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1 試驗部分

1.1 設計指標

開發一種新型混凝土結構防火涂料,具體設計技術指標如下：

(1) 涂料的性能指標符合A98-2005《混凝土結構防火涂料》標準的要求。

(2) 涂層在高溫下不分解產生有毒氣體,生產、運輸、施工對人體無害。

(3) 選用無機材料配制防火涂料,使涂料與混凝土結合牢固,并提高涂料的儲存期。

(4) 涂料具有耐火極限高、粘結強度高、耐潮濕、耐凍融良好的特性,可用于室內外鋼筋混凝土的防火保護。

(5) 涂料在生產、運輸、施工均十分方便,且符合環保要求。

1.2 配方試驗研究

在研制混凝土防火涂料過程中,不僅要考慮選用原料具有較高的耐高溫性能,還要考慮其具有較強的隔熱能力(即低的導熱系數)、導溫系數和良好的理化性能及施工性能,同時還要考慮到涂料選材與混凝土配偶、潮濕基面施工和原料成本等問題。按照本試驗技術指標,主要采用我國含量豐富的非金屬礦物、無機水凝性黏合劑及添加劑進行配制。

1.2.1 防火纖維試驗

防火纖維為涂料的主體,主要起增強涂層強度和骨架等作用,防止涂料干燥后和高溫下龜裂、脫落情況出現。分別選用玻璃纖維、硅酸鋁纖維、礦渣棉和海泡石棉4種材料進行試驗。試驗發現: 玻璃纖維不容易剪切和加工；硅酸鋁纖維不用剪切,但不易分散；礦渣棉容易分散但長度不滿足要求,配制涂料干燥后收縮大、開裂；海泡石棉容易分散長度適宜,配制的涂料干燥后不收縮開裂。最后選用海泡石棉作為防火纖維。

1.2.2 絕熱骨料試驗[2]

絕熱骨料是配制混凝土防火涂料的主體,主要起隔熱、耐高溫作用,阻止火災中熱量向混凝土結構傳熱造成結構失去力學性能。為了降低涂料的密度,我們選用輕質材料隔熱、耐高溫材料作為絕熱骨料。一般情況下,絕熱骨料的容重、導熱系數、導溫系數有這樣關系：在一定容重范圍內,容重小,導熱系數小,單導熱系數反而大。對于穩態溫度而言,導熱系數大小決定了材料隔熱性能的好壞。而火災升溫過程屬于非穩態溫度場,材料對于溫度傳遞的快慢程度是由導溫系數來衡量,即決定火災熱量向基體傳遞的速度主要因素是導溫系數。為此,針對膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、空心微珠材料的容重、導熱系數和導溫系數的分析,選用導溫系數小的膨脹蛭石作為絕熱骨料。我們選用容重大、導溫系數小的膨脹蛭石。

1.2.3 防火黏合劑試驗

黏合劑是將防火纖維、絕熱骨料等成分黏合成防火涂層,并使防火涂料固化產生強度的材料,是防火涂料的重要組成部分。