隧道防火涂料的研究现状.pdf

第4卷第12期2004年12月科学技术与工程VoI．4No．12Dec．2004
1671—1815(2004)12—1041—06ScienceTechnologyandEngineering⑥2004Sci．Tech．Engng．

隧道防火涂料的研究现状

程小伟姚亚东尹光福游潘丽
(四川大学材料科学与工程学院，成都610064)

摘要简述了隧道火灾特点和危害性，讨论了隧道防火涂料的检测方法、防火原理。认为隧道防火涂料既要
满足隧道防火设计要求，又要具有较高的性价比，适合我国国情，并鼓励研究和推广。同时介绍了隧道防火
涂料的研究、使用现状，对隧道防火涂料的发展方向提出了建议。
关键词隧道防火涂料防火机理
中图法分类号TQ637．6；文献标识码A

随着社会的发展，大城市地面交通显然不能适都有油箱，如果汽油燃烧将加剧火势发展[1。
应城市发展的要求，所以地下铁路便应运而生。同(3)火灾扑救困难_l隧道发生火灾，消防
时城市间的物资流通、人际交往，促成出现了大量的人员进攻道路缺乏，很难接近火源进行扑救。如发
公路隧道和铁路隧道[1很多隧道在承担交通运输生在整条隧道中心，即使从隧道口进入到火灾现场
的同时还是光缆、电力电缆甚至输油管的通道，因有时也有很长距离，加之缺乏照明，扑救更加困难，
此，隧道火灾事故是经济损失最大、抢救最难、中断而长距离隧道火灾，进行内部灭火几乎是不可能

行车时间最长的交通事故[3]。加强隧道和地下铁，’的引。
路的防火工作刻不容缓[6]。隧道防火涂料是专门针1．2隧道火灾对隧道的危害
对隧道墙壁和拱顶在火灾中免受烧损而专门设计的隧道砌体指的是钢筋混凝土和砖石等垒筑材

一种专用防火涂料]。料，这些砌体构成隧道的墙壁和拱顶结构[1。一旦
遇到隧道火灾，石块的主要成分碳酸钙在温度达到
l隧道火灾的特点及危害825oC就热解成氧化钙和二氧化碳。氧化钙的强度
1．1隧道火灾特点远远不及碳酸钙[1引。在隧道结构中尽管混凝土本
(1)烟雾大，温度高，排烟困难[8-11隧道等身具有良好的抗热性，但当混凝土达到一定的温度
地下工程内一旦发生火灾，由于空间小，近似于密闭时，其强度开始下降，美国国家标准和测试协会
状态，燃烧产生的热量不易散发，火灾可能将照明系(NIST)指出，普强混凝土(CSC)温度达到300℃时，
统破坏，能见度低，给扑救火灾和疏散人员带来了困强度损失为10～209／6；温度达600℃时，强度损失
难引。为60％～75，高强混凝土(HSC)在450℃时，抗压
(2)疏散困难[1。隧道横断面小，道路狭强度损失达到40，当温度达到600℃时，抗压强度
窄，发生火灾时除了人员疏散困难以外，物资疏散也损失约为75。随着强度的逐步丧失，将会导致隧
极其困难。车辆要一辆接一辆疏散几乎是不可能道等地下结构的坍塌。火灾扑灭后，混凝土冷却时，
其强度将进一步降低[1。
的，同时火灾在车辆之间的蔓延也比较快，且每辆车
在隧道火灾的烈火中，随着结合水变成水蒸汽，
混凝土内压力上升，由于混凝土结构致密，水蒸汽不
2004年8月23日收到教育部优秀青年教学科研奖励计划
(2002123)，四川省杰出青年基金(2001—2)资助能有效散发。当压力超过其强度时，表层便出现爆
第一作者简介：程小伟，男，1977年生，陕西西安人，硕士研究生，裂，同时新裸露的混凝土又暴露于高温之中，从而
从事无机非金属材料研究。引发进一步的爆裂[2。例如：英伦海峡隧道发生火
*通讯作者简介：尹光福，Email：[e-mail]电话：灾后，损害最严重的地方，原有450mm厚的混凝土
O28—85413003
只剩下了40mm。消防队的报告表明，混凝土的爆

科学技术与工程4卷

裂不仅炸伤了消防队员，而且阻塞了安全疏散线化l_2。也可以将难燃剂添加到涂料中去，增加涂层
路l_2。随钢筋表面的温度超过250℃，钢筋的强度的难燃性。还可以采用无机的粘合剂作为涂层的成
也开始下降。温度达到600℃时，钢筋的屈服强度膜物质来实现涂层的不燃性。
和极限应力下降到常温下钢材屈服应力和极限应力以上为防火涂料的防火基本原理，以涂层的具
的I／3以下。在纵向和横向的压力下，钢结构不可体使用性能为目标，此两者的结合，就是防火涂料的
避免地扭曲变型、垮塌毁坏l_2。基本原理。
2．2隧道防火涂料的基本组成[29]
2隧道防火涂料
(1)主粘接剂应满足隧道所处的潮湿的环
2．1隧道防火涂料的防火基本原理境，固化后粘接强度高。高温时该粘接剂强度损失
从燃烧的条件知道，要使燃烧不能进行，必须将小，且耐冲击、耐冷热循环。
燃烧的三个要素中的任何一个因素隔绝开。如果以(2)辅助粘结剂是隧道防火涂料的骨架成
难燃或者不燃的涂料将可燃物表面封闭起来，