磷酸鹽隧道防火涂料組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能研究

孫厚超，馬愛(ài)群，石飛停，逮紹慧，劉晶

(1.鹽城工學(xué)院 土木工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224051；2.南京建工集團(tuán)有限公司，南京 210012)

磷酸鹽隧道防火涂料組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能研究

孫厚超1，馬愛(ài)群1，石飛停1，逮紹慧2，劉晶1

(1.鹽城工學(xué)院 土木工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224051；2.南京建工集團(tuán)有限公司，南京 210012)

為提高混凝土隧道結(jié)構(gòu)防火性能，降低火災(zāi)損失，對(duì)涂抹磷酸鎂基防火涂料的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行劈裂試驗(yàn)和耐火性能實(shí)驗(yàn)，研究磷酸鎂基隧道防火涂料配方設(shè)計(jì)，討論白剛玉砂、鋼渣、硅灰、鎳渣、蛭石填料和納米二氧化鈦外加劑對(duì)隧道防火涂料性能的影響。試驗(yàn)表明：摻量10%白剛玉砂、5%硅灰、0.75%二氧化鈦、90%蛭石的磷酸鎂基隧道涂料3 d和15 d粘結(jié)強(qiáng)度均超過(guò)規(guī)范要求，耐火性能最優(yōu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)配方的隧道防火涂料各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

磷酸鹽膠粘劑；隧道防火涂料；粘結(jié)強(qiáng)度；防火性能

0 引言

近年來(lái)隨著我國(guó)隧道建設(shè)加快，交通流量不斷增加和運(yùn)輸物品的復(fù)雜性，增加了隧道火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。隧道中一旦發(fā)生火災(zāi)，往往是經(jīng)濟(jì)損失大、搶修難、中斷行車(chē)時(shí)間長(zhǎng)的交通事故[1-4]。目前較為經(jīng)濟(jì)、可行的防火措施是在隧道混凝土結(jié)構(gòu)表面噴涂隧道防火涂料。

隧道防火涂料是專(zhuān)門(mén)用于隧道結(jié)構(gòu)拱頂和側(cè)墻免受火災(zāi)而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用涂料。現(xiàn)主要分為兩大類(lèi)：無(wú)機(jī)隧道防火涂料和有機(jī)隧道防火涂料，無(wú)機(jī)隧道防火涂料主要以無(wú)機(jī)水性防火涂料為主，其中粘結(jié)劑是影響無(wú)機(jī)水性防火涂料綜合性能的主要因素[5-7]。目前常用的粘結(jié)劑有硅酸鹽系列、鋁酸鹽系列和磷酸鹽系列，這些粘結(jié)劑各有其特點(diǎn)。硅酸鹽類(lèi)粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度高，耐熱、耐水性能較好，但耐堿性能較差，且固化溫度較高；用鋁酸鹽系列作為粘結(jié)劑則存在鋁酸鹽水化產(chǎn)物易產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)變的問(wèn)題，導(dǎo)致使用狀態(tài)下強(qiáng)度失效等，且存在涂層厚、粘結(jié)強(qiáng)度低、耐水性差等缺陷。而磷酸鹽系列具有凝結(jié)硬化速度快、粘結(jié)強(qiáng)度高、耐火性能好、生產(chǎn)程序簡(jiǎn)單等特點(diǎn)[8-17]，以其作為粘結(jié)劑的隧道防火涂料研究鮮見(jiàn)報(bào)道，本文研究了一種磷酸鹽隧道防火涂料的組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并探討了其主要組成對(duì)隧道防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度及其燃燒時(shí)間的影響規(guī)律。

1 試驗(yàn)

按照隧道防火涂料規(guī)范規(guī)定(GA98-2005)，隧道防火涂料性能檢驗(yàn)項(xiàng)目為10項(xiàng)，選取影響涂料性能的粘結(jié)強(qiáng)度、耐火性能指標(biāo)來(lái)進(jìn)行組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，待優(yōu)選配方后再進(jìn)行剩余項(xiàng)目的檢驗(yàn)，最后確定符合要求的最佳配方。

