碱矿渣隧道防火涂料及其使用方法.docx

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1、申请类型发明发明实用新型外观发明名称碱矿渣隧道防火涂料及其使用方法申请人名称或姓名福州大学组织机构代码或身份证号码地址邮编第一发明人姓名第一发明人身份证号码其它发明人姓名联系人联系人电话联系人Email联系人地址福州大学土木工程学院（旗山校区）权利要求书1、一种碱矿渣隧道防火涂料，其特征在于：所述的碱矿渣隧道防火涂料由粘结材料、保温隔热材料和助剂组成。2、根据权利要求1所述的碱矿渣隧道防火涂料，其特征在于：按照重量百分数，粘结材料：碱矿渣水泥4050%、可再分散乳胶粉1%4%、聚乙烯醇1%4%；保温隔热材料：膨胀蛭石13%16%、膨胀珍珠岩1013%、海泡石5%8%、空心漂珠设3%；助剂：氢氧

2、化镁2%5%、氢氧化铝7%10%,混合均匀即得所述的碱矿渣隧道防火涂料。所述碱矿渣水泥，按照重量百分数,矿渣：8595%；氢氧化钠：5%15%。3、一种如权利要求1或2所述的碱矿渣隧道防火涂料的使用方法，其特征在于：所述的使用方法为：基层清理、喷水湿润、防火涂料配制、防火涂料施工、养护。4、根据权利要求3所述的碱矿渣隧道防火涂料的使用方法，其特征在于：（1）基层清理：将隧道内侧表面上的浮尘、残渣、油渍等清理干净；-D(2)喷水湿润：采用机械设备适当湿润墙体表面，然后晾干直到表面无明水；(3)隧道防火涂料的配制：先将除氢氧化钠以外的干料混合均匀，再将氢氧化钠溶于重量为干料总重7090%的水中，最

3、后将所得氢氧化钠溶液倒入干料中搅拌均匀；(4)隧道防火涂料施工：将配制好的隧道防火涂料采用人工涂刷，并分2层涂刷，厚度在20mm左右。(5)养护：施工完毕后，观察有无脱落的现象，若存在需要补刷，养护28天。说明书摘要本发明公开了一种碱矿渣隧道防火涂料及其使用方法，其由粘结材料、保温隔热材料和助剂组成；使用方法：先将除氢氧化钠以外的干料混合均匀，再将氢氧化钠溶于重量为干料总重7090%的水中，将所得氢氧化钠溶液倒入干料中搅拌均匀后施工在隧道内侧表面，具体为基层清理、喷水湿润、防火涂料配制、防火涂料施工、养护。它具有较好的粘结性、耐火性和抗冻融循环性能，在生产过程中无有毒和刺激性气体产生，具有绿色

4、环保的优点，适合于大规模推广应用，具有很好的应用前景。说明书技术领域本发明属于隧道防火材料技术领域，更具体涉及一种碱矿渣隧道防火涂料及其使用方法。背景技术随着隧道建设的蓬勃发展，隧道火灾问题也日益凸显。隧道在发生火灾时温度高达oooc,钢筋混凝土结构在这种高温环境下会失去其基本性能，从而造成巨大的生命财产损失，隧道防火涂料因此得到研发，并在工程界广泛应用。碱矿渣水泥具有以下优点：(1)良好的耐火性能。高温条件下，普通硅酸盐水泥由于水化产生的钙矶石在110、氢氧化钙晶体在400500C发生分解，过大的水汽压力会造成水泥石性能的劣化，而碱矿渣水泥石中不存在氢氧化钙和钙矶石晶体，因而不会发生类似于普

5、通硅酸盐水泥石由于钙矶石以及氢氧化钙晶体分解造成的劣化现象。采用普通硅酸盐水泥制备的混凝土在温度达到300时就开始发生爆裂破坏。而碱矿渣水泥混凝土在温度达到IOo(TC时还能够表现出良好的稳定性。(2)良好的抗冻融循环性能。碱矿渣水泥混凝土具有良好的抗冻性能，在试件经过200多次的冻融循环后表面未出现起砂或疏松现象。这是因为碱矿渣混凝土中的毛细孔隙中存在强电士创专利(商标)解质的真溶液，降低了水的冰点，促成了水的逐渐冻结，而不是像普通硅酸盐水泥石的毛细孔在冰点和一20间突然冻结。碱矿渣水泥石冷冻至一30时，无残余变形产生；至一40C时，产生的残余变形为0.0Imm/m；至一50C时，为0.15

