[发明专利]自防火水泥基复合材料

说明书

本发明提供一种自防火水泥基复合材料，包括基体材料，所述基体材料为水泥浆体、砂浆或普通混凝土，所述基体材料中掺有高温触发防火复合纤维和增强纤维，所述高温触发防火复合纤维由高温下可熔融的外保护层包裹高温下可发泡膨胀隔热阻燃的防火芯材构成，在基体材料接触高温时，所有高温触发防火复合纤维上的外保护层受热后熔融形成供防火芯材溢出的网状通道。与普通的水泥基材料相比，在不降低结构强度和刚度的条件下，本发明能充分提高复合材料结构的温控和耐火能力，更好地实现防爆裂与隔热的同步、火灾热触发下的智能防火，耐久性好，长期经济效益高，适合用于高层建筑、桥梁、隧道等工业建筑、民用建筑、交通设施结构的全寿命周期防火设计。

技术领域

本发明涉及一种防火复合材料，特别是涉及一种自防火水泥基复合材料。

背景技术

火灾温度高(可达1000℃以上)、升温速度快(具有热冲击的特点)、持续时间长，大火不仅会造成惨重的人员伤亡和设施损毁，而且会对建筑材料或钢结构的强度造成永久性的损害，如混凝土高温爆裂、保护层剥落、钢筋出露失效、混凝土耐久性降低等。为减少火灾带来的损害，各种防火材料应运而生。

中国发明专利申请201510657437.7公开了一种基于微胶囊技术的自防火隧道混凝土衬砌结构，该结构包括普通混凝土层和自防火层。自防火层由掺有增强纤维、抗爆裂纤维和热熔微胶囊的混凝土构成，所述热熔微胶囊包括胶囊外壳和内部填充的防火介质。火灾高温引发微胶囊熔融破裂，内部防火芯材被释放，并通过纤维形成的网状通路溢出，达到自防火隔热的效果。由于上述的热熔微胶囊、增强纤维、抗爆裂纤维均匀搅拌，高度分散在自防火层中，无法保证微胶囊中的防火介质能从纤维形成的网状通路中溢出，从而导致混凝土结构自防火效用较差，同时在火灾高温的触发下，未与纤维形成的网状通路有效接触的微胶囊发生自膨胀，会对混凝结构造成一定的损伤。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题在于提供一种自防火水泥基复合材料，在高温下能够保证防火芯材从高温触发防火复合纤维上的外保护层受热后熔融形成供防火芯材溢出的网状通道溢出，从而有效地提高复合材料自防火的效用，更好的实现防爆裂与隔热的同步、火灾热触发下的智能防火。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自防火水泥基复合材料，包括基体材料，所述基体材料为水泥浆体、砂浆或普通混凝土，所述基体材料中掺有高温触发防火复合纤维和增强纤维，所述高温触发防火复合纤维由高温下可熔融的外保护层包裹高温下可发泡膨胀隔热阻燃的防火芯材构成，在所述基体材料接触高温时，所有高温触发防火复合纤维上的外保护层受热后熔融形成供防火芯材溢出的网状通道。

优选地，所述的低熔点聚合物为聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚酰亚胺纤维中的一种或几种混合。

优选地，所述防火芯材包括高温触发阻燃材料和相变储能材料。

优选地，所述高温触发阻燃材料包括脱水成碳催化剂、发泡剂和成炭剂。

优选地，所述相变储能材料包括六水氯化钙、聚乙二醇和石蜡。

优选地，所述增强纤维为钢纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维或陶瓷纤维。

优选地，所述增强纤维在基体材料中的体积掺量小于2％。

优选地，所述高温触发防火复合纤维和增强纤维搅拌均匀后均匀分散在基体材料中。

如上所述，本发明涉及的自防火水泥基复合材料，能有效地提高复合材料自防火的效用，更好的实现防爆裂与隔热的同步、火灾热触发下的智能防火。

附图说明

图1是本发明的微观结构示意图

图2是高温触发防火复合纤维的横截面图。