CN111268999A - 一种隧道顶部专用防火板 - Google Patents
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Abstract
本申请属于防火材料技术领域，具体的，本发明涉及一种隧道顶部专用防火板。本发明提供了一种隧道顶专用防火板，按重量份计，其制备原料包括，氧化镁24.5‑30.5份，硫酸镁15‑19份，隔热材料24.2‑30.2份、无纺布0.16‑0.24份，玻纤纤维布1.7‑2.1份，玻璃纤维0.45‑0.55份、微量物质0.08‑0.12份、水38‑42份。所述防火板具有非常出色的防火保温性能，耐温1500度，板材密度在1.05t/m3左右，加以所述防火板厚度为30mm，防火板受火后温度1350度，板材不会出现裂纹，且阻隔热能传递，保证2h内板材背面温度在380度内，彻底保护了板材背面的建筑主体结构，是目前隧道主体结构能达到RWS耐火标准下的首选的防火内衬材料。
Description
技术领域
本申请属于防火材料技术领域，具体的，本发明涉及一种隧道顶部专用防火板。
背景技术
隧道火灾不仅严重威胁人的生命和财产安全，而且可能对交通实施、人类的生产活动造成巨大破坏。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***、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。如果一个隧道真正发生火灾，自动喷水灭火***和防火涂料用途就不是很大了，防火涂料容易老化、脱落；根据世界道路协会(PIARC)的有关报告，大多数国家认为绝大多数隧道火灾发生于油箱和车厢内，自动喷水灭火***作用不大。
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。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，传统隧道板只能在1100度温度的火苗下燃烧保证2小时保持完整性。而目前关于隧道防火板的相关研究的报道不多。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种隧道顶专用防火板，按重量份计，其制备原料包括，氧化镁24.5-30.5份，硫酸镁15-19份，隔热材料24.2-30.2份、无纺布0.16-0.24份，玻纤纤维布1.7-2.1份，玻璃纤维0.45-0.55份、微量物质0.08-0.12份、水38-42份。
作为一种优选的技术方案，按重量份计，其制备原料包括，氧化镁27.5份，硫酸镁17份，隔热材料27.2份、无纺布0.2份，玻璃纤维布1.9份，玻璃纤维0.5份、微量物质0.1份、水40份。
作为一种优选的技术方案，所述隔热材料选自漂珠、硅酸铝粉、硅灰、硅酸钙粉、石英粉、云母粉、石膏粉、珍珠岩粉中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述漂珠、硅酸铝粉和硅灰的重量比为(40-42)：(12-13)：1。
作为一种优选的技术方案，所述微量物质包括磷酸三钠、硼酸、磷酸铝钾中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述磷酸三钠、硼酸和磷酸铝钾的重量比为(5-7)：1：(2-4)。
作为一种优选的技术方案，所述磷酸三钠、硼酸和磷酸铝钾的重量比为6：1：3。
本发明的第二方面提供了所述的隧道顶专用防火板的制备方法，包括以下步骤：(1)配料；(2)铺网格布筑料；(3)滚压；(4)进千层架堆垛；(5)进初凝房升温初凝；(6)脱模；(7)二次养护；(8)烘干，切割包装。
作为一种优选的技术方案，步骤(1)中，将微量物质加入到水中，搅拌溶解后，加入氧化镁、硫酸镁、隔热材料、玻璃纤维，搅拌均匀。
作为一种优选的技术方案，步骤(3)中，在滚压的过程中铺上无纺布和玻璃纤维布。
有益效果：本申请所述氧化镁是天然的防火材料，加以硫酸镁作为胶凝剂，超越普通水泥混凝土的强度，所述漂珠为中空物体，有很好的隔热性能，再加入一定配比的隔热材料，这几种物料相互协同，使得防火板具有非常出色的防火保温性能，耐温1500度，板材密度在1.05t/m3左右，加以所述防火板厚度为30mm，防火板受火后温度1350度，板材不会出现裂纹，且阻隔热能传递，保证2h内板材背面温度在380度内，彻底保护了板材背面的建筑主体结构，是目前隧道主体结构能达到RWS耐火标准下的首选的防火内衬材料。
附图说明
图1为本发明防火板材实物图。
具体实施方式
