隧道鋪裝專用復合阻燃改劑產(chǎn)品說明書.doc

APFR隧道路面專用復合阻燃改性劑一、研發(fā)背景2000年至2003年，重慶交通科研設計院和重慶市智翔鋪道技術工程有限公司等單位共同承擔了重慶市科委研究“隧道內(nèi)瀝青路面鋪裝技術研究”課題，取得了國內(nèi)隧道鋪裝技術突破性進展。該課題于2003年底完成了鑒定工作，并于2004年獲得了“中國公路學會科技進步三等獎”。 課題組通過綜合調(diào)研，了解到目前國內(nèi)的公路隧道特別是長大公路隧道，其主要的鋪裝方式主要局限于水泥混凝土。國內(nèi)外諸多研究表明，因水泥混凝土路面本身的局限性，如路面抗滑性能衰減快、平整性差、灰塵大、行車噪音大等缺點，已經(jīng)很難適應現(xiàn)代隧道路面鋪裝的要求。瀝青混凝土路面因本身的優(yōu)點，成為了人們關注的焦點，并將逐漸成為隧道路面發(fā)展的主流。然而瀝青是一種組成極復雜的高分子混合物，在空氣中具有一定的可燃性。一旦隧道內(nèi)發(fā)生交通事故，勢必會引起火災，這將帶來不可預估的嚴重后果。如何解決瀝青的燃燒性能問題，同時提高瀝青混合料的水穩(wěn)性，成為了瀝青路面應用于隧道鋪裝的關鍵技術。近年來高分子材料領域內(nèi)的阻燃技術早已發(fā)展成為了一門成熟的科學，瀝青進行阻燃改性成為了可能。所以，我們借鑒阻燃技術在高分子領域應用的成功經(jīng)驗，將該技術應用到瀝青阻燃中來，我們采用無機鋁系阻燃劑與有機硅系阻燃劑和偶聯(lián)劑及光穩(wěn)定劑等助劑經(jīng)過特殊工藝制成APFR隧道路面專用復合阻燃改性劑，并由此現(xiàn)場生產(chǎn)阻燃改性瀝青。二、產(chǎn)品說明本產(chǎn)品是專門針對公路隧道鋪裝瀝青混凝土路面的情況而開發(fā)的用于增強隧道路面所用瀝青的阻燃性的阻燃材料。它是以無機鋁系阻燃劑和有機硅系阻燃劑為主要原材料，以偶聯(lián)劑、抑煙劑、光穩(wěn)定劑及抗老化劑為助劑，經(jīng)過特定工藝制作而成的隧道鋪裝專用復合阻燃改性劑（APFR）。目的是增強隧道瀝青路面的阻燃性，減少隧道內(nèi)發(fā)生火災時的煙霧，延緩火勢，有利于搶救工作和逃生，最大限度地減少人民的生命財產(chǎn)損失。三、工作機理由于交通事故等種種原因，隧道內(nèi)可能發(fā)生火災。當隧道內(nèi)發(fā)生火災時，路面的瀝青參與燃燒。硅系阻燃劑主要是通過游離基機理來起到阻燃作用的。在燃燒初期，發(fā)生分解，生成一層粘稠狀的半固態(tài)物質(zhì)和游離基SiO。這種粘稠狀的半固態(tài)物質(zhì)覆蓋于瀝青表面，有效地隔離了氧氣和熱，起到阻燃作用；而游離基SiO能捕捉到H和OH游離基，使火焰中的H和OH游離基濃度大大下降，從而起到中止燃燒鏈式反應的目的。在燃燒中期和后期，煙霧量增大，溫度進一步升高，此時抑煙劑也開始分解，抑制煙霧生成。同時鋁系阻燃劑發(fā)生分解，并生成水。這個反應本身是吸熱反應，反應產(chǎn)物中的水也能吸收大量的熱，減慢了凝聚相內(nèi)溫度的上升，延緩了瀝青的分解速度，降低了體系溫度，達到阻燃的目的。本產(chǎn)品正是通過硅系阻燃劑、鋁系阻燃劑及抑煙劑協(xié)同作用，達到了對瀝青阻燃改性的目的。四、產(chǎn)品特點1、專業(yè)性強。本產(chǎn)品（APFR）專門用于隧道瀝青砼鋪裝的瀝青阻燃改性，在國內(nèi)具有唯一性。2、阻燃效果好。采用本產(chǎn)品（APFR）阻燃改性的瀝青，其阻燃性得到了明顯提高。3、高溫穩(wěn)定性好。本復合改性劑（APFR）在300以內(nèi)不會發(fā)生分解，保證了本產(chǎn)品在阻燃改性瀝青的生產(chǎn)及瀝青混合料的拌和過程中不會發(fā)生質(zhì)變。