[发明专利]一种隧道防火板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防火材料，尤其是涉及一种用于隧道防火的防火板。

背景技术

隧道防火板是指固定在公路隧道、铁路隧道、地铁及城市交通隧道内壁，能提高隧道结构耐火极限的防火板材，主要由基料、改性剂、粘接剂、增强纤维组成。在发生火灾的情况下，它起到延缓隧道内钢筋混凝土主体结构温升，防止爆裂、衬内钢筋破坏失去支撑能力而导致隧道垮塌的作用。

隧道结构的防火保护主要分为四大类，即提供不计入结构剖面的额外混凝土厚度、安装喷淋灭火系统、在隧道衬体上喷涂防火涂料、在隧道衬体上粘贴隧道防火板材等。目前，关于隧道防火板的相关研究的报道不多。

万世银(万世银，环保型隧道防火板的研究，重庆大学工程硕士学位论文，2006)制备了以丙烯酸树脂乳液为粘接剂，蛭石、碳酸钙等组成的增强材料填料，三聚氰胺、季戊四醇及聚磷酸铵等组成的复合发泡材料，三氧化锑、氢氧化镁等为助剂的隧道防火板，其各方面的性能指标均达到规范要求和使用要求。

毛朝君等(毛朝君等，中国专利，CN200420060481.7)公开了一种环保型复合防火板，所述的防火板由一凹状金属防护面板和设置在凹状金属防护面板中复式阻燃隔热层所构成。具有耐火极限高、工艺成熟等特点。

张志明等(张志明等，中国专利，CN200510026636.4，)公开了一种隧道防火板，其特征在于材料采用以氯化镁、氧化镁为粘接剂，以高岭土、火山灰、硅灰石、硅藻土、硅酸铝等为主要原材料，有机、无机复合盐为改性外掺物，增强纤维(玻璃纤维)为产品增强材料，经搅拌、挤压成型后经化合反应而成一种高强度板材，对隧道内火灾(碳氢化合物升温曲线)能达到3h以上高温起到保护隧道的作用。

王新刚等(王新刚等，中国专利，CN200620034698.X，)公开了一种组合式环保型隧道防火板，是由多个板体单元组合构成，所述的板体单元是由带有穿孔连接件的金属防护骨架、设置在金属防护骨架底面的隔热板、设置在金属防护骨架所分隔的空间中的复合组燃隔热层和固定在防护骨架上且遮覆于复合阻燃隔热层的金属防护面板所构成，在各板体单元之间的骨架缝隙间设有金属封条，具有耐火极限高、运输、安装方便等特点。

上述公开的隧道防火板大都有以下不足：

1)隧道防火板基料中含有含卤或含重金属阻燃剂，虽然阻燃效果优异，但是含卤阻燃剂燃烧时，发烟量大，并释放出腐蚀和有毒性气体物质，而重金属本身具有毒性。

2)传统的隧道防火板质材质密度较大，阻燃效果差，生产成本高。

3)隧道防火板的阻燃性能和力学性能不能很好地兼顾，两者此消彼长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有轻质、环保、高阻燃、高强度、低发烟、低毒性等特性的适合于隧道使用的隧道防火板及其制备方法。

本发明所述的隧道防火板的组成为基料、改性剂、增强纤维和粘接剂，其中基材包括高岭土、碳酸钙、氢氧化镁和氢氧化铝；改性剂为膨胀蛭石和膨胀珍珠岩；增强纤维为无机纤维和聚合物纤维，粘接剂为水泥。

按质量比，增强纤维中无机纤维∶聚合物纤维为(20～60)∶1。其中无机纤维选用玻璃纤维、硅酸铝纤维或岩棉纤维等，聚合物纤维选用聚丙烯(PP)纤维、维尼纶(PVF)、涤纶(PET)或锦纶(PA)等。

碳酸钙的沉降体积可为2.4～2.8mL/g。水泥可采用425#水泥等。

按质量百分比，各原料的配比如下：碳酸钙4％～8％，高岭土8％～10％，氢氧化铝17％～20％，氢氧化镁4％～8％，膨胀蛭石10％～12％，膨胀珍珠岩4％～8％，无机纤维1.92％～2.9％，聚合物纤维0.08％～0.1％，余为水泥。

所述的隧道防火板的制备方法包括以下步骤：

1)将基料、改性剂、增强纤维、粘接剂按配比加入到分散机中分散均匀，得混合粉料；

2)将混合粉料加水搅拌成浆料；

3)将搅拌好的浆料倒入模具中，捣实、抹平并修边，凝固后脱模，养护后烘干，得成品隧道防火板。

在步骤2)中，按质量比，水与混合粉料的配比为(0.4～0.8)∶1。

在步骤3)中，养护最好在相对湿度60％～70％的条件下养护20～28天，烘干的温度可为99～101℃，烘干的时间可为3～5h。

本发明的突出优点为：

1)以无机镁、铝化合物替代含卤系阻燃剂，实现隧道防火板的高阻燃、低发烟和低毒性。

2)以膨胀蛭石等无机轻质矿材料改性隧道防火板，实现防火板的轻质和低导热率，并降低成本。