为了解决上述问题，本发明提供了一种隧道顶专用防火板，按重量份计，其制备原料包括，氧化镁24.5-30.5份，硫酸镁15-19份，隔热材料24.2-30.2份、无纺布0.16-0.24份，玻纤纤维布1.7-2.1份，玻璃纤维0.45-0.55份、微量物质0.08-0.12份、水38-42份。
作为一种优选的实施方式，所述隧道顶专用防火板，按重量份计，其制备原料包括，氧化镁27.5份，硫酸镁17份，隔热材料27.2份、无纺布0.2份，玻璃纤维布1.9份，玻璃纤维0.5份、微量物质0.1份、水40份。
本申请中，所述硫酸镁为七水硫酸镁。
作为一种优选的实施方式，所述隔热材料选自漂珠、硅酸铝粉、硅灰、硅酸钙粉、石英粉、云母粉、石膏粉、、珍珠岩粉中的至少一种；优选的，所述隔热材料为漂珠、硅酸铝粉和硅灰；更优选的，所述漂珠、硅酸铝粉和硅灰的重量比为(40-42)：(12-13)：1；更进一步优选的，所述漂珠、硅酸铝粉和硅灰的重量比为41：12.4：1。
本申请所述无纺布无特别限制，本申请中，所述无纺布为涤纶无纺布。
所述玻璃纤维布是将玻璃拉制成极细的玻璃丝，此时的玻璃丝就具有了很好的柔软性，然后将玻璃丝纺成纱，再通过织布机就可以织成玻璃纤维布。玻璃纤维二氧化硅含量一般在60％以下。玻璃纤维具有耐化学腐蚀、强度高等优点。
作为一种优选的实施方式，本申请玻璃纤维为短切玻璃纤维。所述短切玻璃纤维是石英砂经过高温熔化，采用特制的浸润剂拉制的原丝，经由湿法在线短切，或者产品玻璃纤维短切而成。所述短切玻璃纤维规格为本领域常用的规格。
作为一种优选的实施方式，所述微量物质包括磷酸三钠、硼酸、磷酸铝钾中的至少一种。优选的，所述磷酸三钠、硼酸和磷酸铝钾的重量比为(5-7)：1：(2-4)。更优选的，所述磷酸三钠、硼酸和磷酸铝钾的重量比为6：1：3。
本申请的第二方面提供了所述防火板的制备方法，包括以下步骤：(1)配料；(2)铺网格布筑料；(3)滚压；(4)进千层架堆垛；(5)进初凝房升温初凝；(6)脱模；(7)二次养护；(8)烘干，切割包装。
步骤(1)中，将微量物质加入到水中，搅拌溶解后，加入氧化镁、硫酸镁、隔热材料、玻璃纤维，搅拌均匀；
步骤(3)中，在滚压的过程中铺上无纺布和玻璃纤维布。
步骤(5)中，温度为30-40摄氏度，时间为15-17小时；
步骤(7)中，养护温度为25-30摄氏度，时间为9-12天。
本申请得到的防火板成品中，结晶水的含量在16-18wt％，自由水的含量在7-9％；一定含量的结晶水使得发生火灾时防火板会有水析出，吸热气化，有效降低了释放热值。
所述防火板的厚度为30mm。
(1)本申请所述氧化镁是天然的防火材料，加以硫酸镁作为胶凝剂，超越普通水泥混凝土的强度，所述漂珠为中空物体，有很好的隔热性能，再加入一定配比的隔热材料，这几种物料相互协同，使得防火板具有非常出色的防火保温性能，耐温1500度，板材密度在1.05t/m3左右，加以所述防火板厚度为30mm，防火板受火后温度1350度，板材不会出现裂纹，且阻隔热能传递，保证2h内板材背面温度在380度内，彻底保护了板材背面的建筑主体结构，是目前隧道主体结构能达到RWS耐火标准下的首选的防火内衬材料。
(2)所述防火板钻孔方便，所以用螺栓自钻到主体结构是很方便的，普通大理石切割很容易切割，施工非常快捷。
(3)所述防火板的表面和多种表面涂层容易粘结，所以将所述防火板固定到主体结构后喷涂和滚刷防火涂料十分方便。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例
实施例1
一种隧道顶专用防火板，按重量份计，其制备原料包括，氧化镁27.5份，七水硫酸镁17份，隔热材料27.2份、无纺布0.2份，玻璃纤维布1.9份，短切玻璃纤维0.5份、微量物质0.1份、水40份。
所述隔热材料为漂珠、硅酸铝粉和硅灰，所述漂珠、硅酸铝粉和硅灰的重量比为41：12.4：1。
所述微量物质包括磷酸三钠、硼酸、磷酸铝钾，所述磷酸三钠、硼酸和磷酸铝钾的重量比为6：1：3。
所述防火板的制备方法，包括以下步骤：(1)配料：将微量物质加入到水中，搅拌溶解后，加入氧化镁、硫酸镁、隔热材料、玻璃纤维，搅拌均匀；(2)铺网格布筑料；(3)滚压：在滚压的过程中铺上无纺布和玻璃纤维布；(4)进千层架堆垛；(5)进初凝房升温初凝，温度为35摄氏度，时间为16小时；(6)脱模；(7)二次养护，养护温度为25摄氏度，时间为10天；(8)烘干，切割包装。所述防火板厚度为30mm。
所述防火板在1350度受火恶劣环境下2h，所述防火板无脱落，裂纹，保持完好无损，同时背面温度不超过380度。
实施例2
