隧道防火涂料粘结性能的研究进展 摘要：随着公路隧道的修建规模日趋扩大，隧道防火涂料的应用日趋广泛，其中隧道防火涂料的粘结性能尤为值得关注，本文综述了现阶段隧道防火涂料粘结性能在国内外的研究进展和方式，并分析评价亟需解决的缺乏和缺陷，提出了隧道防火涂料的粘结性能的未来开展方向关键词：粘结强度；隧道防火涂料；膨胀型；非膨胀型；改性隧道防火涂料是专门保护隧道混凝土结构免受火灾烧损而专门设计的一类专用防火涂料，它喷涂在隧道内拱顶和侧壁的衬砌外表，起防火隔热保护作用隧道防火涂料主要由粘合剂、耐火填料、阻燃剂和助剂组成发挥防火隔热保护作用的前提是它与混凝土衬砌具有良好的黏结力和附着力由于隧道防火涂料的使用环境不同于其他防火涂料，应耐潮湿，且经受住车辆通过时产生的强吸风及震动、噪声，耐久性应满足设计年限要求根据交通运输行业开展统计公报〔如下列图〕，截至2021年，全国公路隧道16229处、1528.51万米，增加1048处、124.54万米，其中特长隧道902处、401.32万米，长隧道3841处、659.93万米我国现已成为世界上隧道和地下工程最多，隧道结构最复杂，隧道建设开展速度最快的国家1】1国内外研究现状国内外评价隧道防火涂料性能主要是围绕耐火极限和粘结强度两个方面，而研究粘结性能主要从防火涂料的组成结构、改性和工作环境切入。
在涂料结构和改性上，厦门大学罗伟昂等【1】通过借助聚合物对涂层组分中的层状矿材料进行插层处理原理，采用高分子聚合物改性硅酸盐、磷酸盐无机粘结剂，再配合硅酸铝纤维的增强作用制备出高性能隧道防火涂料拥有抗张、抗弯曲性能；柔性聚合物的存在提高了隧道防火涂料对自然环境上下温变化的耐受性；提高水化粘结作用涂层厚度为22mm时，耐火时间达198min，粘结强度为03MPa湖南大学周波等人【2】研究了各组分对单组份膨胀型隧道防火涂料耐火极限和粘结强度的影响，得出对涂料粘结性影响最大的是粘结剂，其次是填料，主次顺序为：粘结剂>填料>发泡材料>阻燃剂填料、发泡材料、阻燃剂含量与粘结强度呈现负相关现象借助正交实验结果并改进防火涂料配合比后粘结强度均超过0.5MPa，满足GB283752021标准要求的015MPa以上强度〔如右表〕3】福州大学周骏宇，季韬等人【4】通过掺入PVA、聚丙烯纤维和硅烷基粉末改性物质比照了膨胀型型隧道防火涂料宏观和微观性能的变化实验结果说明掺入的改性物质能提高涂料的粘结强度，但是提升并不明显湖南大学向青松等人【5】结合膨胀型和非膨胀型隧道防火涂料特征，参加硅酸铝纤维陶瓷材料，经屡次优化试验配比，结果显示普通硅酸盐水泥、高铝水泥、可再分散乳胶粉分别占涂料总量的27%、6%、2%时粘结抗拉强度可到达0.69MPa，冻融循环试验后涂层无脱落。
颜龙，徐志胜【6】开发研究耐烃类火灾NPD型膨胀隧道防火涂料的耐火和粘结性能，以硅丙乳液作为粘结剂，通过先确定最优硅丙乳液用量，再掺加纳米TiO2，能不同程度的提高防火涂料的耐水性和粘结性，其中纳米TiO2的掺加质量占比为0.9%时，防火涂料的耐水极限和粘结强度到达24天和0.35MPa从工作环境上，荷兰的F.W.J.vandeLinde，B.J.vanderWoerd，L.Mulder【7】研究了在钻孔隧道中防火石膏涂料的實验和测试评估，在theGroeneHartTunnelandtheWesterscheldeTunnel对不同龄期的石膏防火层粘拉测试，