CN112010583A - 一种地铁隧道疏散平台用的复合板材 - Google Patents

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徐大龙
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Abstract

一种地铁隧道疏散平台用的复合板材，属于地铁隧道建设用复合材料的技术领域，按质量百分比计，包括以下原料：玻璃纤维无捻粗纱和/或缝编毡60％～85％、酚醛树脂7.5％～20％，固化剂0.45％～1.2％，偶联剂0.375％～1％，氢氧化铝1.5％～4％，氢氧化镁1.8％～4.8％，脱模剂0.525％～1.4％，工业甲醇1.5％～4％，氧化铁0.6％～1.6％，水0.75％～2％。本发明地铁隧道疏散平台用的复合板材抗压强度高，对比传统水泥基、混凝土疏散平台，本发明地铁隧道疏散平台用的复合板材能够做到在同尺寸厚度条件下，自重约为水泥基的1/5、混凝土的1/8，抗压强度却为水泥基的2倍、混凝土的5倍。

Description

一种地铁隧道疏散平台用的复合板材
技术领域
本发明属于地铁隧道建设用复合材料的技术领域，涉及一种地铁隧道疏散平台用的复合板材，具有强度高、绝缘性好、抗酸碱腐蚀性强的优势。
背景技术
常规的混凝土疏散平台自身耐腐蚀性差，抗弯强度弱，在实际运营过程中，因受杂散电流的腐蚀、湿度浸泡、隧道口结冰冻胀等自然情况的影响，自身性能会逐步老化，强度逐渐降低，会出现开裂、掉块等风险，很大可能会发生轨行区脱落异物等重大行车安全隐患，且一旦发生区间火灾，乘客可能受到二次伤害，存在较大安全隐患。并且施工安装与运营后的维护保养还存在以下问题：
1、混凝土疏散平台在建设施工阶段工艺复杂，需要植筋、防迷流焊接、立模、浇筑、养护等施工程序，施工难度大，安装效率低。
2、混凝土疏散平台在投入使用5年左右开始进行状态修，需要填缝、补块，投入使用25年左右开始局部大修，一旦进入局部大修阶段，需要进行混凝土的二次养护，养护时间需要20天左右(此期间不能行走，踩踏)。
3、全周期生命成本主要包括产品成本、施工安装费用以及后期运营维护费用。混凝土疏散平台自身材料简单，生产制造成本相对较低，但施工困难，人工费高，施工费用占比大。此外，在投入使用5年至25年期间，维修所生产的费用呈逐年增长趋势，以10公里疏散平台(2500元/公里) 使用5年至25年计算，需要费用预计50万元；在投入使用25年至50年期间，需要大面积预制更换，保守估计25年按更换总长度的25％计算，需要费用预计100万，后期运营维护费用预计150万(在供货成本上提高40％以上)。
近年来，复合材料(树脂基)疏散平台作为新材料凭借自身强度高、绝缘性好、抗酸碱腐蚀性强等性能优势，已成功在北京、上海、广州、南京、长春等10余家地铁得到广泛应用。复合材料疏散平台是以酚醛树脂为基体材料，玻璃纤维无捻粗纱为增强材料，采用拉挤工艺制成。主要由平台踏板、支架、扶手、步梯及其他部件等组成，经专用连接件组装后安装在地铁隧道内或高架线路上。2020年初，城市轨道交通协会发布《地铁区间疏散平台技术规范》的征求意见稿，规范中明确建议隧道内平台踏板宜选用树脂基复合材料，意味着复合材料疏散平台的应用趋势已进入成熟、快速发展阶段。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种可以安全系数高的地铁隧道疏散平台用的复合板材，以酚醛树脂为基体材料，玻璃纤维无捻粗纱为增强材料，不开裂、掉块，绝缘且抗腐蚀性能强，抗弯强度高，不扭曲变形，整体稳定性极高，大大增加了安全保障系数。
本发明为实现其目的采用的技术方案是：
一种地铁隧道疏散平台用的复合板材，按质量百分比计，包括以下原料：玻璃纤维无捻粗纱和/或缝编毡60％～85％、酚醛树脂7.5％～20％，固化剂0.45％～1.2％，偶联剂0.375％～1％，氢氧化铝1.5％～4％，氢氧化镁 1.8％～4.8％，脱模剂0.525％～1.4％，工业甲醇1.5％～4％，氧化铁0.6％～1.6％，水0.75％～2％。按质量比计，优选缝编毡：玻璃纤维无捻粗纱＝12:88。
所述的固化剂为环氧树脂固化剂或酚醛树脂固化剂。优选酚醛树脂固化剂SGH01、酚醛树脂固化剂213-3、酚醛树脂固化剂PF7301中的一种或任意组合。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂 KH570中的一种或任意组合。
所述的脱模剂为环氧树脂脱模剂JD-909A，酚醛拉挤脱模剂 TL-721-ZL、酚醛拉挤脱模剂213-4中的一种或任意组合。
所述的缝编毡为无碱玻璃纤维短切毡，规格380g/m2。无碱玻璃纤维短切毡(缝编毡)是将连续玻璃纤维短切后，无定向均匀分布，然后用涤纶纱缝编而成的织物，该产品具有分布均匀、各向同性、树脂浸透速度快、覆盖性能好的特点。
