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一、概述
1.隧道砌體的耐火特性
(1)我國隧道工程的發展和隧道防火的重要性
隨著城市用地日
益緊張、城市間交通迅速發展和隧道施工技術的進步，隧道和地鐵工程得到快速發展。隧道不僅是交通運輸的通道，而且還是光纖、電力，以及輸油、輸水管道的通道。
《2005年中國公路水路交通行業發展統計公報》顯示，截至2005年底，全國已建成公路隧道2889處，共152.7萬m。其中采用阻燃設計約占1/10，因此對已有隧道防火保護具有較大的市場空間。據第三屆鐵路隧道年會發布的消息，今后6年我國將新建300萬m長的鐵路隧道，并且隨著北京到上海高鐵項目的立項，必將帶動隧道相關產品的需求量，隧道防火產品的需求量也將會隨之增大。
隧道和地鐵建筑結構復雜，環境密閉，加上人員密集，在這種有限的空間內一且發生火災，由于煙霧大，溫度高，排煙困難，人員不易疏散，因而火災撲救難度很大，往往會造成重大的人員傷亡或(和)財產損失。因而隧道和地鐵的防火受到高度重視。隧道防火涂料也因此得到應用和發展。
(2)混凝土和鋼材的耐火特性
隧道砌體一般多為鋼筋混凝土結 構。鋼材和混凝土的耐火性能都差，在高溫下其力學性能都會明顯下降。結構鋼材的耐火極限約15min;溫度達到250℃時抗拉強度提高，塑性和沖擊韌性降低，出現“藍脆”現象;溫度達到300℃時，鋼材的彈性模量、彈性極限急劇降低，應力應變曲線中的屈服平臺消失;溫度達到400℃時，鋼材的屈服應力開始急劇降低;600℃時鋼材的屈服應力和極限應力下降到常溫時的1/3以下，鋼材已經遭到破壞。
混凝土在高溫下則會因產生裂紋和強度喪失而破壞?；炷恋膹姸入S溫度的變化如圖3-14所示。從圖中可見，300℃以下的混凝土強度變化不大;當溫度高于300℃時混凝土的強度隨溫度升高而降低;當升到600℃時混凝土的強度下降約50%。這是因為，隨著溫度的升高，混凝土中的水泥石和骨料等發生物理和化學的變化;當溫度升到200℃左右時，水化硅酸鹽膠體的結晶水開始脫出，體積收縮，混凝土整體熱膨脹和收縮達到相對平衡狀態;當溫度升到300℃時，鋁酸三鈣的結晶水開始脫出，水泥石的收縮進一步擴大;當溫度升到400℃左右時，水合氧化鈣開始脫水，混凝土收縮加劇。上述這些變化都會對混凝土的強度造成損失。
提高混凝土的耐火等級，就是盡可能地保持其在火災中的強度即盡可能阻止外界熱量向混凝土的傳遞，而在混凝土表面涂裝防火料是隧道、地鐵工程的一種有效防火方法。 2.隧道的防火保護措施
隧道火災一般是車輛可燃材料燃燒所致，如座椅、輪胎、有機物飾、油桶和車輛運載貨物等。根據法國PIARC和CETU研究，一輛小汽車的釋熱速率為2.5MW,一輛裝滿可燃貨物的大型卡車釋熱速率為2030MW。根據澳大利亞消防委員會(AFAC)估計，隧道墻壁最高溫度可達1000℃。因此在對隧道性能進行評估時，澳大利亞將隧道墻體結構是否耐高溫作為首要的考慮因素。
隧道的防火保護措施除設置固定的水噴淋滅火系統、火災自動報警系統以及配備各類便攜式滅火器外，還應加強隧道消防管理和交通管理。對隧道內所用材料加以規定對保護隧道至關重要。如美國《隧道、橋梁、高架橋和天橋等有限通道結構的防火標準》(NFPA502)規定：隧道內主體承重構件，耐火極限應為4h。我國《鐵路工程設計防火規范》規定：隧道的建筑材料、主體及附屬結構的耐火極限不應小于40h。在隧道混凝土表面涂抹隧道防火涂料就能達到這方面的防護要求。遇火時防火涂膜能夠起到防火保護作用，平時則能夠起裝飾作用，若表面做成顆粒狀還可起到吸聲作用以及能夠突出主體結構建筑藝術上的造型美。
3.隧道及地下工程對防火涂料的要求
隧道和地下工程的特點是環境濕度大，混凝土結構因施工模板、施丁質量笑甘他因素而造成表面粗糙、凹凸不平，有些隧道和地下工 程長度大，通風條件較差，噪聲、煙塵和氣味難子散發，回聲大。
隧道和地下工程對防火涂料的要求是涂膜的防火隔熱效果要好，隧道和地下砌體工程工期緊，施工量大，涂料要能夠施工方便，既可以人工抹涂，也可以機械噴涂由于隧道或地下砌體中在車輛通過時會產生強風和震動，因而涂料對混凝土表面附著力要強，涂膜的各種物理力學性能應很優良;涂料應無毒、無氣味，環保性能要好，經施工能夠遮蔽混凝土的粗糙表面，具有適當的裝飾性能;最好能夠通過施工措施(例如噴涂成顆粒狀)而具有吸聲功能。
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