结果说明随着水化程度的加剧石膏防火层与混凝土衬砌之间的粘结拉伸强度也在及时增长，并且在theGroeneHartTunnel，粘结拉伸强度显著高于由高速列车通过引起的2KPa的吸附荷载浙江工业大学严熙等人[8]分析了环境因素〔湿度、温度〕和界面剂对非膨胀型隧道防火涂料宏观抗拉性能及微观结构特征的影响环境温度在一定范围内能提高粘结抗拉强度，超过15℃之后温度使隧道防火涂料中的水分蒸发消失致使生成的水化硅酸钙等凝胶含量降低，粘结强度下降；而环境湿度、掺入的三种界面剂〔乳胶粉、苯丙乳液、聚醋酸乙烯乳液〕均能显著提高涂料粘结性能。
蒲韡，翁文龙等人[9]研究了衬砌干湿程度对非膨胀型隧道防火涂料粘结性能的影响通过张拉实验显示衬砌湿润程度与粘结强度负相关，认为基层外表潮湿或处于饱和状态时，易形成外表水膜经水化反响后首先在水膜中生成钙矾石和氢氧化钙晶体，阻止了水化硅酸钙〔CSH〕凝胶的形成及其与基层外表的接触，使得粘结应力降低2研究的缺乏隧道防火涂料按作用机理分为有机膨胀型和无机非膨胀型涂料两类目前有机膨胀涂料的碳质泡沫层耐久性问题突出，降低了防火隔热性能；无机物构成的喷涂料，主粘结剂为无机硅酸盐，极易吸水使涂层受潮；汽车排放的酸性尾气长期腐蚀防火涂层外外表涂层较厚且自重较大，要使密度到达≤05g/cm3的国家标准，往往要牺牲涂层的抗压强度，耐水性能一般；通过改性隧道防火涂料的研究实用成果较少；阻燃消烟防火涂料的研制开发不多；防火涂层的老化、失效、绿色环保，也是值得深入研究的课题1】3结论在隧道防火涂料粘结性能的研究中，从组成结构和工作环境两个方面提升粘结强度，通过掺加改性物质增强涂料粘结应力是科学的综合膨胀型和非膨胀型隧道防火涂料的特征，采用非膨胀型的、无污染的、耐久性好的水性有机——无机复合涂料的研究技术路线是未来研究的重要方向。
随着相关的隧道防火涂料标准与混凝土防火标准的修订和完善，新材料和新工艺的运用，隧道防火涂料的研究前景将变得更宽阔参考文献：【1】罗伟昂，谢聪，许一婷，等.防火涂层材料研究及产业化中的关键技术开发的研究进展[J].厦门大学学报〔自然科学版〕，2021，50〔2〕：365377.【2】周波.单组份环保型了隧道防火涂料[D].湖南大学，2021.【3】中国国家标准2021混凝土结构防火涂料[S].北京：中国标准出版社，2021.【4】周骏宇，季韬，郑登登，等.PVA、聚丙烯纤维和硅烷基粉末对隧道防火涂料性能的影响[J].福州大学学报：自然科学版，2021，45〔4〕：535541.【5】向青松.复合型隧道防火涂料及性能研究[D].湖南大学，2021.【6】颜龙，徐志胜.户外耐烃类火灾膨胀型隧道防火涂料的制备及性能研究[J].中国平安生产科学技术，2021〔10〕：118123.【7】F.W.J.vandeLinde，B.J.vanderWoerd，L.Mulder.Experienceandtestsofthefireresistantplastercoatinginboredtunnels.Taylor&FrancisGroup，London，ISBN9780415475358.[8]严熙.环境因素及界面剂对非膨胀型隧道防火涂料粘结强度影响研究[D].浙江工业大学，2021.[9]蒲韡，翁文龙，赵琦敏，等.衬砌枯燥程度对隧道防火涂料粘结性能的影响研究[J].江西科学，2021，35〔2〕：301304.。