6、mrnm0由此可见碱矿渣水泥石的结构冻结损伤的温度在低于一50C以下。（3）良好的抗渗性能。碱激发水泥及其制成的混凝土结构致密，孔隙率低且有害孔少，具有很好的抗渗性能。上述碱矿渣水泥的优点均为隧道防火涂料所要求的重要性能，将碱矿渣水泥应用于隧道防火涂料具有以下优势：技术方面：提高涂料耐火性能、抗渗性能、抗冻融循环性能。经济方面：减少一些价格相对较高的防火组分的用量，降低成本。环境方面：普通硅酸盐水泥生产过程中，由水泥生料和燃料中的碳酸钙分解产生的二氧化碳、水泥生料和燃料中的含硫成分燃烧过程中产生的二氧化硫，以及生产过程中产生的粉尘等会对环境造成污染。采用碱激发水泥基本上没有二氧化碳、二氧化硫和

7、粉尘的排放。目前，CN103232197A艾涛申请的隧道防火涂料专利，该涂料第一次将碱激发水泥应用于隧道防火涂料，该涂料由地质聚合物、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、水镁石纤维、海泡石、羟甲基纤维素、脂肪醇磺酸盐引气剂组成，其中地质聚合物由硅灰、高岭土、钙基膨润土、氧化钙、碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、低钙粉煤灰组成。该涂料具有粘结强度高、耐火性能优良等特点。但该涂料中的地质聚合物成分较多，且制备方法较为复杂，不利于降低成本。目前还未有将碱矿渣水泥作为粘结材料的隧道防火涂料，本发明泛及的碱矿渣隧道防火涂料的制备和应用很有应用价值和推广前景。发明内容本发明的目的在于提供一种碱矿渣隧道防火涂料及其使用方法，它具有

8、较好的粘结性能、耐火性能、抗冻融循环性能以及绿色环保等特点。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种碱矿渣隧道防火涂料由粘结材料、保温隔热材料和助剂组成。按照重量百分数，粘结材料：碱矿渣水泥4050%、可再分散乳胶粉1%4%、聚乙烯醇保温隔热材料：膨胀蛭石13%16%、膨胀珍珠岩1013%、海泡石5%8%、空心漂珠1%-3%；助剂：氢氧化镁跳5%、氢氧化铝7%10羯混合均匀即得所述的碱矿渣隧道防火涂料。所述碱矿渣水泥，按照重量百分数，矿渣：85-95%；氢氧化钠：5%-15%0碱矿渣隧道防火涂料的使用方法为：基层清理、喷水湿润、防火涂料配制、防火涂料施工、养护。所述的隧道防火涂料配制是先将

9、除氢氧化钠以外的干料混合均匀，再将氢氧化钠溶于重量为干料总重7090%的水中，最后将所得氢氧化钠溶液倒入干料中搅拌均匀。本发明配方中各组分的选择依据和作用：碱矿渣水泥具有良好的粘结性能、耐火性能、抗冻融循环性能以及绿色环保的优点；可再分乳胶粉作为辅助粘结材料，对水泥的粘结强度、耐水性、抗热冷循环等均有提高作用；聚乙烯醇是一种水溶性环保型高分子聚合物，可有效地增加水泥、灰浆的粘着力；膨胀珍珠岩在高温下体内结晶水变成气体，使体积膨胀，并且体积迅速膨胀430倍，薄片间形成空气夹层，在夹层中含有大量孔隙，是良好的保温隔热材料；膨胀蛭石在高温下体积膨胀，密度减少近1倍、是一种较好的轻质保温材料；海泡石耐