1.1 原材料

隧道防火涂料主要由粘結(jié)材料、添加劑和填料組成。

(1)粘結(jié)材料。選用一種新型磷酸鹽膠凝劑，由氧化鎂、磷酸鹽和緩凝劑按照一定比例組成，作為隧道涂料的基礎(chǔ)材料。

(2)添加劑。主要有引氣劑、二氧化鈦、聚丙烯纖維。

(3)礦物摻合料。有白剛玉砂、硅灰、富鎂廢渣粉A、富鎂廢渣粉B、蛭石等。

除防火涂料外，本實(shí)驗(yàn)制作試件需要基體有：①混凝土試塊，其邊長(zhǎng)為70.7 mm的立方體，在常溫下養(yǎng)護(hù)28 d，用于制作防火涂料粘結(jié)強(qiáng)度試件。②水泥砂漿板，長(zhǎng)為20 cm，寬為13 cm，以及中空15 cm×7.5 cm鋼框模具，用于制作防火涂料耐火性能試件。

1.2 試件制作與實(shí)驗(yàn)方法

(1)粘結(jié)強(qiáng)度試件。將試驗(yàn)原料按一定比例混合均勻后，加入適量水?dāng)噭颉Ｔ趦蓚€(gè)混凝土試塊間填入10 mm厚涂料連接層，并用刮刀插搗15次使其密實(shí)，放置振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)30 s，待涂料微干后，用保鮮膜進(jìn)行包裹，20 ℃±5 ℃，50～70 RH下養(yǎng)護(hù)3 d和15 d，滿足規(guī)范(GB/T7897.4-1987)劈裂抗拉試驗(yàn)要求。試件如圖1(a)所示。

1.試驗(yàn)機(jī)壓板 2.鋼制弧墊條 3.木制墊板 4.成型試件 5.防火涂料 (A)劈裂試驗(yàn)示意圖 (A)Schematic diagram of splitting test

(B)劈裂試驗(yàn)實(shí)物圖 (B)Splitting test Picture圖1 劈裂抗拉試驗(yàn)示意和實(shí)物圖Fig.1 Schematic and physical diagram of splitting tensile test

實(shí)驗(yàn)方法：使用環(huán)境加載電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行劈裂實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)在上下鋼制弧墊條與成型的試件之間各墊一塊木質(zhì)墊板，木質(zhì)墊板應(yīng)放置在成型的試件中央，鋼制弧墊條應(yīng)與成型試件垂直，如圖1(b)所示。

試驗(yàn)時(shí)，開(kāi)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)后，當(dāng)加載裝置的上壓板與劈裂抗拉夾具接近時(shí)，調(diào)整試件位置，使接觸后的壓力均衡，然后連續(xù)均勻加荷，加荷速度為每秒500 N±50 N，連續(xù)均勻加荷直至試件破壞，記錄破壞荷載。根據(jù)規(guī)范計(jì)算粘結(jié)強(qiáng)度值，精確至0.01 MPa。

(2)耐火性能試件。將鋼框模具與水泥板固定夾好，將攪拌好的隧道防火涂料倒入模具并用刮刀抹平，涂料的高度與模具的上表面齊平，5 min后拆去模具，得到一個(gè)長(zhǎng)15 cm，寬為7.5 cm的長(zhǎng)方體涂層試板，并貼好日期標(biāo)簽，用保鮮膜包裹，放置20 ℃±5 ℃，50～70 RH下養(yǎng)護(hù)3 d或15 d，然后進(jìn)行耐火性能試驗(yàn)，試板如圖2(a)所示。

實(shí)驗(yàn)方法：本實(shí)驗(yàn)使用座式酒精噴燈，點(diǎn)燃前先將燈體倒轉(zhuǎn)2～3次，使燈芯浸透酒精，往預(yù)熱盤(pán)中注入酒精并將其點(diǎn)燃。在底部的容器中注入適量水，以降低酒精噴燈燃燒時(shí)所產(chǎn)生的溫度。將點(diǎn)燃的酒精噴燈調(diào)制最大火力，燃燒幾分鐘后放入自制的防護(hù)架中，將架體放置在離底部容器5 cm處，以保證燃燒時(shí)有充足的氧氣。將制備好的試件放在架子上面，并將有涂料一面的中心對(duì)準(zhǔn)酒精噴燈火焰，并使用兩個(gè)溫度計(jì)對(duì)準(zhǔn)水泥砂漿板背面的中心(如圖2(b)、(c)所示)，同時(shí)按下計(jì)時(shí)表開(kāi)始計(jì)時(shí)，溫度計(jì)每升高50 ℃記錄一次時(shí)間，并取兩個(gè)溫度計(jì)讀數(shù)的平均值，待水泥砂漿板背面溫度達(dá)到250 ℃時(shí)，立即停止計(jì)時(shí)并記錄時(shí)間。用石棉網(wǎng)覆蓋燃燒口，燈焰即熄滅。然后稍微擰松旋塞，使燈壺內(nèi)的酒精蒸汽放出。

