碱激发剂浓度对碱矿渣隧道防火涂料性能的影响.docx
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1、碱激发剂浓度对碱矿渣隧道防火涂料性能的影响摘要:通过变化氢氧化钠溶液的浓度,来研究激发剂浓度对碱矿渣隧道防火涂料 粘结强度、耐火性能、干密度以及干燥时间等性能的影响。试验结果表明,当氢氧化 钠溶液的质量百分比浓度小于10%时,涂料冻融前后的粘结强度和干密度随溶液浓度的 增加而提高,干燥时间随溶液浓度的增加而减短;当氢氯化钠溶液浓度超过10%时,溶 液浓度的变化对料粘结强度、耐火性能、干密度以及干燥时间的影响不明显。氢氧化 钠溶液浓度的变化对耐火性能的影响不明显。氢氧化钠溶液浓度为4%时,碱矿渣隧道 防火涂料性价比最高。关键字:隧道防火涂料、碱矿渣、激发剂浓度、粘结强度、耐火性能1前言随着隧道建
2、设的蓬勃发展,我国已成为世界上公路隧道规模最大,里程最长的国家。 截至2011年初,国内建设的公路隧道总数达到7384座,其累计总长度超过5000km,长度 3km以上的特长隧道总数达到265座,累计总长度超过IoOokm,长度l3km的长隧道总 数达到1218座,累计总长度超过2000kmo由于隧道经常也同时作为电力电缆、光纤电缆,、 输水管、输油管等的运输通道。因此,当隧道发生火灾事故时,其造成的危害是相当严重 的,会造成中断行车时间长、抢救极其困难、经济损失大等严重后果,并可能会产生一系 列社会问题”可。因此,对于隧道防火的深入研究显得十分重要。从性能、成本以及施工方 便性综合考虑,喷涂
3、防火涂料是现阶段隧道防火的最佳选择。将碱矿渣水泥应用于隧道防火涂料具有其得天独厚的优势:(1)简化配方,降低成本。 因为碱激发水泥具有良好的耐高温性能,将其应用于隧道防火涂料可以减少隧道防火涂料 中一些价格比较高的防火成分的用量,或剔除传统隧道防火涂料中的某些成分。例如:剔 除普通隧道防火涂料中会产生刺激性气味的聚磷酸镂等成分,保护施工人员的健康。(2) 提高隧道防火涂料的抗冻融循环性能。目前隧道防火涂料的抗冻融循环性能越来越得到重 视,在2012年颁布的中华人民共和国公共安全行业标准将混凝土结构防火涂料(GA 28375-2012)中专门加入了针对隧道防火涂料冻融循环后粘结强度的指标。碱矿渣
4、水泥具 有良好的抗冻融循环性能,有利于提高隧道防火涂料的抗冻融循环性能。(3)绿色环保。 用碱矿渣水泥替代隧道防火涂料中的普通水泥,可以减少普通水泥生产过程中产生的二氧化碳、二氧化硫以及粉尘等对环境的污染。研究表明,激发剂浓度对碱矿渣水泥的强度及凝结时间有重要影响,但是目前针对 激发剂浓度对碱矿渣水泥隧道防火涂料性能的影响研究还没有。本文通过改变碱矿渣隧道 防火涂料的激发剂浓度,揭示激发剂浓度变化对碱矿渣隧道防火涂料粘结强度、耐火性能、 干密度以及干燥时间等几项重要性能的影响规律。2原材料隧道防火涂料通常是由粘结材料、耐火隔热材料、发泡材料、助剂等四部分组成RM 本文配方剔除了传统隧道防火涂料
5、中的聚磷酸镀、三聚氨胺以及季戊四醇等发泡材料,并 用碱矿渣水泥替代传统隧道防火涂料中的普通水泥。2.1 粘结材料粘结材料由碱矿渣水泥、可再分散乳胶粉以及PVA组成:碱矿渣水泥:由氢氧化钠和 矿渣组成,氢氧化钠由北京康普汇维科技有限公司生产,矿渣来自福州泰宁混凝土厂;聚 乙烯醇(PVA)为福州四方化工有限公司生产的粉末聚乙烯醇,型号为:1788-125,白色 粉末状,无臭、无味,细度为160目。2.2 隔热耐火材料膨胀珍珠岩:采用福州友程耐火材料有限公司的产品,粒径约为3 mm,容重:83 kgm3, 具有质轻、绝热、无毒、吸声、无味、不燃等特点,耐高温性可达1300;膨胀蛭石:采 用福州友程耐
6、火材料有限公司的产品,粒径小于2mm,褐红色,容重:530kgm3;海泡石: 采用的海泡石为南阳市卧龙区磊宝海泡石加工有限公司产品,容重:651.8kgm3,耐高温 性可达1700 C;空心漂珠:采用的空心漂珠为河南信阳天梯矿业开发总公司生产的产品, 粒径小于0.9 mm,容重:338. 5 kgm3,常温导热系数0.035 W(mK),耐高温性可达1360C。2.3 阻燃剂氢氧化铝及氢氧化镁:采用天津市福晨化学试剂厂产品。3试验思路设计3.1 试验配合比为了研究激发剂浓度对碱矿渣隧道防火涂料主要性能的影响,本文在自制的碱矿渣隧 道防火涂料的基础上,改变氢氧化钠溶液的浓度。当氢氧化钠溶液浓度超
7、过10%时成本较 高,不具有经济性,但是为了研究碱浓度对涂料性能的影响规律,在氢氧化钠溶液浓度大于10%时,浓度取值的跨度变大。配合比见表1,表中各成分为质量百分比(),氢氧 化钠溶液浓度为溶液的质量百分比浓度,氢氧化钠的掺量为氢氧化钠固体与其他固体组分 的质量比(),用水量为除氢氧化钠固体以外的干料重量的70%o先将除氢氧化钠以外 的干料搅拌均匀,再将氢氧化钠溶于水,最后将氢氧化钠溶液倒入到已混合均匀的干料中 搅拌均匀。表1碱矿渣隧道防火涂料配合比氢氧化矿渣PVA可再 分散 乳胶 粉膨胀空心漂珠氢氧化镁氢氧化铝编号钠溶液 浓度 (%)氢氧 化钠 掺量膨胀蛭石珍珠UU 石海泡 石110.742
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