10、高温性可达150017OOC,因此它不仅耐高温，而且可以减少防火涂料固化过程中体积收缩、龟裂等问题；空心漂珠具有微小、空心、耐高温和电绝缘性能优良等特性，另外还具有隔音、耐腐、无毒优点，是一种新型、多功能的无机材料；氢氧化镁与氢氧化铝在高温下能够吸热分解，并分解出具有耐高温的氧化产物。本发明的显著优点在于：（1）具有较强的粘结性，与基层粘结牢固，在风荷载以及车辆震动时不会脱落。（2）具有较好的耐火性能，在火灾情况下能够较好的保护隧道结构，防止结构在高温下坍塌。（3）具有较好的抗冻融循环性能，抗冻性能良好，能够很好的适应低温环境。（4）具有绿色环保的特点，没有硅酸盐水泥生产过程中由水泥生料和燃料

11、中碳酸钙的分解,产生的二氧化碳。水泥生料和燃料中的含硫成分燃烧过程中产生的二氧化硫以及生产过程中产生的粉尘等对环境造成的污染。另外，施工过程没有难闻的刺激性气味。（5）配方简单，因为碱矿渣水泥本身具有一定防火性，所以可以去除传统隧道防火涂料中聚磷酸氨、三聚氟胺等发泡材料。具体实施方式1.隧道防火涂料组分及其质量百分数为：粘结材料：碱矿渣水泥4050%、可再分散乳胶粉1%4%、聚乙烯醇设4%；保温隔热材料：膨胀蛭石13%16%、膨胀珍珠岩1013%、海泡石州8%、空心漂珠现3%；助剂：氢氧化镁跳5%、氢氧化铝7%10乐混合均匀即得所述的碱矿渣隧道防火涂料。所述碱矿渣水泥，按照重量百分数，矿渣：8

12、5-95%；氢氧化钠：5%-15%02.使用方法的具体步骤（1）基层清理：将隧道内侧表面上的浮尘、残渣、油渍等清理干净；（2）喷水湿润：采用机械设备适当湿润墙体表面，然后晾干直到表面无明水；（3）隧道防火涂料的配制：先将除氢氧化钠以外的干料混合均匀，再将氢氧化钠溶于重量为干料总重7090%的水中，最后将所得氢氧化钠溶液倒入干料中搅拌均匀；（4）隧道防火涂料施工：将配制好的隧道防火涂料采用人工涂刷，并分2层涂刷，厚度在20mm左右。（5）养护：施工完毕后，观察有无脱落的现象，若存在需要补刷，养护28天。最佳实施例隧道防火涂料具体组分及比例（质量比）为：粘结材料：碱矿渣水泥46.5%、可再分散乳胶

13、粉2.5%、聚乙烯醇2.5%；保温隔热材料：膨胀蛭石15.5%、膨胀珍珠岩12.5%、海泡石6.5%、空心漂珠2%；助剂：氢氧化镁3.5%、氢氧化铝8.5%。所述碱矿渣水泥，按照重量百分数，矿渣:92%；氢氧化钠：8%o先将除氢氧化钠以外的干料混合均匀，再将氢氧化钠溶于重量为干料总重80%的水中，最后将所得氢氧化钠溶液倒入干料中搅拌均匀。使用方法的具体步骤为：（1）基层清理：将隧道内侧表面上的浮尘、残渣、油渍等清理干净；（2）喷水湿润：采用机械设备适当湿润墙体表面，然后晾干直到表面无明水；（3）隧道防火涂料的配制：按照所述配方混合配制；（4）隧道防火涂料施工：将配制好的隧道防火涂料采用人工涂刷，并分2层涂刷，厚度在20mm左右。（5）养护：施工完毕后，观察有无脱落的现象，若存在需要补刷，养护28天。碱矿渣隧道防火涂料基本性能见表1。各项性能检测根据GB28375-2012混凝土结构防火涂料进行。表1镁水泥隧道防火涂料的性能检验项目性能指标实施例在容器中的状态经搅拌后呈均与稠厚液体，无结块合格干燥时间（表干）/hW242粘结强度/MPa20.150.24干密度Kg?700670耐水性/h2720,试验后，涂层不开裂、起层、脱落，允许轻微发胀和变色合格耐火涂层厚度mm20219.5虫创专性能耐火极限/h22.02.6以上是本发明的最佳实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。