圖2 耐火試板和燃燒測(cè)溫裝置Fig.2 Fire resistant test board and combustion temperature measuring device

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

試驗(yàn)在新型磷酸鹽膠粘劑基礎(chǔ)摻量不變情況下，首先對(duì)摻合料白剛玉砂含量調(diào)整，找出最佳摻量，然后對(duì)礦物摻合料(硅灰、富鎂廢渣粉A、富鎂廢渣粉B)的摻量和種類(lèi)進(jìn)行優(yōu)化，確定最優(yōu)礦物摻合料，再添加紅外熱反射材料二氧化鈦進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，改變蛭石摻量，確定蛭石最優(yōu)摻量，最終確定磷酸鹽基隧道防火涂料最佳配方。

2.1 白剛玉砂摻量對(duì)磷酸鹽基隧道涂料性能的影響

圖3給出了養(yǎng)護(hù)時(shí)間分別為3d和15d時(shí)不同白剛玉砂摻量與隧道涂料粘結(jié)強(qiáng)度關(guān)系圖。

圖3 白剛玉砂摻量與涂料粘結(jié)強(qiáng)度關(guān)系圖Fig.3 Relationship between content of white corundum sand and bond strength of coatings

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：養(yǎng)護(hù)3 d的試件，白剛玉砂摻量為10%～30%的隧道防火涂料粘結(jié)強(qiáng)度比不摻白剛玉砂大，但白剛玉砂摻量40%的粘結(jié)強(qiáng)度比不加白剛玉砂低，其中白剛玉砂摻量為10%的涂料粘結(jié)強(qiáng)度最大，比不加白剛玉砂粘結(jié)強(qiáng)度增加了25%。養(yǎng)護(hù)15 d試件粘結(jié)強(qiáng)度規(guī)律相似，與養(yǎng)護(hù)3 d比較，其粘結(jié)強(qiáng)度平均增加了48%，效果較明顯。其原因：在水灰比一定情況下，隨著白剛玉砂摻量增加，降低防火涂料的干縮，提高漿體強(qiáng)度；當(dāng)白剛玉砂摻量繼續(xù)增加，降低涂料的裹膠比，從而降低涂料粘結(jié)強(qiáng)度。

不同白剛玉砂摻量下，養(yǎng)護(hù)3 d的涂層試板燃燒試驗(yàn)時(shí)，背面溫度變化與時(shí)間關(guān)系如圖4所示。圖4表明：隨著溫度增加，所需要的時(shí)間在增長(zhǎng)，10%摻量涂料時(shí)間隨溫度增長(zhǎng)幅度最大。養(yǎng)護(hù)3 d的試樣，白剛玉砂摻量為10%涂層試板，其背面達(dá)到250 ℃所需要的時(shí)間比40%摻量的增加了220 s。其原因?yàn)椋喊讋傆裆氨旧斫?jīng)2 000 ℃以上高溫熔煉，主要成分為Al2O3，遇熱會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)吸熱，摻入適量的白剛玉砂，涂料的耐火性能提升。圖5為養(yǎng)護(hù)3 d和15 d不同摻量白剛玉砂的試件其背面達(dá)到250 ℃的時(shí)間圖，由圖可知，隨著白剛玉砂摻量增加，隧道涂料的燃燒時(shí)間出現(xiàn)先增加后減小。15 d試樣背面達(dá)到250 ℃所需要的時(shí)間比養(yǎng)護(hù)3 d的試樣略低，主要由于隨養(yǎng)護(hù)時(shí)間增加試件致密性的提高。

圖4 白剛玉砂摻量與涂料燃燒時(shí)間關(guān)系圖(養(yǎng)護(hù)3d)Fig.4 Relationship between content of white corundum sand and combustion time of coatings(3 d)

10%白剛玉砂摻量的隧道防火涂料粘結(jié)強(qiáng)度為0.16 MPa，達(dá)到隧道涂料規(guī)范要求(≥0.15 MPa)，其耐火性能最優(yōu)，故白剛玉砂最優(yōu)摻量為10%。

