? 前言

??? 隧道是指建造在山嶺、河道、海峽及城市地面以下，供車輛、行人、水流、管線等通過，或供采掘礦藏、軍事工程等使用的地下建筑物和構(gòu)筑物。發(fā)生在隧道中的火災(zāi)通常危害巨大，隧道中有限的逃生路徑以及消防隊員難以進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場的事實將 造成重大人員傷亡以及對隧道結(jié)構(gòu)造成巨大破壞。 而隧道防火涂料就是噴涂在隧道內(nèi)拱頂和側(cè)壁的表面，起防火隔熱保護(hù)作用的一種隧道防火保護(hù)材料，使用它可防止隧道內(nèi)鋼材混凝土在火災(zāi)中迅速升溫而導(dǎo)致強(qiáng)度降低，避免混凝土炸裂、襯內(nèi)鋼筋破壞失去支撐能力而導(dǎo)致隧道垮塌。基于隧道火災(zāi)的嚴(yán)峻形式、隧道消防設(shè)計要求及我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的具體情況， 2003 年四川省科委將“隧道防火涂料的研究”列入了科技公關(guān)計劃。

??? 1 試驗部分

??? 1 ． 1 配方選取原則

??? 在研制隧道防火涂料時，應(yīng)根據(jù)涂料的應(yīng)用環(huán)境從兩個方面考慮。一方面要考慮該防火涂料能經(jīng) 受汽油類高溫火焰長時間灼燒，因為隧道火災(zāi)多由 汽車撞擊引起，燃燒物為汽油等有機(jī)物質(zhì)，火災(zāi)強(qiáng)度 100 MW 以上，溫度可達(dá) 1 200 ℃ ，是一般建筑火災(zāi)強(qiáng)度的十倍，屬于典型的烴類火災(zāi)，因此涂層應(yīng)具有良好的耐熱沖擊能力 (10min 升至 1 000 ℃ ) 和較高的耐火極限，還應(yīng)具有干燥快、耐潮、耐水、耐 凍的特點，火災(zāi)時不龜裂，不脫落；另一方面要從 環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā)，該防火涂料所選用的原料應(yīng)豐富易得，無毒、無氣味、無環(huán)境污染、火災(zāi)時基本不產(chǎn)生濃煙和有毒氣體等。

??? 從國內(nèi)外各類防火涂料的文獻(xiàn)專利可看出，用 于保護(hù)不燃性建筑結(jié)構(gòu)的涂料包括有機(jī)膨脹型厚漿涂料和輕體無機(jī)防火涂料兩類。在火災(zāi)溫度下， 有機(jī)膨脹涂料的碳質(zhì)泡沫層易逐漸消失而降低防 火隔熱作用，即使是最好的涂料，涂層增至 4 ． 7 mm 時，耐火極限也只有 1 h 。而無機(jī)涂料，由于密度輕，熱導(dǎo)率小，耐火性能好，隨涂層厚度不同，可滿足 1 2 h 甚至更長時間的耐火要求。但純粹的無機(jī)物 構(gòu)成的涂料，容易出現(xiàn)硬而脆產(chǎn)生龜裂脫落等不利 情況。因此，在隧道防火涂料的研究中，一般應(yīng)采用非膨脹型的、無污染的水性有機(jī)一無機(jī)復(fù)合涂料的研究技術(shù)路線。

??? 1 ． 2 試驗方法

??? (1) 將涂料及界面劑混合均勻后。涂覆在 300 mm × 300 mm × 5 mm 的鋼板上，在常溫下養(yǎng)護(hù) 28 d 后，在小型耐火試驗爐上按標(biāo)準(zhǔn)碳?xì)淝€升溫，每分鐘記錄一次鋼板背火面溫度，直至溫度達(dá)到 250 ℃ ( 混凝土強(qiáng)度開始下降的溫度 ) 所需時間。由 于鋼板背火面溫度與耐火極限存在著一定的關(guān)系：達(dá)到相同的溫度所需的時間越長，涂料的耐火極限越高。因此可根據(jù)鋼板背火面溫度，大致推斷涂料的耐火極限。

??? (2) 調(diào)整涂料及界面劑的配方、工藝參數(shù)，選出適合于工業(yè)化生產(chǎn)的最佳配方和最佳工藝條件。

??? 1 ． 3 試驗材料

??? (1) 粘結(jié)劑：苯丙、醋丙、 EVA 、 582 樹脂、水玻璃、耐火水泥均是較好的粘結(jié)劑，由于粘結(jié)劑的用量較多，選擇粘結(jié)劑時，需考慮材料的價格、燃燒性能及火災(zāi)時的煙氣情況，水玻璃和耐火水泥是無機(jī)粘結(jié)劑，價格低，是較好的粘結(jié)材料，由于水玻璃和耐火水泥在一起時凝結(jié)時間太快，兩者不能同時存在，本課題選用耐火水泥等材料作為粘結(jié)劑。

??? (2) 無機(jī)隔熱填料：海泡石、膨脹珍珠巖、輕質(zhì)碳酸鈣、礦渣棉、超細(xì)硅酸鋁均是良好的無機(jī)輕質(zhì)隔熱填料，本課題采用由海泡石、膨脹珍珠巖、 輕質(zhì)碳酸鈣、超細(xì)硅酸鋁混合后組成的復(fù)合無機(jī)隔 熱填料。

??? (3) 發(fā)泡材料：發(fā)泡材料可以在涂料受熱時膨脹，填滿涂層填料間的細(xì)小空間，減慢熱量傳遞速度。蛭石、重鉻酸銨為無機(jī)發(fā)泡材料，三聚氰胺， 季戊四醇，聚磷酸銨是成熟的有機(jī)發(fā)泡體系，多在 薄型或超薄型防火涂料中使用。本課題采用由三聚氰胺、季戊四醇及聚磷酸銨與蛭石、重鉻酸銨 ( 質(zhì)量比為 3 ： 2 ： 2 ： 6 ： 1) 組成的復(fù)合發(fā)泡材料。 (4) 助劑：氫氧化鋁，氫氧化鎂都是無鹵材料，在高溫下分解，產(chǎn)生水蒸氣并吸收大量的熱量，氫氧化鋁的熱值 ( - 1 960 J ／ g) 比氫氧化鎂 ( - 1 600 J ／ g) 低，但氫氧化鎂的價格遠(yuǎn)比氫氧化鋁低，氧化錫、硼酸鋅、硼酸銨也是較好的助劑材料。本課題選用氫氧化鎂、氧化錫為助劑。