一种含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料制造技术

本发明专利技术提供一种含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料，防火保护材料由以下组分按质量百分比混合而成：82％‑95％的脱硫石膏、3％‑15.5％的轻质绝热材料、0.5％‑2％的增强纤维、0.1％‑0.5％的保水剂、0.1％‑1％的可再分散乳胶粉、0.1％‑0.5％的缓凝剂及0.01％‑0.1％的引气剂；所述轻质绝热材料为玻化微珠、闭孔膨胀珍珠岩、膨胀蛭石或片状云母中的一种或两种；所述增强纤维为玻璃纤维、海泡石纤维、硅酸铝纤维或聚丙烯纤维中的一种或两种。本发明专利技术石膏基钢结构防火保护材料的防火隔热性能优良，通过废物利用实现社会和经济双重效益。

Gypsum base steel structure fireproof protection material containing reinforcing fiber

The invention provides a reinforcing fiber containing gypsum based steel structure fire protection materials, fire protection materials and comprises the following components by weight percentage: 82% mixed 95% desulfurization gypsum, 15.5% 3% light insulation material, 0.5% 2% 0.1% 0.5% reinforced fiber, water retaining agent, 0.1% 1% redispersible latex powder, 0.1% 0.5% retarder and 0.01% 0.1% air entraining agent; the light insulation material for glass beads, obturator perlite, vermiculite flake mica or in one or two; the reinforced fiber glass fiber, sepiolite fiber and aluminum silicate fiber or polypropylene fiber in one or two. The gypsum base steel structure fireproof protection material has excellent fire prevention and heat insulation performance, and achieves double social and economic benefits through waste utilization.