圖5 白剛玉砂摻量與試件耐火時(shí)間關(guān)系圖(3d，15d)Fig.5 Relationship between content of white corundum sand and refractory time of test specimen(3 d，15 d)

2.2 礦物摻合料對(duì)磷酸鎂基隧道涂料性能的影響

在確定白剛玉砂摻量為10%后，進(jìn)行礦物摻合料的優(yōu)化。將富鎂廢渣粉A、硅灰、富鎂廢渣粉B這三種礦物摻合料進(jìn)行平行比較，富鎂廢渣粉A以0%、10%、20%、30%的摻量變化，硅灰0%、5%、10%的摻量變化，富鎂廢渣粉B以0%、10%、20%的摻量變化，先選出不同種類(lèi)的礦物摻合料各自的最優(yōu)摻量，再將最優(yōu)摻量的富鎂廢渣粉A、硅灰、富鎂廢渣粉B進(jìn)行耐火性能的比較，選出這三種礦物摻合料中的耐火性能最優(yōu)的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知：養(yǎng)護(hù)3 d的試件，富鎂廢渣粉A摻量為30%時(shí)，試件的粘結(jié)強(qiáng)度最大，比不加富鎂廢渣粉A的增大了56.3%，比20%摻量富鎂廢渣粉A的增大了13.6%。其原因：富鎂廢渣粉A的細(xì)小顆粒能很好地填補(bǔ)涂料內(nèi)部的空隙，從而提高試件的粘結(jié)強(qiáng)度；養(yǎng)護(hù)15 d試件，摻富鎂廢渣粉A的粘結(jié)強(qiáng)度比養(yǎng)護(hù)3 d的平均增大了20%，富鎂廢渣粉A摻量30%的試件粘結(jié)強(qiáng)度最大，比養(yǎng)護(hù)3 d提高32%。其原因?yàn)椋弘S著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加，富鎂廢渣粉A中的部分成分會(huì)發(fā)生水化反應(yīng)，改善涂料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而試件后期粘結(jié)強(qiáng)度會(huì)有一定增加。

從表1可知，養(yǎng)護(hù)3 d，富鎂廢渣粉A 30%摻量試件與20%試件燃燒試件耐火時(shí)間接近，但粘結(jié)強(qiáng)度增大了13.6%；養(yǎng)護(hù)15 d的試件來(lái)看，富鎂廢渣粉A摻量為30%試件燃燒耐火性能最好。究其原因?yàn)椋焊绘V廢渣粉A本身在1 500～1 700 ℃下形成，抗高溫性能好，隨著齡期的增長(zhǎng)，富鎂廢渣粉A摻合料的水化效應(yīng)，能提高磷酸鹽基隧道涂料的耐火性能。

表1 不同摻量隧道防火涂料性能Tab.1 Performance of fire retardant coating of tunnels with different mixing proportion

試驗(yàn)環(huán)境：富鎂廢渣粉A室溫：19.9℃(3d) 21℃(15d) 硅灰室溫：22℃(3d) 26.8℃(15d) 富鎂廢渣粉室溫：20.5℃(3d) 28.8℃(15d)

綜合考慮摻合料富鎂廢渣粉A選取30%為最優(yōu)摻量。

根據(jù)平行試驗(yàn)結(jié)果，在粘結(jié)強(qiáng)度滿足規(guī)范要求前提下，重點(diǎn)考慮涂料的耐火性能影響為原則，確定硅灰最優(yōu)摻量為5%，富鎂廢渣粉B最優(yōu)摻量為10%。

為了優(yōu)選摻和料的種類(lèi)和摻量，排除室溫對(duì)耐火性能的影響，在同室溫條件下，分別將最優(yōu)摻量的富鎂廢渣粉A、硅灰、富鎂廢渣粉B的隧道涂料試件進(jìn)行耐火性能實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：摻有5%硅灰涂料和30%富鎂廢渣粉A涂料耐火性能優(yōu)于10%富鎂廢渣粉B涂料，因此將摻量5%硅灰和30%摻量富鎂廢渣粉A作為最優(yōu)摻量進(jìn)行下一輪試驗(yàn)。