4、與瀝青的相容性好。產(chǎn)品微粒表面通過偶聯(lián)劑的活化處理，提高了表面能，大大增強了阻燃改性瀝青的穩(wěn)定性5、與阻燃改性瀝青的綜合性能具有良好的匹配性。本復合改性劑（APFR）不會影響瀝青的其他路用性能，這正是阻燃改性劑用于瀝青改性的前提。6、環(huán)保。無毒副作用，不會對操作人員造成任何傷害，對環(huán)境無污染。五、隧道鋪裝專用復合阻燃改性瀝青的生產(chǎn)工藝阻燃改性瀝青即可現(xiàn)場生產(chǎn)，亦可后倉生產(chǎn)。用于貯裝阻燃改性瀝青的貯罐要求帶有攪拌設備，防止阻燃改性瀝青在長時間貯存情況下發(fā)生少量離析影響瀝青砼性能及主燃效果。具體生產(chǎn)工藝如下：步驟1：先將瀝青貯存罐里的基質(zhì)瀝青通過循環(huán)加熱油加熱的方式升溫至110并恒溫2050分鐘進行脫水，繼續(xù)升溫到165195；步驟2：將升溫后的瀝青導入瀝青改性設備高速剪切混合乳化機的膠體磨中，加入橡膠改性劑SBS，開啟膠體磨，剪切520分鐘；步驟3：再將阻燃改性劑加入到瀝青改性設備高速剪切混合乳化機的膠體磨中，開啟膠體磨，剪切 210分鐘 ，制成阻燃改性瀝青材料。注意：阻燃改性瀝青在長時間的貯存狀態(tài)下可能會發(fā)生部分離析，故要求生產(chǎn)現(xiàn)場的改性瀝青貯罐必須帶有攪拌器。按照一定的油石比與一定級配的石料在160180的溫度條件下通過瀝青混合料生產(chǎn)的專用拌和樓拌和形成阻燃改性瀝青混合料，可直接鋪裝于處理好的隧道路基上，再用常用的壓路機碾壓即形成阻燃改性的隧道瀝青路面。與普通瀝青路面相比，該阻燃改性瀝青路面具有十分優(yōu)良的阻燃性，大大提高了隧道瀝青路面的安全性。六、性能測試1、阻燃改性瀝青的性能測試通過對比試驗的方法，分別測試了普通改性瀝青和阻燃改性瀝青的綜合性能，測試結果列于下表： 表1 普通改性瀝青材料與阻燃改性瀝青材料的性能比較技術指標普通改性瀝青材料阻燃改性瀝青材料15針入度，0.1mm21.618.525針入度，0.1mm47.537.430針入度，0.1mm64.151.1針入度指數(shù)PI1.72.1軟化點，92.090.2氧指數(shù)1931延度（5），mm3625.125彈性恢復，%90.291.0閃點，298300RTFOT后殘留物質(zhì)量損失，%0.120.08針入度比，%75.074.5延度（5），mm2221從以上測試結果可以看出，除衡量阻燃性優(yōu)劣指標的氧指數(shù)比普通改性瀝青材料有明顯增大以外，阻燃改性瀝青材料的其它技術指標與普通改性瀝青材料均基本接近，表明阻燃改性瀝青材料不僅具有優(yōu)良的高、低溫性能和抗老化性能，而且具有優(yōu)良的阻燃性，適合隧道鋪裝。2、阻燃改性瀝青混合料的性能測試以SMA13為例，同樣通過對比試驗的方法，分別測試了普通改性瀝青SMA13混合料和阻燃改性瀝青SMA13混合料的綜合性能，測試結果列于下表：表2 普通改性瀝青混合料與阻燃改性瀝青混合料的性能比較技 術 指 標阻燃改性瀝青SMA13混合料普通改性瀝青SMA13混合料穩(wěn)定度（kN）8.07.7流值（0.1mm）2026動穩(wěn)定度 次/mm67376470劈裂強度比 %91.591極限彎曲應變 10-35.65.2七、工程實例 1、渝合高速公路北碚隧道。2、渝合高速公路西山坪隧道。3、渝鄰高速公路李子林隧道。4、渝鄰高速公路李子林隧道。5、重慶中粱山華福隧道。6、成渝高速公路整治工程四川段龍泉驛隧道。7、重慶大坪隧道。8、重慶界水高速公路多個長隧道。9、重慶忠墊高速公路多個長隧道。