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涂覆在钢结构上的超薄型或薄型钢结构防火涂料的防火隔热原理是垫江防火涂料层在受火时膨胀发泡，形成泡沫，泡沫层不仅隔绝了氧气，而且因为其质地疏松而具有良好的隔热性能，可延滞热量传向被保护基材的速度；根据物理化学原理分析，涂层膨胀发泡产生的泡沫层的过程因为体积扩大而呈现吸热反应，也消耗了燃烧时的热量，有利于降低体系的温度，这几个方面的作用，使防火涂料产生显著的防火隔热效果。涂覆在钢构件上的厚型钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料受火时涂层基本上不发生体积变化，但涂层热导率很低，延滞了热量传向被保基材的速度，防火涂料的涂层本身是不燃的，对钢构件起屏障和防止热辐射作用，避免了火焰和高温直接进攻钢构件.还有涂料中的有些组分遇火相互反应而生成不燃气体的过程是吸热反应，也消耗了大量的热，有利于降低体系温度，故防火效果显著，对钢材起到高效的防火隔热保护.另外该类钢结构防火涂料受火时涂层不发生体积变化形成釉状保护层，它能起隔绝氧气的作用，使氧气不能被保护的易燃基材接触，从而避免或降低燃烧反应.但这类涂料所生成釉状保护层导热率往往较大，隔热效果差.为了取得一定的防火隔热效果，厚涂型防火涂料一般涂层较厚才能达到一定的防火隔热性能要求。
我国对隧道结构进行防火保护工作始于20世纪80年代中期，但限于当时的技术、经济状况，除了上海延安东路越江隧道等有限的几个隧道喷涂了防火涂料外，其它隧道的结构都没有采取防火措施。真正根据有关隧道设计规范设计、建造隧道，还是近几年的事，而隧道防火涂料的应用，则是从2001年前后开始的，当时一些企业将厚型钢结构防火涂料或混凝土楼板防火涂料甚至电缆防火涂料作为隧道防火涂料使用。因此关于隧道防火涂料研究的基础比较薄弱，产品参差不齐，给隧道防火涂料施工和性能检测带来很大困难。现今国内隧道防火的主要缺陷有以下几点:折叠涂层太厚如按ISO834曲线升温，耐火性能达到3h，一般涂料涂层厚度约需20~30mm ；由于涂层较厚，需要多次喷涂，施工困难。如按碳氢曲线升温，隧道垫江防火涂料不能承受快速升温的热冲击，可能在几分钟内就发生爆裂，不能满足隧道的特殊防火要求。折叠粘结强度低隧道防火涂料的粘结强度一般为0.1MPa，车辆在隧道通行时，会产生强风和震动，不能满足隧道的实际需要。折叠其他缺陷未注重涂层毒性研究，一旦发生火灾，将影响火灾的扑救和隧道的修复。耐水性较差，涂层长期处于隧道的潮湿环境中，会积水、甚至脱落。
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垫江防火涂料的防火原理大致可归纳为以下五点:⑴、垫江防火涂料本身不可燃烧，使被保护基材不直接与空气中的氧气接触；⑵、垫江防火涂料有较低的导热系数，延缓高温向基材的传导速率；⑶、垫江防火涂料受热分解出不燃惰性气体，稀释被保护物体受热分解出的可燃性气体，使之不易燃烧或燃烧速度减慢。⑷、含氮的垫江防火涂料受热分解出NO、NH3等基团，与有机游离基化合，中断连锁反应，降低温度。⑸、膨胀型垫江防火涂料受热膨胀发泡，形成碳质泡沫隔热层封闭被保护的物体，延迟热量与基材的传递，阻止物体着火燃烧或因温度升高而造成的强度下降。
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