建筑學(xué)中把橫截面積超過30m2的地下人工建造的通道定義為隧道。從最近報道來看,我國的鐵路隧道已超過6875座,總長度3700多公里,公路隧道超過1780座,總長度近800km,均為世界第一。隧道不僅承擔(dān)著交通運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù),還起著光纜、電纜甚至是輸油管、輸水管通道的功能。雖然作為隧道內(nèi)主體建筑的鋼筋混凝土構(gòu)件是不燃性材料,但隧道火災(zāi)具有燃燒后周圍溫度升高較快、持續(xù)時間長,著火范圍較大、消防撲救與進(jìn)入困難等特點(diǎn)。在火災(zāi)發(fā)生的短時間內(nèi),隧道內(nèi)著火現(xiàn)場的局部溫度會迅速升至1000℃,隨著溫度的持續(xù)升高,混凝土內(nèi)結(jié)合水變成蒸汽膨脹,產(chǎn)生壓力,導(dǎo)致混凝土表層發(fā)生炸裂,產(chǎn)生大的塌陷,隧道襯砌和結(jié)構(gòu)也受到破壞,加劇了疏散和救援人員的生命危險,其直接損失和間接損失巨大。隨著我國長隧道及特長隧道的不斷增多,隧道的結(jié)構(gòu)防火保護(hù)已經(jīng)是一個重要的研究課題。
隧道結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的目的是:采取一定措施,使隧道的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)發(fā)生時保持完整性與穩(wěn)定性,從而大大減少火災(zāi)事故造成的生命財(cái)產(chǎn)損失,縮短工程修復(fù)時間。在隧道消防技術(shù)中,主要有以下防火措施:即提供不計(jì)人結(jié)構(gòu)剖面的額外混凝土厚度、在混凝土中添加聚丙烯纖維、安裝噴淋滅火系統(tǒng)、在隧道襯體上粘貼隧道專用防火板材、在隧道襯體上噴涂防火涂料等。每種措施各有其特點(diǎn),從性價比和施工的方便性考慮,隧道防火涂料是隧道防火保護(hù)的最佳選擇。
隧道防火涂料是針對隧道墻壁和拱頂在火災(zāi)中免受燒損而專門設(shè)計(jì)的一類專用防火涂料。目前,隧道防火涂料主要有兩大類,硅酸鹽無機(jī)隧道防火涂料和環(huán)氧樹脂類有機(jī)隧道防火涂料。國內(nèi)對隧道防火涂料的研究,以無機(jī)硅酸鹽隧道防火涂料為主。
隧道防火涂料通常由黏結(jié)劑、無機(jī)隔熱材料、發(fā)泡材料、助劑等組成,按照隧道防火涂料性能要求和使用環(huán)境,進(jìn)行配方?jīng)]計(jì)時需考慮:①對基材的黏結(jié)性,一般隧道基材通常為硅酸鹽材料,雖可選波特蘭水泥類為黏結(jié)材料,但考慮發(fā)生火災(zāi)時的高溫環(huán)境,應(yīng)優(yōu)選耐火度高的高鋁水泥為黏結(jié)材料;②熱力學(xué)性質(zhì)要求各配料的線膨脹系數(shù)應(yīng)盡量接近,否則在高溫下熱膨脹不一致將會導(dǎo)致涂料的開裂、脫落、失去阻火功能;③涂料各組分應(yīng)具有不燃性、低導(dǎo)熱性和吸熱性質(zhì)等功能,起到防火隔熱作用。