隧道防火涂料的发展现状及发展方向.docx

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1、隧道防火涂料的发展现状及发展方向摘要:上周我对隧道防火涂料有了初步认识之后，这周我主要看了关于隧道防火涂料发展现状以及隧道防火涂料的缺陷和发展趋势的文献，并对隧道防火涂料本身有了新的认识，具体包括隧道火灾的特点和危害、隧道防火涂料的组成、发展现状、缺陷以及发展方向。关键字：文献；隧道防火涂料；现状；发展方向Currentsituationanddeve1opmentdirectionoftunne1firecoatingsChengchengShiAbstract:Aftermy1astweekhadthepre1iminaryunderstandingtothetunne1firecoati

2、ngs,thisweekIreadthe1iteratureaboutthedeve1opmentconditionoffireproofcoatingsfortunne1andtunne1firecoatingsdefectsanddeve1opmenttrend,andihaveanewunderstandingoffireproofcoatingsfortunne1itse1f,inc1udingthecharacteristicsoftunne1fireandharm,thecompositionoftunne1firecoatings,thedeve1opmentstatus,def

3、ectsanddeve1opmentdirection.Keywords:1iterature;fireproofcoatingsfortunne1;presentsituation;deve1opmentdirection1隧道火灾的特点和危害1.1隧道火灾的特点(1)烟雾大，温度高，排烟困难。隧道灯底下工程内一旦发生火灾由于空间小，近似于密闭状态，燃烧产生的热量不易散发，火灾可能将照明系统破坏，能见度低，给扑救火灾和疏散人员带来困难。(2)疏散困难。隧道横截面小，道路狭窄，发生火灾时除了人员疏散困难以外，物资疏散也及其困难。车辆要一辆一辆疏散几乎是不可能的，同时火灾在车辆之间蔓延的较快，且

4、每辆车都具有油箱，如果汽油燃烧将加剧火势的发展。(3)火灾铺面困难。隧道发生火灾，消防人员进攻道路缺乏，很难接近火源进行扑救。如发生在整条隧道中心，即使从隧道口进入到火灾现场，有时也有很长的距离，加之缺乏照明，扑救更加困难，长距离隧道火灾，进行内部灭火几乎是不可能的。12隧道火灾对隧道的危害隧道砌体指的是钢筋混凝土和砖石等垒筑材料，这些砌体构成隧道的墙壁和拱顶结构。一旦遇到隧道火灾，石块的主要成分碳酸钙在温度达到825就热解成氧化钙和二氧化碳。氧化钙的强度远远不及碳酸钙。在隧道结构中尽管混凝土本身具有良好的抗热性，但当混凝土达到一定的温度时，其强度开始下降，美国国家标准和测试协会(N1ST)指

5、出，普强混凝(CSC)温度达到300时，强度损失为10%20%;温度达600时，强度损失为6075%,高强混凝土(HSC)在450C时，抗压强度损失达到40%,当温度达到600时，抗压强度损失约为75,随着强度的逐步丧失，将会导致隧道等地下结构的坍塌。火灾扑灭后，混凝土冷却时，其强度将进一步降低。在隧道火灾的烈火中，随着结合水变成水蒸气，混凝土内压力上升，由于混凝土结构致密，水蒸气不能有效散发。当压力超过其强度时，表层便出现爆裂，同时新裸露的混凝土又暴露于高温之中，从而引发进一步的爆裂。例如：英伦海峡隧道发生火灾后，损害最严重的地方，原有450mm厚的混凝土只剩下了40mm。消防队的报告表明，

6、混凝土的爆裂不仅炸伤了消防队员，而且阻塞了安全疏散线路。随钢筋表面的温度超过250,钢筋的强度也开始下降。温度达到600C时，钢筋的屈服强度和极限应力下降到常温下钢筋屈服应力和极限应力的1/3一下。在纵向和横向的压力下，钢结构不可避免地扭曲变形、垮塌毁坏。2隧道防火涂料的基本组成(1)主粘结剂应满足隧道所处的潮湿的环境，固化后粘接强度高。高温时该粘接剂度损失小，且耐冲击耐冷热循环。(2)辅助粘结剂是隧道防火涂料的骨架成分之一，主要作用是高温隔热和降低热导率。但辅助粘结剂要有一定的级配，使各成分之间填充密实。同时，所用的辅助粘结剂还应考虑施工的方便性。(3)膨胀剂是隧道防火涂料的另一个主要成分，