【技术实现步骤摘要】
一种含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料。
技术介绍
随着我国经济的不断发展，钢结构因其强度高、自重轻、制造简便、施工周期短、建筑工业化程度高等特点而得到日益广泛的应用。钢结构虽然自身不燃，但在高温下会迅速失去强度而变形。常用建筑钢材的临界温度一般为540℃，在火灾中，未采取保护措施的钢结构在几分钟内即会达到临界温度，致使承载能力急剧下降，造成建筑物部分或全部垮塌毁坏，因此钢结构建筑物必须采取相应的防火措施。对于耐火等级为一级的高层住宅建筑，根据建筑设计防火规范(GB50016-2014)的要求，承重墙和柱的耐火极限不能低于3小时，梁的耐火极限不能低于2小时。目前国内的薄型、超薄型钢结构防火涂料耐火性能较差，不能满足承重墙和柱3小时的耐火极限要求；而现常用的厚型钢结构防火涂料存在易空鼓、开裂、脱落等缺点，抗压强度通常仅为1MPa～1.5MPa，且成型后表面疏松粗糙，需要包覆装饰板或外罩装饰性涂料。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料。该防火材料是由脱硫石膏、轻质绝热材料及外加剂等复合而成，可用于各类钢结构建筑的防火保护。经过理化性能检测和构件耐火极限检测，产品各项理化性能指标和防火性能可达到或超过钢结构防火涂料标准(GB14907-2002)的要求。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料，其特征在于所述含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料由以下组分按质量百分比混合而成：82％-95％的脱硫石膏、3％-15.5％的轻质绝热材料、0.5％-2％的增强纤维、0.1％-0.5％的保水剂、0.1％-1％的可再分散乳胶粉、0.1％-0.5％的缓凝剂及0.01％-0.1％的引气剂；所述轻质绝热材料为玻化微珠、闭孔膨胀珍珠岩、膨胀蛭石或片状云母中的一种或两种；所述增强纤维为玻璃纤维、海泡石纤维、硅酸铝纤维或聚丙烯纤维中的一种或两种。进一步，本专利技术所述的含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料优选由以下组分按质量百分比混合而成：89％-94％的脱硫石膏、4％-9％的轻质绝热材料、0.5％-1％的增强纤维及0.1％-0.5％的保水剂、0.1％-0.3％的可再分散乳胶粉、0.3％-0.5％的缓凝剂、0.01％-0.05％的引气剂。本专利技术所述脱硫石膏为采用电厂湿法脱硫后排出的废渣，经160-180℃煅烧陈化所得的工业副产物，主要成分为CaSO4·1/2H2O。进一步，本专利技术所述玻化微珠是由玻璃质火山熔岩矿砂经膨胀、玻化等工艺制成，表面玻化封闭、呈不规则球状，内部为多孔空腔结构的无机颗粒材料，极高的玻化率使得水分难以进入玻化微珠颗粒内部，保证了优良的保温隔热性能，且玻化后平整光滑的表面使玻化微珠具有良好的分散性和和易性，能满足不同施工工艺的要求。玻化微珠理化性能稳定，具有质轻、保温、绝热、防火、耐高温、抗老化、吸水率小等优异特性。本专利技术所采用的玻化微珠的表面玻化闭孔率90％以上，体积吸水率25％以下，堆积密度80-120kg/m3。进一步，本专利技术所述闭孔膨胀珍珠岩是采用电炉加热的方式，通过对珍珠岩矿砂的梯度加热和对滞空时间的精确控制，使产品表面熔融、气孔封闭，内部保持蜂窝状结构不变，外形呈不规则颗粒状。闭孔膨胀珍珠岩不但具有传统膨胀珍珠岩质量轻、防火、绿色环保等优点，还克服了传统膨胀珍珠岩吸水率大、强度低、流动性差的缺点。本专利技术所采用的闭孔膨胀珍珠岩的堆积密度120-150kg/m3，体积吸水率50％以下，导热系数小于0.05W/(m·K)。进一步，本专利技术所述膨胀蛭石是以蛭石为原料、经烘干、破碎、焙烧，在短期时间内体积急剧增大、膨胀6～20倍而成的一种金黄色颗粒状物料，具有容重轻、导热系数小、防火防腐、化学性质稳定、无毒无味等特点。本专利技术所采用的膨胀蛭石的密度≤100kg/m3，导热系数小于0.062W/(m·K)，含水率≤3％。进一步，本专利技术所述片状云母是一种价格低廉的层状结构硅酸盐粘土，具有优良的电绝缘性、耐热性、耐水性、耐化学性、弹性和高剥离性，与水性防火涂料具有良好的相容性，可以提高防火涂料的粘结强度和耐火性能。本专利技术所采用的片状云母的厚度为0.5-10μm，片径小于0.2mm。进一步，本专利技术所述玻璃纤维来源广泛、价格低廉，是目前用于石膏材料增强最为普遍的材料之一。玻璃纤维具有较大的拉伸强度和断裂韧性，在受力时，石膏基防火保护材料中的玻璃纤维可吸收较大的能量，抑制石膏基体的微裂纹扩展，使其强度提高，在遇火升温时仍能保持较好的完整性，提升整体耐火性能。本专利技术所采用的玻璃纤维长度为1-5mm，直径10-15μm。进一步，本专利技术所述海泡石纤维是纤维形态的水合矿物粘土，其簇状纤维结构中含有大量的纳米级孔道，因此具有良好的隔热效果。海泡石纤维具有收缩率低，比表面积大，吸附性强的特点，且有极高的热稳定性，可耐1500～1700℃高温。本专利技术所采用的海泡石纤维长度为3-8mm，直径为12-18μm。进一步，本专利技术所述硅酸铝纤维具有容重轻、耐高温、热稳定性好，热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、隔热性能好等优点，广泛用于电力、冶金、化工、机械的热能设备的保温。硅酸铝纤维无定向、均匀分布在涂料中，呈立体网状结构，可改善涂层的孔隙结构，能够提高防火保护材料涂层的耐火性、耐机械冲击性、抗裂性、粘结强度及冻融性等。本专利技术所采用的硅酸铝纤维的长度为5-10mm，直径为3-10μm。进一步，本专利技术所述聚丙烯纤维是一种白色的合成塑料纤维，一般是束状单丝结构或网状结构。聚丙烯纤维常用于防止混凝土高温爆裂，纤维在高温下熔化后，形成水蒸汽外排通道，可降低混凝土内部气压。与硅酸铝纤维复合掺入防火涂料中，可阻止、延缓低熔点无机盐熔融后在基材表面汇集成融滴，防止因融滴的流动性和涂层的自重造成涂层与基材粘结失效、涂层剥落；低熔点的聚丙烯纤维在高温炭化后留出了一定的空间，减少了涂层因内部水分、空气、骨料急速受热膨胀、水化物体积收缩、毛细管破裂形变导致涂层结构破坏，极大地改善了涂层的抗裂防渗及高温防爆性能。本专利技术所采用的聚丙烯纤维为单丝聚丙烯纤维，长度为6-9mm。进一步，本专利技术所述保水剂采用粘度范围为1.5万-6万的羟乙基甲基纤维素醚或羟丙基甲基纤维素醚。纤维素醚是一种三维网状结构的高分子聚合物，在交联的网状结构上有许多羧基、羟基、酞胺基和醚基等亲水性基团，当它与水接触时，这些基团便会与水分子结合成氢键，并通过这种方式吸持大量的水分。采用保水剂可以保证在较低水膏比时拌合用水不被基层墙面吸收或蒸发，以利于石膏基材料的充分水化，从而保证粘结强度。进一步，本专利技术所述可再分散乳胶粉包括乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物中的一种或两种。在石膏基防火保护材料中掺入可再分散乳胶粉可以明显改善其粘结强度，对无机和有机材料都具有较好的粘结性。进一步，本专利技术所述缓凝剂为柠檬酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种或两种。半水石膏的凝结时间很短，一般只有几分钟到十几分钟，因此在石膏基防火保护材料中必须加入缓凝剂，使其能满足正常施工的要求。进一步，本专利技术所述引气剂为烷基苯磺酸钠或烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料，其特征在于所述含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料由以下组分按质量百分比混合而成：82％‑95％的脱硫石膏、3％‑15.5％的轻质绝热材料、0.5％‑2％的增强纤维、0.1％‑0.5％的保水剂、0.1％‑1％的可再分散乳胶粉、0.1％‑0.5％的缓凝剂及0.01％‑0.1％的引气剂；所述轻质绝热材料为玻化微珠、闭孔膨胀珍珠岩、膨胀蛭石或片状云母中的一种或两种；所述增强纤维为玻璃纤维、海泡石纤维、硅酸铝纤维或聚丙烯纤维中的一种或两种。

