[發明專利]一種用于鋼結構防火防水防腐蝕的高性能水泥基砂漿

在審

• 申請號: 202310533442.1
• 申請日: 2023-05-12
• 公開（公告）號: CN116655294A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 陳維燈;丁曉川;薛軍鵬;黃春文;鄭敏升;王夏;陳新秀;李兵
• 申請（專利權）人: 福建建工建材科技開發有限公司;福建省建筑科學研究院有限責任公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B18/02;C04B14/46;C04B24/26;C04B14/02;C04B111/28;C04B111/27;C04B111/20;C04B111/34
• 代理公司: 福州市京華專利代理事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 宋連梅

一種用于鋼結構防火防水防腐蝕的高性能水泥基砂漿，其原料及各組分配重比為：陶砂：550～600份；微珠：20～50份；水泥：450～550份；硅灰：水泥用量的25％；膠乳：其固體質量占水泥+硅灰的4～10％；減水劑：其固體質量占水泥+硅灰的0.7～1％；消泡劑：其質量占水泥+硅灰的0.2～0.3％；玄武巖纖維：不小于27份；水：其質量占水泥+硅灰的20～25％。本發明通過摻入陶砂降低砂漿的導熱系數和耐火性，通過摻入玄武巖纖維防止砂漿在不同溫度下開裂，摻入乳膠既保證砂漿在常溫下具有良好的粘結性能、和防水防腐性能，滿足鋼結構防火防水防腐的要求。

技術領域

本發明屬于建筑材料的技術領域，具體是指一種用于鋼結構防火防水防腐蝕的高性能水泥基砂漿。

背景技術

隨著我國雙碳戰略的確定，住建部積極引導綠色技術的創新，加快降低碳排放步伐，提高建筑產業的全球競爭力。而鋼結構以其施工速度快、可施工跨度大、造型多變、綜合造價低等優點得到了廣泛應用。但是鋼結構的抗腐蝕性能和抗火性能較差，防腐與防火直接決定了鋼結構的正常使用壽命，在某種程度上耐久性問題是制約鋼結構大規模推廣和既有鋼結構使用壽命的一個關鍵因素。鋼結構的某些耐久性問題甚至直接與其安全性相關，如鋼結構的銹蝕會導致鋼材材性劣化和削弱鋼構件的有效承載面積，進而降低鋼構件的承載能力，因此，如果對鋼結構的保護重視不足，將使既有鋼結構的安全使用存在隱患，甚至可能會造成難以估量的經濟和財產損失。

鋼結構通常采用防腐防火涂料進行耐久性保護，防腐防火涂料需要現場噴涂或刷涂，現場濕作業工作量大、效率低、而且污染環境，同時防腐防火涂料本身存在耐久性問題，防腐防火涂料有效期小于結構設計使用年限，使用期內需要對防腐防火涂料進行維護或更換，給鋼結構在住宅建筑中的應用帶來了很大的困難，而耐久性明顯更高的水泥基材料作為鋼結構防火保護層使用時，往往防火、防水防腐性能和剛性強度不能兼顧而不得不加厚。因此，尋找裝配化程度高、現場濕作業量小、施工效率高、耐久性好的鋼結構防腐防火保護技術成為行業內亟待解決的技術難題。

鋼結構的防火措施《建筑鋼結構防火技術規范GB51249-2017》主要包括1、噴涂防火涂料；2、包覆防火板；3、包覆柔性氈狀隔熱材料；4、外包混凝土、金屬網抹砂漿或砌筑砌體。目前常規這些防火措施只起防火作用，而不起防腐防水作用，還需要在防火層和鋼材間涂覆防腐涂料，防水處理則需根據實際情況處理。因此，目前的鋼結構外層很可能同時存在防腐層、防火層、防水層和裝飾層等功能結構層，而防火層、防水層的耐久性與功能層間的粘結性，都無法保證與建筑同壽命。功能層的功能修復往往需要將表面裝飾層拆除清理干凈后才能重做，而建筑尤其是住宅的裝飾裝修成本極高，因此常規鋼結構用于住宅建筑時，經濟性極差。而外包混凝土、砂漿等無機材料耐久性好，傳導系數比鋼材低很多，但比其他防火材料要高不少，因此混凝土和砂漿往往需要通過加厚的方式達到防火要求，并提供結構剛度及部分承載力。出于防火性能的考慮，混凝土或砂漿往往選擇低標號產品，但過厚的混凝土或砂漿結構會降低鋼結構建筑的使用空間，過重的混凝土或砂漿保護層會加大了預制鋼構件的運輸和安裝難度，構件更容易在運輸和安裝過程損壞。而通過提高孔隙率達到更好的防火隔熱效果的時候，保護層的剛度和防水性會大大降低，從而又降低防火隔熱性能及界面粘結性能，通過降低保護層孔隙率達到更好的防水性和粘結性，具備更高的剛度和強度，但保護層在火災時由于高溫脫水產生的水蒸氣無法排出而更容易發生爆裂，導致防火失效。