7、高温时，涂料成份发生改变，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。(4)阻燃剂用于涂料的阻燃，它受热时吸热失水，协助膨胀隔热。阻燃剂选用结晶水较多的硼化物和锌化物，同时阻燃剂还有利于涂料的固化。(5)防水剂主要用于促进涂料的固化和提高涂料的早期强度，同时它还吸收涂料中游离的碱金属离子，起防水作用。(6)其他助剂主要改善涂料的和易燃性，以及施工的方便性。3我国对于隧道防火涂料的研究现状我国在20世纪90年代以前，虽然修建了不少隧道，但限于当时的技术和条件，几乎没有采取防火措施，真正根据有关隧道设计规范设计、建造隧道，还是近几年的事，而隧道防火涂料的应用，则是从2000

8、年前后开始的。当时，一些企业将厚型钢结构防火涂料或混凝土楼板防火涂料，甚至电缆防火涂料作为隧道防火涂料使用，而这些涂料保护的对象是不同的，电缆防火涂料是专用于电缆的被动防火保护的涂料，耐火极限最多20min,根本抵挡不了隧道的火灾。电缆防火涂料的有效成分几乎全是有机物质，有机物质的通性是性质不稳定,因而其耐久性差，更致命的是火灾时，涂料会产生有害物质，在隧道中绝对不能选用。有的企业用现有的预应力楼板防火涂料来代替隧道防火涂料,但预应力楼板防火涂料与隧道防火涂料的使用环境不同，隧道防火涂料应耐潮湿，且车辆通过时会产生强风及震动。由于预应力楼板防火涂料不能承受燃类火灾，因此预应力楼板防火涂料不能代

9、替隧道防火涂料。随着对于隧道防火涂料各方面性能的要求的逐步提高，隧道防火涂料功能的发展趋于多元化，研究不应再局限于隧道防火涂料的防火性能、粘结性能等，对隧道防火涂料的防水、抗裂等性能开展研究显得十分重要。然而，目前的研究主要针对普通隧道防火涂料，对防水抗裂型隧道防火涂料性能的研究较少。4现今隧道防火涂料的缺陷(1)涂层太厚。如按ISO834曲线升温，耐火性能达到3h,一般涂料涂层厚度约需2030mm；由于涂层较厚，需要多次喷涂，施工困难。如按碳氢曲线升温，隧道防火涂料不能承受快速升温的热冲击，可能在几分钟内就发生爆裂，不能满足隧道的特殊防火要求。(2)粘结强度低。隧道防火涂料的粘结强度一般为O

10、.IMPa,车辆在隧道通行时，会产生强风和震动，不能满足隧道的实际需要。(3)未注重涂层毒性研究，一旦发生火灾，将影响火灾的扑救和隧道的修复。(4)耐水性较差，涂层长期处于隧道的潮湿环境中，会积水、甚至脱落。5隧道防火涂料的发展趋势隧道防火涂料的发展趋势包括，现有隧道防火涂料的改性和新型隧道防火涂料的研制。按涂料的组分分类，可以将隧道防火涂料分为单组分和双组分隧道防火涂料。采用双组分体系，在实际施工现场会出现各种问题，并且其中液料组分会直接影响防火涂料的用水量，对防火涂料成品的强度、粘结强度、柔性和耐火性能造成很大的影响。同时由于采用分装式包装，既造成了生产、包装、运输方面成本的增加，也给施工

