data-full-width-responsive="true"> 新型隧道防火涂料研制和应用左志康，贾虎昌，贾清芳，贺少鹏，宋朝辉，张金明（宝鸡市铁军化工防腐安装有限责任工司，陕西宝鸡721303）0 引言随着我国经济建设的高速发展，高速公路、铁路隧道日益增多。目前，我国公路、铁路交通网络隧道总长度已经超过8 000 km，隧道不仅是交通运输的通道，也是输电电缆和输水、输油的通道，一旦发生火灾，着火点周围升温极快，短时间内会聚集大量有毒有害气体，短时间内凶猛的火势以及长时间的高温会对隧道内部设施、设备造成严重损坏。实践证明，隧道中火灾持续时间超过90 min，温度高达1 000 ℃以上，混凝土结构炸裂，产生塌陷，危及救火人员的生命安全，会造成更大的生命财产损失。在各种行业事故中，公路和地铁隧道火灾事故是抢救最难、中断行车时间最长、经济损失最大的事故。为此，国内外在隧道防火方面颁布了一系列技术规范、标准和要求，我国相关隧道规范和标准有GA 982005《混凝土结构防火涂料》、GB 149072002《钢结构防火涂料》、GBJ 161987《建筑设计防火规范》、JPJ 0261990《公路隧道设计规范》等。隧道内钢筋混凝土结构虽然不是燃体，但是耐火性有限，为了使隧道中钢结构混凝土结构在火灾发生时免遭破坏，必须对隧道结构采取防火措施，当发生火灾时，确保其结构稳定性和安全性，减少灾情和维修费用，缩短修复时间，采用隧道防火涂料对隧道进行保护是一种最为有效的方法。本文研制出一种新型隧道防火涂料，适用于公路和铁路隧道、各种地下工程等有防火保温要求的涂装保护，其防火性能好，黏结强度高，施工简便，性价比高。1 隧道防火涂料的技术要求隧道是钢筋混凝土结构，除了防止烃类火灾之外，同时要考虑到隧道所处环境的湿度大，温度变化大，行车产生震动强烈，烟气灰尘不易散发，隧道内部噪音大等特点，因而研制的新型隧道防火涂料还应具备以下技术要求：1）涂料应与混凝土具有良好的黏结力，并在潮湿环境中凝固干燥快。2）涂料要符合环保要求，涂料在高温下不会分解释放出有毒有害气体。3）涂料具有优良的耐水、耐碱、耐冻融、耐湿热性。4）涂料具有较长的耐火时间。2 试验部分21 涂料组成和原材料本文研制的新型隧道防火涂料是由复合黏结剂、耐火隔热阻燃材料、发泡材料、助剂等组成。黏结剂由硅酸盐水泥、高铝水泥、可再分散胶粉等组成。硅酸盐水泥具有耐水、耐碱、不燃等性能，如和高铝水泥复配后耐温可超过1 200 ℃，而可再分散胶粉可提高涂料的黏结力和内聚力，增强涂料的耐久性、耐磨性、抗冲击性和抗折强度。黏结剂以硅酸盐水泥为主，复配适量的高铝水泥和可再分散胶粉，使涂料得到最佳的耐火性和施工性。耐火隔热阻燃材料由硅酸铝棉、海泡石、蛭石、珍珠岩、空心微珠等组成，耐火隔热阻燃材料应具有耐高温、密度小等特点。硅酸铝棉具有密度小、耐碱、耐酸等特点，利用其特点可以提高涂料在干燥过程中的抗龟裂和高温下抗裂性和低温冻融稳定性，又可增加涂料的机械性能。海泡石是一种阻燃耐火材料，具有悬浮功能，改善涂料的稳定性。蛭石是一种充满细小空隙的优良绝热材料。珍珠岩是一种天然酸性玻璃质火山熔岩非金属矿产品，具有优良的耐热和吸音性。空心微珠是一种陶瓷粉末材料，具有极好的抗压强度和低导热系数，可提高涂料的孔隙率和耐火隔热性能。发泡材料是由聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇构成的PNC 高温发泡阻燃体系，虽然用量很小，但可以进一步提高涂层着火后的孔隙率，又加入适量的硼化物和铝的氧化物等无机添加剂，无机阻燃添加剂可有效地阻隔火焰和热量，降低热量向内传递速度，从而提高耐火极限，达到防火保护的目的，又能弥补耐火隔热阻燃材料的不足，提高涂料的耐火性。化学助剂有消烟剂、引气剂、减水剂、缓凝剂等，
它们既可增强涂料的耐火性又可改善和提高涂料的施工性。22 配方的确定配方以GA 982005 技术指标为依据，通过试验，优选出新型隧道防火涂料基础配方，见表1。
23 生产工艺先把硅酸盐水泥、高铝水泥和可再分散胶粉混合分散均匀，再依次加入硅酸铝棉、海泡石、蛭石、珍珠岩、空心微珠等，分散均匀后再加入发泡材料，最后加入化学助剂，混合均匀后出料包装。24 性能测试241 样板制作把新型隧道防火涂料与水以100 ∶（80 ~ 85）的质量比搅拌均匀成浆料，按照GB 9152 制作样板，进行养护，待检测。242 检测依据本试验依据GA 982005 和公安部四川消防研究所提出的《隧道防火涂料技术要求》来检测新型隧道防火涂料的各项性能。243 检测结果研制的新型隧道防火涂料经四川都江堰国家防火建筑材料质量监督检验中心检测，结果见表2。
检测结果表明：BF-SH 新型隧道防火涂料耐火极限高于GA 982005 标准要求，其
他指标均符合相关标准要求，特别是隧道防火涂料最重要的性能耐火性能远远高于国家标准要求。本文研制的新型隧道防火涂料具有优良的黏结强度，隧道在车流的震动和外力的作用下，涂层稳定性好，当火灾发生时，较长的耐火时间利于消防和减轻灾情，缩短修复时间，降低财产损失。3 应用本文研制的新型隧道防火涂料在现场加水搅拌均匀后即可使用，具有密度小、导热率低、阻燃隔热效果显著、无毒无味等优点，施工简单方便。隧道防火涂料主要用于公路隧道、铁路隧道的防火，也可用于石化工程、高层建筑、地下车库的混凝土结构的防火需要。BF-SH 新型隧道防火涂料于2009 年11 月首次涂装在广悟高速公路云浮段公路隧道，因具有较长的耐火时间、较高的黏结强度和良好的施工性，得到业主好评。BF-SH 于2010 年5 月涂装在宝天高速公路全线公路隧道，时至今日完好如初，无任何脱落和空鼓等现象，得到陕西高速公路管理处的高度赞扬。4 结语BF-SH 新型隧道防火涂料耐火性能突出，涂层厚度19 mm 时，耐火极限超过了215 min，大大超过了目前国家标准要求的120 min 耐火极限，较高的黏结强度和耐火性能达到和超过行业标准及规范，可有效降低涂层厚度，节约资源。BF-SH 新型隧道防火涂料价格低廉，对隧道保护作用明显，在预防隧道火灾、提高隧道结构耐火极限方面起到了重要作用，并能降低外部火灾带来的损失和缩减修复成本，将产生潜在的、较大的经济效益和社会效益。
