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一、概述
1.隧道砌体的耐火特性
(1)我国隧道工程的发展和隧道防火的重要性
随着城市用地日
益紧张、城市间交通迅速发展和隧道施工技术的进步，隧道和地铁工程得到快速发展。隧道不仅是交通运输的通道，而且还是光纤、电力，以及输油、输水管道的通道。
《2005年中国公路水路交通行业发展统计公报》显示，截至2005年底，全国已建成公路隧道2889处，共152.7万m。其中采用阻燃设计约占1/10，因此对已有隧道防火保护具有较大的市场空间。据第三届铁路隧道年会发布的消息，今后6年我国将新建300万m长的铁路隧道，并且随着北京到上海高铁项目的立项，必将带动隧道相关产品的需求量，隧道防火产品的需求量也将会随之增大。
隧道和地铁建筑结构复杂，环境密闭，加上人员密集，在这种有限的空间内一且发生火灾，由于烟雾大，温度高，排烟困难，人员不易疏散，因而火灾扑救难度很大，往往会造成重大的人员伤亡或(和)财产损失。因而隧道和地铁的防火受到高度重视。隧道防火涂料也因此得到应用和发展。
(2)混凝土和钢材的耐火特性
隧道砌体一般多为钢筋混凝土结 构。钢材和混凝土的耐火性能都差，在高温下其力学性能都会明显下降。结构钢材的耐火极限约15min;温度达到250℃时抗拉强度提高，塑性和冲击韧性降低，出现“蓝脆”现象;温度达到300℃时，钢材的弹性模量、弹性极限急剧降低，应力应变曲线中的屈服平台消失;温度达到400℃时，钢材的屈服应力开始急剧降低;600℃时钢材的屈服应力和极限应力下降到常温时的1/3以下，钢材已经遭到破坏。
混凝土在高温下则会因产生裂纹和强度丧失而破坏。混凝土的强度随温度的变化如图3-14所示。从图中可见，300℃以下的混凝土强度变化不大;当温度高于300℃时混凝土的强度随温度升高而降低;当升到600℃时混凝土的强度下降约50%。这是因为，随着温度的升高，混凝土中的水泥石和骨料等发生物理和化学的变化;当温度升到200℃左右时，水化硅酸盐胶体的结晶水开始脱出，体积收缩，混凝土整体热膨胀和收缩达到相对平衡状态;当温度升到300℃时，铝酸三钙的结晶水开始脱出，水泥石的收缩进一步扩大;当温度升到400℃左右时，水合氧化钙开始脱水，混凝土收缩加剧。上述这些变化都会对混凝土的强度造成损失。
提高混凝土的耐火等级，就是尽可能地保持其在火灾中的强度即尽可能阻止外界热量向混凝土的传递，而在混凝土表面涂装防火料是隧道、地铁工程的一种有效防火方法。 2.隧道的防火保护措施
隧道火灾一般是车辆可燃材料燃烧所致，如座椅、轮胎、有机物饰、油桶和车辆运载货物等。根据法国PIARC和CETU研究，一辆小汽车的释热速率为2.5MW,一辆装满可燃货物的大型卡车释热速率为2030MW。根据澳大利亚消防委员会(AFAC)估计，隧道墙壁最高温度可达1000℃。因此在对隧道性能进行评估时，澳大利亚将隧道墙体结构是否耐高温作为首要的考虑因素。
隧道的防火保护措施除设置固定的水喷淋灭火系统、火灾自动报警系统以及配备各类便携式灭火器外，还应加强隧道消防管理和交通管理。对隧道内所用材料加以规定对保护隧道至关重要。如美国《隧道、桥梁、高架桥和天桥等有限通道结构的防火标准》(NFPA502)规定：隧道内主体承重构件，耐火极限应为4h。我国《铁路工程设计防火规范》规定：隧道的建筑材料、主体及附属结构的耐火极限不应小于40h。在隧道混凝土表面涂抹隧道防火涂料就能达到这方面的防护要求。遇火时防火涂膜能够起到防火保护作用，平时则能够起装饰作用，若表面做成颗粒状还可起到吸声作用以及能够突出主体结构建筑艺术上的造型美。
3.隧道及地下工程对防火涂料的要求
隧道和地下工程的特点是环境湿度大，混凝土结构因施工模板、施丁质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 程长度大，通风条件较差，噪声、烟尘和气味难子散发，回声大。
隧道和地下工程对防火涂料的要求是涂膜的防火隔热效果要好，隧道和地下砌体工程工期紧，施工量大，涂料要能够施工方便，既可以人工抹涂，也可以机械喷涂由于隧道或地下砌体中在车辆通过时会产生强风和震动，因而涂料对混凝土表面附着力要强，涂膜的各种物理力学性能应很优良;涂料应无毒、无气味，环保性能要好，经施工能够遮蔽混凝土的粗糙表面，具有适当的装饰性能;最好能够通过施工措施(例如喷涂成颗粒状)而具有吸声功能。
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