11、方面增加了一定的工序。单组分体系可以避免双组分体系中存在的缺陷，降低成本，便于生产和施工。因此单组分可能是隧道防火涂料发展的一个方向。5.1 隧道防火涂料的改性5.1.1 高强抗裂隧道防火涂料高强抗裂隧道防火涂料，改变隧道防火涂料中的干料、粘结剂和分散剂可以制备出高粘结强度、抗裂的隧道防火涂料。主要是应用在铁路隧道中，预防由于火车震动和火车运动造成的风力剥落等现象。其中主要考虑各组分的膨胀参数和各组分的比例协调。5.1.2防水隧道防火涂料防水隧道防火涂料，隧道渗水是一个世界性难题，至今没有彻底解决，因此在研制隧道防火涂料时，不仅要考虑涂料的耐火性能，还必须重点兼顾涂料的粘接性及耐水性。5.1.

12、3 抗冻性隧道防火涂料抗冻性隧道防火涂料，由于隧道的分布比较广泛，同时地理环境也比较复杂，因此也决定了隧道防火涂料的多样性。特别是在高寒、高纬度和高原等地的隧道，对隧道防火涂料的要求也比较严格，抗冻性是隧道防火涂料的一个基本要求。特别是高铁项目的立项，铁路将穿越3省市，因此也对隧道防火涂料的多样性提出了更高的要求。5.1.4 超长耐火极限隧道防火涂料超长耐火极限隧道防火涂料，现今规定的隧道防火涂料的耐火极限为12Omin(厚度为20mm),但是在一些特殊要求的隧道，如海底隧道等会对隧道防火涂料的耐火极限提出更高的要求，因此必须探寻更好的、效率更高的阻燃体系。其中主要考虑各组分的导热系数和各阻燃

13、体系的匹配问题。5.1.5 绿色环保隧道防火涂料绿色环保隧道防火涂料，由于隧道特殊的环境要求，通风较差，疏散较为困难，因此对隧道防火涂料中产生的有毒气体提出了更高的要求。国标中也在考虑将有毒气体的释放量作为一硬性指标收录M。5. 2隧道防火涂料的创新性研发隧道防火涂料是由厚浆型钢结构防火涂料衍变而来,这也说明隧道防火涂料的研发没有摆脱传统的钢结构防火涂料的束缚，能否换个角度重新审视隧道防火涂料成了创新性研发的关键。(1)薄型、超薄型隧道防火涂料的研制薄型、超薄型隧道防火涂料的研制，由于隧道防火涂料主要运用在人们注意力较分散的地方，因此对隧道防火涂料的装饰性没有很高的要求，但是现今由于地铁必将成

14、为城市交通的主力，因此人们对隧道防火涂料的外观有了更高的要求。能否克服隧道防火涂料以无机填料为主的整体思路，成了新型隧道防火涂料研究的新方向。(2)超长耐火极限隧道防火涂料超长耐火极限隧道防火涂料，主要是对阻燃体系的改性。传统的隧道防火涂料采用无机材料为主，而阻燃领域发展的趋势是阻燃体系的复配，这样更能提高阻燃效率，采用新型的阻燃体系也是隧道防火涂料创新的方向。6结语隧道防火涂料是近几年才研究出来的产品，因此与其他防火涂料相比，其产品产量和生产厂家都要少些。但是隧道防火涂料作为一种价格低廉、对隧道结构保护作用明显、适合我国目前经济发展水平的新型涂料，对使用隧道防火涂料，在预防隧道火灾、提高隧道结构的耐火极限方面将起到积极的作用，并在降低外部火灾带来的损失和缩减修复成本方面，将产生潜在的、巨大的经济效益和社会效益。同时随着国家标准的进一步完善和人们安全意识的进一步加强，对新型隧道防火涂料的研究将日益引起人们的关注，隧道防火涂料也将走向良性发展的轨道。今后我一定会阅读更多的文献，拓展自己的知识面，了解更多关于隧道防火涂料的前言技术。参考文献1程小伟；姚亚东；尹光福；游潘丽.隧道防火涂料的研究现状刀.科学技术与工程，2004z4(12):1041-1043.2刘军辉；陈夙；仲晓林.现今隧道防火涂料的缺陷和发展趋势刀.涂料技术与文摘，2008,(1):11-13.