1 试验部分

1.1 设计指标

开发一种新型混凝土结构防火涂料,具体设计技术指标如下：

(1) 涂料的性能指标符合A98-2005《混凝土结构防火涂料》标准的要求。

(2) 涂层在高温下不分解产生有毒气体,生产、运输、施工对人体无害。

(3) 选用无机材料配制防火涂料,使涂料与混凝土结合牢固,并提高涂料的储存期。

(4) 涂料具有耐火极限高、粘结强度高、耐潮湿、耐冻融良好的特性,可用于室内外钢筋混凝土的防火保护。

(5) 涂料在生产、运输、施工均十分方便,且符合环保要求。

1.2 配方试验研究

在研制混凝土防火涂料过程中,不仅要考虑选用原料具有较高的耐高温性能,还要考虑其具有较强的隔热能力(即低的导热系数)、导温系数和良好的理化性能及施工性能,同时还要考虑到涂料选材与混凝土配偶、潮湿基面施工和原料成本等问题。按照本试验技术指标,主要采用我国含量丰富的非金属矿物、无机水凝性黏合剂及添加剂进行配制。

1.2.1 防火纤维试验

防火纤维为涂料的主体,主要起增强涂层强度和骨架等作用,防止涂料干燥后和高温下龟裂、脱落情况出现。分别选用玻璃纤维、硅酸铝纤维、矿渣棉和海泡石棉4种材料进行试验。试验发现: 玻璃纤维不容易剪切和加工；硅酸铝纤维不用剪切,但不易分散；矿渣棉容易分散但长度不满足要求,配制涂料干燥后收缩大、开裂；海泡石棉容易分散长度适宜,配制的涂料干燥后不收缩开裂。最后选用海泡石棉作为防火纤维。

1.2.2 绝热骨料试验[2]

绝热骨料是配制混凝土防火涂料的主体,主要起隔热、耐高温作用,阻止火灾中热量向混凝土结构传热造成结构失去力学性能。为了降低涂料的密度,我们选用轻质材料隔热、耐高温材料作为绝热骨料。一般情况下,绝热骨料的容重、导热系数、导温系数有这样关系：在一定容重范围内,容重小,导热系数小,单导热系数反而大。对于稳态温度而言,导热系数大小决定了材料隔热性能的好坏。而火灾升温过程属于非稳态温度场,材料对于温度传递的快慢程度是由导温系数来衡量,即决定火灾热量向基体传递的速度主要因素是导温系数。为此,针对膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、空心微珠材料的容重、导热系数和导温系数的分析,选用导温系数小的膨胀蛭石作为绝热骨料。我们选用容重大、导温系数小的膨胀蛭石。

1.2.3 防火黏合剂试验

黏合剂是将防火纤维、绝热骨料等成分黏合成防火涂层,并使防火涂料固化产生强度的材料,是防火涂料的重要组成部分。