【技术特征摘要】
1.一种含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料，其特征在于所述含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料由以下组分按质量百分比混合而成：82％-95％的脱硫石膏、3％-15.5％的轻质绝热材料、0.5％-2％的增强纤维、0.1％-0.5％的保水剂、0.1％-1％的可再分散乳胶粉、0.1％-0.5％的缓凝剂及0.01％-0.1％的引气剂；所述轻质绝热材料为玻化微珠、闭孔膨胀珍珠岩、膨胀蛭石或片状云母中的一种或两种；所述增强纤维为玻璃纤维、海泡石纤维、硅酸铝纤维或聚丙烯纤维中的一种或两种。2.如权利要求1所述的含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料，其特征在于：所述保水剂为粘度范围为1.5万-6万的羟乙基甲基纤维素醚或羟丙基甲基纤维素醚。3.如权利要求1所述的含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料，其特征在于：所述可再分散乳胶粉包括乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物中的一种或两种。4.如权利要求1所述的含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料，其特征在于：所述缓凝剂为柠檬酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种或两种。5.如权利要求1所述的含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料，其特征在于：所述引气剂为烷基苯磺酸钠或烷基芳基磺酸钠中的一种或两种。6.如权利要求1所述的含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料，其特征在于所述含增强纤维的石膏基钢结构防火保护材料优选由以下组分按质量百...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇敢，胡立黎，单银木，杨强跃，刘节，付波，应姗姗，应瑛，贺洪伟，
申请(专利权)人：杭萧钢构股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33