一种隧道顶专用防火板，按重量份计，其制备原料包括，氧化镁24.5份，七水硫酸镁15份，隔热材料24.2份、无纺布0.16份，玻璃纤维布1.7份，短切玻璃纤维0.45份、微量物质0.08份、水38份。
所述隔热材料为漂珠、硅酸铝粉和硅灰，所述漂珠、硅酸铝粉和硅灰的重量比为41：12.4：1。
所述微量物质包括磷酸三钠、硼酸、磷酸铝钾，所述磷酸三钠、硼酸和磷酸铝钾的重量比为6：1：3。
所述防火板的制备方法，包括以下步骤：(1)配料：将微量物质加入到水中，搅拌溶解后，加入氧化镁、硫酸镁、隔热材料、玻璃纤维，搅拌均匀；(2)铺网格布筑料；(3)滚压：在滚压的过程中铺上无纺布和玻璃纤维布；(4)进千层架堆垛；(5)进初凝房升温初凝，温度为40摄氏度，时间为16小时；(6)脱模；(7)二次养护，养护温度为30摄氏度，时间为10天；(8)烘干，切割包装。
所述防火板厚度为30mm。
所述防火板在1350度受火恶劣环境下2h，所述防火板无脱落，裂纹，保持完好无损，同时背面温度不超过380度。
对比例1
一种隧道顶专用防火板，具体实施方式同实施例1，不同点在于，所述隔热材料为漂珠和硅灰，所述漂珠和硅灰的重量比为41：1。
测试结果：所述防火板在1350度受火恶劣环境下2.0h，所述防火板有裂纹。
对比例2
一种隧道顶专用防火板，具体实施方式同实施例1，不同点在于，所述隔热材料为漂珠、硅酸铝粉和硅灰，所述漂珠、硅酸铝粉和硅灰的重量比为41：6：1。
测试结果：所述防火板在1350度受火恶劣环境下2.0h，所述防火板有裂纹。
对比例3
一种隧道顶专用防火板，具体实施方式同实施例1，不同点在于，所述隔热材料为漂珠、硅酸铝粉和硅灰，所述漂珠、硅酸铝粉和硅灰的重量比为41：30：1。
测试结果：所述防火板强度松散。
对比例4
一种隧道顶专用防火板，具体实施方式同实施例1，不同点在于，所述硅酸铝粉替换为海泡石粉。
测试结果：所述防火板在1350度受火恶劣环境下2.0h，所述防火板有裂纹。
通过上述实施例和对比例可以看出，在所述制备原料的相互协同下，得到耐火性能好的防火板，推测是硅酸铝可以和水化产生的氢氧化物产生胶凝特性。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种隧道顶专用防火板，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括，氧化镁24.5-30.5份，硫酸镁15-19份，隔热材料24.2-30.2份、无纺布0.16-0.24份，玻纤纤维布1.7-2.1份，玻璃纤维0.45-0.55份、微量物质0.08-0.12份、水38-42份。
2.如权利要求1所述的隧道顶专用防火板，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括，氧化镁27.5份，硫酸镁17份，隔热材料27.2份、无纺布0.2份，玻璃纤维布1.9份，玻璃纤维0.5份、微量物质0.1份、水40份。
3.如权利要求1或2所述的隧道顶专用防火板，其特征在于，所述隔热材料选自漂珠、硅酸铝粉、硅灰、硅酸钙粉、石英粉、云母粉、石膏粉、珍珠岩粉中的至少一种。
4.如权利要求3所述的隧道顶专用防火板，其特征在于，所述漂珠、硅酸铝粉和硅灰的重量比为(40-42)：(12-13)：1。
5.如权利要求1或2所述的隧道顶专用防火板，其特征在于，所述微量物质包括磷酸三钠、硼酸、磷酸铝钾中的至少一种。
6.如权利要求5所述的隧道顶专用防火板，其特征在于，所述磷酸三钠、硼酸和磷酸铝钾的重量比为(5-7)：1：(2-4)。
7.如权利要求5或6所述的隧道顶专用防火板，其特征在于，所述磷酸三钠、硼酸和磷酸铝钾的重量比为6：1：3。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的隧道顶专用防火板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配料；(2)铺网格布筑料；(3)滚压；(4)进千层架堆垛；(5)进初凝房升温初凝；(6)脱模；(7)二次养护；(8)烘干，切割包装。
9.如权利要求8所述的隧道顶专用防火板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将微量物质加入到水中，搅拌溶解后，加入氧化镁、硫酸镁、隔热材料、玻璃纤维，搅拌均匀。
10.如权利要求9所述的隧道顶专用防火板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在滚压的过程中铺上无纺布和玻璃纤维布。
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