本发明的有益效果是：
1、抗压强度高，对比传统水泥基、混凝土疏散平台，本发明地铁隧道疏散平台用的复合板材能够做到在同尺寸厚度条件下，自重约为水泥基的 1/5、混凝土的1/8，抗压强度却为水泥基的2倍、混凝土的5倍。
2、在运营后的维修养护方面，可以免维护维修，如遇因外力导致复合板材组装的平台破损等突发情况，只需要现场拆装，1晚便可完成所有维修任务。
3、因材料的高性能，所以成本相对较高，但施工简单，人工费低，施工费用占比小，一次性安装成型，后期运营免维护，不产生额外费用，可以高效的保障地铁安全运营。
4、氢氧化铝起阻燃剂的作用，可以防止产品发烟、不产生滴落物与有毒气体。氢氧化镁起阻燃剂的作用。工业甲醇采用浓度≥95％的，作用是降低酚醛树脂的粘性。氧化铁的作用是着色。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
一、具体实施例
实施例1
玻璃纤维无捻粗纱52.8％、缝编毡7.2％、酚醛树脂20％，酚醛树脂固化剂PF73011.2％，硅烷偶联剂KH550 1％，氢氧化铝4％，氢氧化镁4.8％，酚醛拉挤脱模剂213-41.4％，浓度为96％的工业甲醇4％，氧化铁1.6％，水2％。
实施例2
玻璃纤维无捻粗纱61.6％、缝编毡8.4％，酚醛树脂15％，酚醛树脂固化剂SGH010.9％，硅烷偶联剂KH560 0.75％，氢氧化铝3％，氢氧化镁 3.6％，酚醛拉挤脱模剂TL-721-ZL 1.05％，浓度为95％的工业甲醇3％，氧化铁1.2％，水1.5％。
实施例3
玻璃纤维无捻粗纱70.4％、缝编毡9.6％，酚醛树脂10％，酚醛树脂固化剂213-30.6％，硅烷偶联剂KH570 0.5％，氢氧化铝2％，氢氧化镁2.4％，酚醛拉挤脱模剂213-40.7％，浓度为96％的工业甲醇2％，氧化铁 0.8％，水1％。
实施例4
玻璃纤维无捻粗纱74.8％、缝编毡10.2％，酚醛树脂7.5％，酚醛树脂固化剂PF7301 0.45％，硅烷偶联剂KH550 0.375％，氢氧化铝1.5％，氢氧化镁1.8％，环氧树脂脱模剂JD-909A 0.525％，浓度为95％的工业甲醇 1.5％，氧化铁0.6％，水0.75％。
二、性能试验
1、本发明复合板材的性能指标
(1)耐久性根据GB50068测定
(2)防火性测定：总热值试验：按GB/T 14402的规定进行；
燃烧增长率指数试验：按GB/T 20284的规定进行；
火焰横向蔓延长度：按GB/T 20284的规定进行；
时间为600s时的总放热量试验：按GB/T 20284的规定进行；
产烟量试验：按GB/T 20284的规定进行；
烟气生成速率指数试验：按GB/T 20284的规定进行；
600s内总产烟量试验：按GB/T 20284的规定进行；
600s内无燃烧滴落物/微粒试验：按GB/T 20284的规定进行；
产烟毒性试验：按GB/T 20285的规定进行；
性能指标结果参见表1。
表1
Figure BDA0002668654770000051
Figure BDA0002668654770000061
2、本发明复合板材检验检测结果
准备17组本发明复合板材，检查样品状态无裂纹，委托河北浩正检测服务有限公司进行检测，主检设备：电子万能试验机、电子简支梁冲击试验机、热变形维卡软化点温度测定仪、水平垂直燃烧试验机、电子天平、电阻炉，检验检测项目、检验检测依据、检验检测结果详见表2。
表2
Figure BDA0002668654770000062
Figure BDA0002668654770000071
注：检验检测结果为平均值。

Claims (5)

1.一种地铁隧道疏散平台用的复合板材，其特征在于，按质量百分比计，包括以下原料：玻璃纤维无捻粗纱和/或缝编毡60％～85％、酚醛树脂7.5％～20％，固化剂0.45％～1.2％，偶联剂0.375％～1％，氢氧化铝1.5％～4％，氢氧化镁1.8％～4.8％，脱模剂0.525％～1.4％，工业甲醇1.5％～4％，氧化铁0.6％～1.6％，水0.75％～2％。
2.根据权利要求1所述的一种地铁隧道疏散平台用的复合板材，其特征在于，所述的固化剂为环氧树脂固化剂或酚醛树脂固化剂。
3.根据权利要求1所述的一种地铁隧道疏散平台用的复合板材，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的一种或任意组合。
4.根据权利要求1所述的一种地铁隧道疏散平台用的复合板材，其特征在于，所述的脱模剂为环氧树脂脱模剂JD-909A，酚醛拉挤脱模剂TL-721-ZL、酚醛拉挤脱模剂213-4中的一种或任意组合。
5.根据权利要求1所述的一种地铁隧道疏散平台用的复合板材，其特征在于，所述的缝编毡为无碱玻璃纤维短切毡，规格380g/m2。
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