2.3 二氧化鈦對(duì)磷酸鎂基隧道涂料性能的影響

在最優(yōu)摻量30%富鎂廢渣粉A和硅灰5%基礎(chǔ)上再摻0.75%二氧化鈦進(jìn)行防火涂料配方優(yōu)化。圖6和圖7給出了在摻有0.75%二氧化鈦涂料前后養(yǎng)護(hù)3 d和養(yǎng)護(hù)15 d的試件粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)比圖，從圖中可以看出：養(yǎng)護(hù)3 d添加30%富鎂廢渣粉A隧道涂料，摻有0.75%二氧化鈦的試件粘結(jié)強(qiáng)度比不添加的增大4%。5%硅灰摻合料隧道涂料，摻有0.75%二氧化鈦的試件粘結(jié)強(qiáng)度比不添加的增大了7.7%；養(yǎng)護(hù)15 d的30%富鎂廢渣粉A摻合料的隧道涂料試件，摻0.75%二氧化鈦的試件其粘結(jié)強(qiáng)度比不添加的增大了6%。對(duì)5%硅灰摻合料隧道涂料，摻有0.75%二氧化鈦試件粘結(jié)強(qiáng)度比不添加的增大了23%。其原因?yàn)椋憾趸伒募?xì)小顆粒可以填補(bǔ)漿體中的孔隙，從而添加二氧化鈦后的試件其粘結(jié)強(qiáng)度有一定的提高，且在5%硅灰涂料中效果顯著。

圖8為添加二氧化鈦前后耐火性能對(duì)比圖，由圖可知：第一組富鎂廢渣粉A試件添加二氧化鈦后其背面達(dá)到250 ℃所需要的時(shí)間比不添加延長(zhǎng)了37 s，第二組硅灰試件延長(zhǎng)了47 s。其原因?yàn)椋憾趸佇纬捎诟邷叵拢埸c(diǎn)為1 560～1 580 ℃，具有紅外熱反射功能，添加二氧化鈦可以優(yōu)化基于磷酸鹽為膠粘劑的隧道涂料的耐火性能。因此將摻量5%硅灰+0.75%二氧化鈦?zhàn)鳛樽顑?yōu)摻量進(jìn)行下一輪試驗(yàn)。

圖6 添加二氧化鈦前后隧道涂料粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)比圖 (養(yǎng)護(hù)3 d)Fig.6 Contrast diagram of bond strength of tunnel coatings before and after adding TiO2(3 d)

圖7 添加二氧化鈦前后隧道涂料粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)比圖 (養(yǎng)護(hù)15 d)Fig.7 Contrast diagram of bond strength of tunnel coatings before and after adding TiO2(15 d)

圖8 添加二氧化鈦前后涂料耐火性能對(duì)比圖(3 d)Fig.8 Contrast diagram of fire resistance of tunnel coatings before and after adding TiO2(3 d)

2.4 蛭石摻量對(duì)磷酸鹽基隧道涂料性能的影響

圖9給出了不同摻量蛭石與磷酸鹽基隧道涂料粘結(jié)強(qiáng)度關(guān)系圖，粘結(jié)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)分兩組，一組養(yǎng)護(hù)3 d，一組養(yǎng)護(hù)15 d。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨蛭石摻量的增加，隧道涂料的粘結(jié)強(qiáng)度先增大后減小，80%摻量試件粘結(jié)強(qiáng)度最大；養(yǎng)護(hù)3d試件，80%摻量試件粘結(jié)強(qiáng)度比70%摻量增大了14.3%，相比100%摻量蛭石的增大1倍；養(yǎng)護(hù)15 d的改性隧道防火涂料粘結(jié)強(qiáng)度比養(yǎng)護(hù)3 d的平均增大了70.8%，從曲線斜率看出，摻量到達(dá)90%后，若繼續(xù)增加，涂料的粘結(jié)強(qiáng)度下降明顯。

圖9 蛭石摻量與隧道涂料粘結(jié)強(qiáng)度關(guān)系圖Fig.9 The relationship between bond strength of tunnel coatings and amount of vermiculite

不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間下蛭石摻量與磷酸鹽基隧道涂料耐火性能關(guān)系如圖10和圖11所示，從圖10可看出：隨著蛭石摻量的增加，基于磷酸鹽為膠粘劑的隧道涂料(養(yǎng)護(hù)3 d)的燃燒時(shí)間先增大后減小，90%摻量蛭石試件耐火性能達(dá)到最好，其背面達(dá)到250 ℃所需要的時(shí)間比70%摻量蛭石的延長(zhǎng)了89 s，分析原因?yàn)椋候问谠庥龈邷貢r(shí)可迅速膨脹6～20倍，具有很強(qiáng)的保溫隔熱作用，但過(guò)高摻量會(huì)抵消其他摻合料防火性能。

