隧道鋪裝專用復(fù)合阻燃改劑產(chǎn)品說明書.doc

APFR隧道路面專用復(fù)合阻燃改性劑一、研發(fā)背景2000年至2003年，重慶交通科研設(shè)計(jì)院和重慶市智翔鋪道技術(shù)工程有限公司等單位共同承擔(dān)了重慶市科委研究“隧道內(nèi)瀝青路面鋪裝技術(shù)研究”課題，取得了國內(nèi)隧道鋪裝技術(shù)突破性進(jìn)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(xué)會(huì)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)”。 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(diǎn)，已經(jīng)很難適應(yīng)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(diǎn)，成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)，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(fù)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(huì)引起火災(zāi)，這將帶來不可預(yù)估的嚴(yán)重后果。如何解決瀝青的燃燒性能問題，同時(shí)提高瀝青混合料的水穩(wěn)性，成為了瀝青路面應(yīng)用于隧道鋪裝的關(guān)鍵技術(shù)。近年來高分子材料領(lǐng)域內(nèi)的阻燃技術(shù)早已發(fā)展成為了一門成熟的科學(xué)，瀝青進(jìn)行阻燃改性成為了可能。所以，我們借鑒阻燃技術(shù)在高分子領(lǐng)域應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)，將該技術(shù)應(yīng)用到瀝青阻燃中來，我們采用無機(jī)鋁系阻燃劑與有機(jī)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(fù)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(qiáng)隧道路面所用瀝青的阻燃性的阻燃材料。它是以無機(jī)鋁系阻燃劑和有機(jī)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(fù)合阻燃改性劑（APFR）。目的是增強(qiáng)隧道瀝青路面的阻燃性，減少隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)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(cái)產(chǎn)損失。三、工作機(jī)理由于交通事故等種種原因，隧道內(nèi)可能發(fā)生火災(zāi)。當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，路面的瀝青參與燃燒。硅系阻燃劑主要是通過游離基機(jī)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?zhǔn)椒磻?yīng)的目的。在燃燒中期和后期，煙霧量增大，溫度進(jìn)一步升高，此時(shí)抑煙劑也開始分解，抑制煙霧生成。同時(shí)鋁系阻燃劑發(fā)生分解，并生成水。這個(gè)反應(yīng)本身是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)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(dá)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(dá)到了對瀝青阻燃改性的目的。四、產(chǎn)品特點(diǎn)1、專業(yè)性強(qiáng)。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(fù)合改性劑（APFR）在300以內(nèi)不會(huì)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(huì)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(qiáng)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(fù)合改性劑（APFR）不會(huì)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(huì)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(fù)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(shè)備，防止阻燃改性瀝青在長時(shí)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(jìn)行脫水，繼續(xù)升溫到165195；步驟2：將升溫后的瀝青導(dǎo)入瀝青改性設(shè)備高速剪切混合乳化機(jī)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(shè)備高速剪切混合乳化機(jī)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(shí)間的貯存狀態(tài)下可能會(huì)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(jí)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(jī)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(yàn)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(jié)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(shù)指標(biāo)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(diǎn)，92.090.2氧指數(shù)1931延度（5），mm3625.125彈性恢復(fù)，%90.291.0閃點(diǎn)，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(jié)果可以看出，除衡量阻燃性優(yōu)劣指標(biāo)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(shù)指標(biāo)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(yàn)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(jié)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(shù) 指 標(biāo)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(dòng)穩(wěn)定度 次/mm67376470劈裂強(qiáng)度比 %91.591極限彎曲應(yīng)變 10-35.65.2七、工程實(shí)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(gè)長隧道。9、重慶忠墊高速公路多個(gè)長隧道。