阻燃聚合物改性水泥基复合板材的防火性能

张 通, 闫治国, 杨正龙, 朱合华

(1.同济大学 土木工程防灾国家重点实验室, 上海200092; 2.同济大学 土木工程学院, 上海 200092; 3.同济大学 材料科学与工程学院, 上海 201804)

随着温度的上升,混凝土结构会发生复杂的理化反应[1],包括水热反应、骨料脱水及分解和氢氧化钙的解离等,并常伴随着混凝土表面爆裂性的剥落和混凝土结构性能的急剧下降,当混凝土结构的温度达到800℃以上时,构件就基本丧失了荷载承载能力[2],这对地下结构的承载力和可靠性造成了极大的威胁.

目前,国内外针对隧道衬砌结构防火问题,采用的方法主要是被动式防火.Everson等[3]制备了一种新型环氧复合防火板材,并通过明火试验评估了其耐火性能;Christke等[4]提出了一种基于多层聚合物的金属层压板系统,其可提供的高温保护优于传统的膨胀涂层防护材料;Qiu等[5]系统地阐述了膨胀涂料和非膨胀涂料在不同尺寸材料组装的阻燃机理;韩君等[6]和王玲玲等[7]分别通过等效导热系数测试和隔热性能试验,探究了升温机制等对膨胀型防火涂层隔热性能的影响.然而,施作防火板和喷涂防火涂料等方法会遮挡衬砌表面,阻碍运营期对衬砌结构病害的及时监测和服役状态的评估.因此,近年来通过在混凝土结构内部掺加聚合物纤维来提高混凝土结构防火性能的方法受到广泛关注.Matthias等[8]发现聚丙烯纤维的用量对火灾荷载下混凝土的剥落行为有很大的影响;Zhang等[9]进一步阐释了聚合物纤维……