圖10 不同摻量蛭石試件耐火性能圖(養(yǎng)護(hù)3d)Fig.10 Refractory performance diagram under different content of vermiculite specimen(3 d)

圖11 不同摻量蛭石試件耐火性能(養(yǎng)護(hù)15d)Fig.11 Refractory performance diagram under different content of vermiculite specimen(15 d)

對(duì)比圖10與圖11每一小段的曲線：養(yǎng)護(hù)15 d的試件其蛭石摻量-時(shí)間曲線斜率相比于養(yǎng)護(hù)3 d的更大，表明隨著齡期的增長(zhǎng)，蛭石摻量對(duì)基于磷酸鹽為膠粘劑的隧道涂料其耐火性能的影響更顯著。

2.5 綜合條件試驗(yàn)

在前述試驗(yàn)基礎(chǔ)上，確定了一組優(yōu)化的隧道防火涂料配方，新型磷酸鹽膠粘劑：白剛玉砂∶硅灰∶二氧化鈦∶蛭石=1∶0.1∶0.05∶0.007 5∶0.9。該配方涂料涂層按《預(yù)應(yīng)力混凝土樓板防火涂料通用技術(shù)條件》GA98-1995 進(jìn)行綜合質(zhì)量檢測(cè)。

檢測(cè)結(jié)果表明，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于隧道防火涂料國(guó)家規(guī)范要求。尤其粘結(jié)強(qiáng)度、耐火性能、抗冷凍循環(huán)性，遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)論

基于試驗(yàn)分析不同摻合料種類(lèi)和摻量對(duì)磷酸鹽基隧道涂料粘結(jié)強(qiáng)度、耐火性能等的影響，主要結(jié)論如下：

(1)白剛玉砂對(duì)磷酸鎂基隧道涂料其耐火性能有明顯影響，摻量為10%時(shí)，隧道涂料防火性能最好，涂料粘結(jié)強(qiáng)度超過(guò)規(guī)范要求。

(2)30%摻量富鎂廢渣粉A的涂料粘結(jié)強(qiáng)度最高，硅灰摻量5%時(shí)的試件耐火性能最好，養(yǎng)護(hù)3 d和15 d的粘結(jié)強(qiáng)度均超過(guò)符合規(guī)范(≥0.15 MPa)的要求。加入摻量為0.75%的二氧化鈦其粘結(jié)強(qiáng)度和耐火性能得到有效優(yōu)化。蛭石摻量對(duì)磷酸鹽基隧道涂料的耐火性能影響顯著，90%摻量蛭石隧道防火涂料耐火性能最好。

(3)優(yōu)化設(shè)計(jì)配方的隧道防火涂料各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

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Composition Structure Design and Properties Study of Phosphate-based Fire Retardant Coating of Tunnels

Sun Houchao1，Ma Aiqun1，Shi Feiting1，Dai Shaohui2，Liu Jing1

(1.College of Civil Engineering，Yancheng Institute of Technology，Yancheng 224051；2.Nanjing Construction Engineering Group Co.，Ltd.Nanjing 210012)

In order to improve the fire resistance performance of concrete tunnel structure and reduce the fire damage，the splitting tests and fire resistance experiments of concrete structure with phosphate-based fire retardant coating were carried out to reveal the relationship between composition and performance of phosphate-based fire retardant coating of tunnels.The influence of filler and additive on the adhesive strength and burning time were discussed in detail.The results showed that the best proportion for phosphate-based tunnel fireproof coating material was 10% white corundum sand，5% silica fume，0.75% TiO2，and 90% vermiculite.The adhesive strength of the composition can well meet the requirement of criterion，and has optimum fire-resistant capacity.The test indexes of the fireproof coatings configured in this study are superior to the national standard.

phosphate adhesive；tunnel fire retardant coating；adhesive strength；fire-resistant capacity

2016-09-14

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技項(xiàng)目(2014-K4-024)

孫厚超，博士，副教授。研究方向：巖土與地下工程的教學(xué)與研究.。E-mail：sunhouchao1975@ 163.com

孫厚超，馬愛(ài)群，石飛停，等.磷酸鹽隧道防火涂料組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能研究[J].森林工程，2017，33(3)：110-115.

TU 435

A

1001-005X(2017)03-0110-06