湿度敏感，性能衰减较快，其耐火极限也比较低，在生产、施工过程中对人身健康有极大危害，而非膨胀型

万方数据

：孟麟别瘩团

２００８年第２３卷第１２期■■

新型混凝土结构防火涂料的研制

防火涂料主要由绝热材料、黏合剂和防火添加剂等成分组成，它属于双组分涂料，给生产、运输、施工带来不便，存在耐火时间短，涂层厚忙Ｊ，不能用于户外和污染环境问题，有相当部分涂料普遍满足不了２００６年公安部颁布了Ａ９８—２００５《混凝土结构防火涂料》的要求。

针对现有的混凝土结构防火涂料存在的问题，我们研制开发了具有耐火极限高、粘结强度高、耐潮湿、耐冻融良好、燃烧时不产生有毒气体、属于无机单组分环保的新型混凝土结构防火涂料。广泛适用于公路、铁路、城市地铁，隧道等混凝土结构表面的防火保护。

１试验部分

１．１设计指标

开发一种新型混凝土结构防火涂料，具体设计技术指标如下：

（１）涂料的性能指标符合Ａ９８—２００５《混凝土结构防火涂料》标准的要求。

（２）涂层在高温下不分解产生有毒气体，生产、运输、施工对人体无害。

（３）选用无机材料配制防火涂料，使涂料与混凝土结合牢固，并提高涂料的储存期。

（４）涂料具有耐火极限高、粘结强度高、耐潮湿、耐冻融良好的特性，可用于室内外钢筋混凝土的防火保护。

（５）涂料在生产、运输、施工均十分方便，且符合环保要求。１．２配方试验研究

在研制混凝土防火涂料过程中，不仅要考虑选用原料具有较高的耐高温性能，还要考虑其具有较强的隔热能力（ａｐ低的导热系数）、导温系数和良好的理化性能及施工性能，同时还要考虑到涂料选材与混凝土配偶、潮湿基面施工和原料成本等问题。按照本试验技术指标，主要采用我国含量丰富的非金属矿物、无机水凝性黏合剂及添加剂进行配制。１．２．１防火纤维试验

防火纤维为涂料的主体，主要起增强涂层强度和骨架等作用，防止涂料干燥后和高温下龟裂、脱落情况出现。分别选用玻璃纤维、硅酸铝纤维、矿渣棉和海泡石棉４种材料进行试验。试验发现：玻璃纤维不容易剪切和加工；硅酸铝纤维不用剪切，但不易分散；矿渣棉容易分散但长度不满足要求，配制涂料干燥后收缩大、开裂，海泡石棉容易分散长度适宜，配制的涂料干燥后不收缩开裂。最后选用海泡石棉作为防火纤维。

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１．２．２绝热骨料试验犯】

绝热骨料是配制混凝土防火涂料的主体，主要起隔热、耐高温作用，阻止火灾中热量向混凝土结构传热造成结构失去力学性能。为了降低涂料的密度，我们选用轻质材料隔热、耐高温材料作为绝热骨料。

一般情况下，绝热骨料的客重、导热系数、导温系数有这样关系：在一定容重范围内，容重小，导热系数小，单导热系数反而大。对于稳态温度而言，导热系数大小决定了材料隔热性能的好坏。而火灾升温过程属于非稳态温度场，材料对于温度传递的快慢程度是由导温系数来衡量，即决定火灾热量向基体传递的速度主要因素是导温系数。为此，针对膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、空心微珠材料的容重、导热系数和导温系数的分析，选用导温系数小的膨胀蛭石作为绝热骨料。我们选用容重大、导温系数小的膨胀蛭石。

１．２．３防火黏合剂试验

黏合剂是将防火纤维、绝热骨料等成分黏合成防火涂层，并使防火涂料固化产生强度的材料，是防火涂料的重要组成部分。针对无机黏合剂我们选用了５种材料试验，试验结果见表ｌ。

表１防火黏合剂比较

水玻璃涂层干燥慢、黏性小、成本高

酗火水泥‘７薹§ｌｉ器’强度高，涂层干燥从钢梁上脱落ｉｌ

石膏

强度低，涂层千燥后从钢梁上脱落

融黏土矿畅？蔓：ｉ：薹主黏性小、干燥慢、成本低涠

Ｂ矿物

黏性大、干燥快、成本低

通过试验，我们选定Ｂ矿物经改进后作为本涂料的防火黏合剂，该防火黏合剂以水为分散介质，可在常温常压下进行水化和凝固，并且可在潮湿基面使用，对涂料的施工极为方便。该防火黏合剂粘结强度高，属于无机胶凝材料，它与混凝土具有良好的附着力，凝固后具有很 …… 此处隐藏：2667字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……