建筑学中把横截面积超过30m2的地下人工建造的通道定义为隧道。从最近报道来看,我国的铁路隧道已超过6875座,总长度3700多公里,公路隧道超过1780座,总长度近800km,均为世界第一。隧道不仅承担着交通运输的任务,还起着光缆、电缆甚至是输油管、输水管通道的功能。虽然作为隧道内主体建筑的钢筋混凝土构件是不燃性材料,但隧道火灾具有燃烧后周围温度升高较快、持续时间长,着火范围较大、消防扑救与进入困难等特点。在火灾发生的短时间内,隧道内着火现场的局部温度会迅速升至1000℃,随着温度的持续升高,混凝土内结合水变成蒸汽膨胀,产生压力,导致混凝土表层发生炸裂,产生大的塌陷,隧道衬砌和结构也受到破坏,加剧了疏散和救援人员的生命危险,其直接损失和间接损失巨大。随着我国长隧道及特长隧道的不断增多,隧道的结构防火保护已经是一个重要的研究课题。
隧道结构防火保护的目的是:采取一定措施,使隧道的钢筋混凝土结构在火灾发生时保持完整性与稳定性,从而大大减少火灾事故造成的生命财产损失,缩短工程修复时间。在隧道消防技术中,主要有以下防火措施:即提供不计人结构剖面的额外混凝土厚度、在混凝土中添加聚丙烯纤维、安装喷淋灭火系统、在隧道衬体上粘贴隧道专用防火板材、在隧道衬体上喷涂防火涂料等。每种措施各有其特点,从性价比和施工的方便性考虑,隧道防火涂料是隧道防火保护的最佳选择。
隧道防火涂料是针对隧道墙壁和拱顶在火灾中免受烧损而专门设计的一类专用防火涂料。目前,隧道防火涂料主要有两大类,硅酸盐无机隧道防火涂料和环氧树脂类有机隧道防火涂料。国内对隧道防火涂料的研究,以无机硅酸盐隧道防火涂料为主。
隧道防火涂料通常由黏结剂、无机隔热材料、发泡材料、助剂等组成,按照隧道防火涂料性能要求和使用环境,进行配方没计时需考虑:①对基材的黏结性,一般隧道基材通常为硅酸盐材料,虽可选波特兰水泥类为黏结材料,但考虑发生火灾时的高温环境,应优选耐火度高的高铝水泥为黏结材料;②热力学性质要求各配料的线膨胀系数应尽量接近,否则在高温下热膨胀不一致将会导致涂料的开裂、脱落、失去阻火功能;③涂料各组分应具有不燃性、低导热性和吸热性质等功能,起到防火隔热作用。