防火砂浆的制作方法
【专利摘要】一种用于制备防火砂浆的组合物，包含45至70重量%的水泥结合料，8至20重量%的方解石，8至20重量%的云母，0至5重量%的硬硅钙石，0.1至20重量%的膨胀珍珠岩，0.1至10重量%的纤维，0.01至2重量%的引气剂和发泡剂，0.01至2重量%的加工助剂。
【专利说明】防火砂浆
【技术领域】
[0001]本发明涉及防火砂浆及其在防火中的应用。
【背景技术】
[0002]在荷兰，Rf RWS火灾曲线被用于隧道防火。它建立在实际发生的由隧道中的油罐车引发的隧道火灾基础上，该火灾可导致严重的混凝土碎列，从而损坏隧道的稳定性。因此隧道的混凝土衬砌必须受到保护，以确保公众的通行和安全。在Rf RWS测试中，火灾曲线在约5min内达到约1200°C，然后在60min内逐渐地渐进地增加到1350°C，随后在120min内缓慢地降至1200°C。对于沉埋式隧道，测试标准允许混凝土表面的最高温度(Tmax)达至|J 380°C，并且在混凝土表面以内25mm处至仅250°C。对于钻孔式隧道，Tmax不能超过200-250°C (参见Both等，TNO Centre for Fire Research ;和Tan等，Ministry of PublicWorks，荷兰)。目前，这一规范在其他国家越来越多地被用作隧道防火标准，例如，在比利时、斯堪的纳维亚半岛国家、韩国以及最近在美国等。Rf HCM条件与Rf RWS曲线类似，在法国适用(图1)。
[0003]因此，被用作隧道防火的材料必须能够抵抗热冲击、耐隧道清洗磨损，并且对冻/融侵害不敏感。更佳地，它应当是不含石英的并且是低能耗的，以利于环保低碳。
[0004]市场上能获得的只有极少的几个商业喷涂剂能够抵抗这样的Rf RWS条件。它们是保全公司(Promat)的 CAFCO FENDOLITE MII> Thermal Ceramics 的 FireBarrierl35 以及巴斯夫公司(BASF)的 Meyco Fireshield 1350。
[0005]MBT控股公司(MBT Holding)的EP O 986 525公开了一种喷涂组合物，主要包含水泥质的结合料、热处理的贝壳砂和喷涂操作必须的添加剂。该砂浆在市场上可购买到，商品名称Meyco Fireshield 1350，固化后密度约为1500kg/m3。这一材料能通过Rf RWS的测试，但是需厚度在40到50mm。密度高和厚度大联合起来导致喷涂操作非常困难，特别是当喷涂需要覆盖复杂的轮廓时，例如钢材框架。
[0006]热陶瓷公司(Thermal Ceramics)的EP I 001 000描述了一种喷涂剂，称适用于隧道，它含有在高温下释放烟雾的锯屑。这一材料在市场上的名称为Fire Barrier 135。它使用铝酸盐水泥和高岭土，固化后密度约为1100kg/m3，不仅价格贵而且在如此程度的强热下会起皱破裂，想通过Rf RWS测试必须喷涂到38.5mm的厚度，由荷兰TNO火灾实验室测试。
[0007]保全公司(Promat)的用于隧道防火的防火材料，在市场上比较有名。保全公司的EP I 326 811教示了一种防火板，组分为铝酸盐水泥、硬硅钙石、功能性填充料和添加剂。其在Rf RffS条件下表现出了优异的性能，然而它使用大量的铝酸盐水泥作为结合料，原材料的成本和能量损耗非常高。另一方面，CAFCO FENDOLITE? MII是保全公司的另一款符合Rf RWS条件的的喷涂剂。它主要包括OPC和剥分蛭石(exfoliated vermiculite)。这一防火喷涂剂已在全世界使用，但是优质蛭石的供应越来越困难。已知只有几个蛭石矿是不含石棉的，由于工业开发的结果它们的存量日趋下降，市场价格正在飙升。[0008]CN 101863640 A提供了一种环境友好型隧道用有色耐火涂层，包含如下重量份数的组分:10-50份的水泥，40-90份的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和轻质碳酸钙，1-10份的无机矿物纤维，5-30份的阻燃剂体系，0.1-5.0份的橡胶粉，0.5-3.0份的减水剂、引气剂和发泡剂以及0.5-2.0重量份无机颜料。
[0009]下表为上述文本披露的数值范围。取这些范围的均值，总计123.5份，并在最后一列标准化为重量％(wt%)。
【权利要求】
1.一种用于制备防火砂浆的组合物，包含: -45至70重量％的水泥结合料， -8至20重量％的方解石， -8至20重量％的云母， -O至5重量％的硬娃钙石， -0.1至20重量％的膨胀珍珠岩， -0.1至10重量％的纤维， -0.01至2重量％的引气剂和发泡剂， -0.01至4重量％的加工助剂。
2.如权利要求1所述的组合物，其中所述水泥结合料选自下组: 波特兰水泥(CEM I)、波特兰复合水泥(CEM II)、变晶熔渣水泥(CEM III)、火山灰水泥(CEM IV)、其他复合水泥(CEM V)及其组合。
3.如权利要求1或2所述的组合物，其中所述水泥结合料包括铝酸钙水泥、硫铝酸盐水泥及其组合。
4.如权利要求1至3所述的组合物，其中所述纤维选自下组:PP纤维、PVA纤维、纤维素纤维、玻璃纤维包括耐碱玻璃纤维、岩棉、矿棉、钢纤维及其组合。
5.如权利要求1至4所述的组合物，其中所述膨胀珍珠岩被选自下组的填料部分地或者全部地替代:浮石、泡沫玻璃、膨胀粘土、电厂粉煤灰制成的中空陶瓷球、剥分蛭石及其组口 ο
6.如权利要求1至5任一所述的组合物，其中所述加工助剂选自下组:缓凝剂、促凝剂、超塑化剂、泵送剂、保水剂、触变剂、防水剂、水性再分散聚合物(water bornre-dispersible polymers)及其组合。
7.如权利要求1至6任一所述的组合物，其中所述纤维平均长度小于15mm。
8.如权利要求1至7任一所述的组合物，其中所述方解石粒径小于200μ m(按重量计d90)。
9.一种防火砂浆，所述防火砂浆通过将如权利要求1至8任一所述的组合物和水混合而获得， 较佳地通过混合以下组分而制成: -30至70重量％的权利要求1至8所述的组合物，和 -70至30%的水。
10.一种防火产品，特征在于，所述防火产品通过喷涂权利要求9所述的防火砂浆制得，或 通过将权利要求9所述的防火砂浆铸造制得。
11.如权利要求10所述的防火产品，其中所述铸造包括选自下组的成形工艺:滤压法、流浆法和马尼亚尼工艺。
12.如权利要求10或11所述的防火产品，其特征在于，所述防火产品的堆积密度低于1200kg/m3，较佳地在 500-1000kg/m3。
13.一种提供防火体系的方法，包括 -将权利要求9的砂浆喷涂于基质上，和/或-将权利要求11或12所述的防火产品铸件固定于基质上。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括在砂浆中埋置金属网或塑料网。
15.如权利 求1至8任一项所述的组合物的用途，用于制备防火砂浆。
【文档编号】C04B28/04GK103964776SQ201410042301
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2013年2月5日
【发明者】吴晓, 安·奥普索美尔 申请人:保全研究与技术中心