一种桥梁钢索用复合抗火毡及其制备方法和应用

本发明属于抗火材料，具体涉及一种桥梁钢索用复合抗火毡及其制备方法和应用。背景技术：1、近年来桥梁火灾事故频发，部分火灾事故造成的经济损失和社会影响巨大。吊索是悬索桥、拱桥的主要传力构件，通过缆索索夹或锚固联结桥梁承重构件与主梁，将荷载传至悬索桥主缆或拱桥拱肋。在火灾高温环境中悬索桥的缆索系统(主缆、吊索等)是缆索体系桥梁的关键受力结构，俗称桥梁“生命线”，吊索在火灾高温环境下强度会降低甚至失效，可能导致整个桥梁结构的破坏，甚至导致桥梁坍塌，会造成重大安全事故和经济损伤。如油罐车在桥梁主跨跨中最外车道发生燃烧为悬索桥最危险火灾场景,此场景下吊索的破坏时间最短为24min，所以保证缆索系统安全稳定、耐久是缆索体系桥梁建设与运营的重中之重。2、缆索体系中的吊索直径较小，因此要求抗火隔热材料有较好的柔性，使得材料能够完全与吊索表面贴合，从而起到较好的防护作用，除此之外，抗火隔热材料在安装施工时需要多次捆扎，因此选取能够满足防护要求的一体化材料能够大大降低施工难度与成本。玄武岩纤维毡具有耐高温、隔热性能优良的特点，将玄武岩纤维毡作为增强材料与二氧化硅气凝胶结合，可有效降低纤维毡导热系数。本发明将二氧化硅气凝胶与玄武岩纤维毡复合，制备玄武岩纤维气凝胶毡。以外层为玄武岩纤维气凝胶毡，内层为玄武岩纤维毡的顺序通过缝纫工艺进行复合制备出双层复合纤维毡，此产品具有较好的柔性，将此产品通过搭接工艺包覆到吊索上仅需要一次捆扎，能够满足防护需求的同时大大降低了施工难度。技术实现思路1、针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种桥梁钢索用复合抗火毡及其制备方法和应用，在兼顾防火纤维毡力学性能和隔热能力的前提下，大大降低施工难度。2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：3、本发明提供了一种桥梁钢索用复合抗火毡的制备方法，包括以下步骤：4、(1)将正硅酸乙酯、乙醇和水按照1:6:4的摩尔比倒入容器中，加入阳离子表面活化剂进行混合搅拌，然后添加1mol/l盐酸调节混合溶液的ph值至3～4，并将温度调整为36-40℃，并在36-40℃下继续搅拌12分钟，使正硅酸乙酯水解，制得溶胶；5、(2)将玄武岩纤维毡浸渍到所述溶胶中，在所述溶胶中加入氨水，将ph值调节至8～9以加速凝胶化，然后继续搅拌15分钟，在50℃的烘箱中进行老化，再在高压釜中通过超临界二氧化碳干燥后得到玄武岩纤维气凝胶毡；6、(3)将玄武岩纤维气凝胶毡置于外层，与内层的玄武岩纤维毡通过缝纫工艺相结合制成复合纤维毡；7、(4)在复合纤维毡表面喷涂一层柔性环氧树脂膜，制成双层复合抗火毡。8、进一步的，步骤(1)中温度为38℃。9、进一步的，步骤(1)中所述的阳离子表面活性剂与正硅酸乙酯的摩尔比为1：68。10、进一步的，步骤(2)中所述的玄武岩纤维毡密度为170kg/m3，厚度为5mm。11、进一步的，步骤(2)中老化时间为4h。12、进一步的，步骤(3)中所述的缝纫工艺中采用的缝纫线材为直径0.5mm的高硅氧缝纫线。13、进一步的，步骤(3)中所述的缝纫工艺中缝纫纵横间距的选择为4mm、6mm、10mm。14、进一步的，步骤(4)中所述的柔性环氧树脂膜的厚度为1mm。15、本发明还提供了一种采用上述制备方法所制得的双层复合抗火毡在桥梁钢索中的应用，按照搭接工艺将双层复合抗火毡包覆到桥梁钢索上并压实，并在双层复合抗火毡表面均匀涂刷2-4mm厚的耐候密封胶。16、本发明还提供了一种采用上述制备方法所制得的双层复合抗火毡，包括复合纤维毡和喷涂在复合纤维毡表面的柔性环氧树脂膜，所述柔性环氧树脂膜的厚度为1mm，所述复合纤维毡包括两层玄武岩纤维气凝胶毡和位于两层玄武岩纤维气凝胶毡之间的玄武岩纤维毡，所述玄武岩纤维毡的密度为170kg/m3，厚度为5mm，所述玄武岩纤维气凝胶毡的密度为170kg/m3，厚度为5mm。17、采用上述结构本发明取得的有益效果如下：使用正硅酸乙酯制备具有较强力学性能、较低密度和优异隔热能力的气凝胶，并与玄武岩纤维复合制备玄武岩纤维气凝胶毡，最后通过缝纫工艺将其与玄武岩纤维毡进行复合制备出双层结构复合毡，制得的双层结构复合毡在兼顾防火纤维毡力学性能和隔热能力的前提下，大大降低施工难度。技术特征：1.一种桥梁钢索用复合抗火毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的一种桥梁钢索用复合抗火毡的制备方法，其特征在于，步骤(1)中温度为38℃。3.根据权利要求1所述的一种桥梁钢索用复合抗火毡的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的阳离子表面活性剂与正硅酸乙酯的摩尔比为1：68。4.根据权利要求1所述的一种桥梁钢索用复合抗火毡的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的玄武岩纤维毡密度为170kg/m3，厚度为5mm。5.根据权利要求1所述的一种桥梁钢索用复合抗火毡的制备方法，其特征在于，步骤(2)中老化时间为4h。6.根据权利要求1所述的一种桥梁钢索用复合抗火毡的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的缝纫工艺中采用的缝纫线材为直径0.5mm的高硅氧缝纫线。7.根据权利要求1所述的一种桥梁钢索用复合抗火毡的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的缝纫工艺中缝纫纵横间距的选择为4mm；6mm；10mm。8.根据权利要求1所述的一种桥梁钢索用复合抗火毡的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的柔性环氧树脂膜的厚度为1mm。9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法所制得的双层复合抗火毡在桥梁钢索中的应用，其特征在于，按照搭接工艺将双层复合抗火毡包覆到桥梁钢索上并压实，并在双层复合抗火毡表面均匀涂刷2-4mm厚的耐候密封胶。10.一种根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法所制得的双层复合抗火毡，其特征在于，包括复合纤维毡和喷涂在复合纤维毡表面的柔性环氧树脂膜，所述柔性环氧树脂膜的厚度为1mm，所述复合纤维毡包括两层玄武岩纤维气凝胶毡和位于两层玄武岩纤维气凝胶毡之间的玄武岩纤维毡，所述玄武岩纤维毡的密度为170kg/m3，厚度为5mm，所述玄武岩纤维气凝胶毡的密度为170kg/m3，厚度为5mm。技术总结本发明公开了一种桥梁钢索用复合抗火毡的制备方法，包括以下步骤：(1)制备制得溶胶；(2)将玄武岩纤维毡浸渍到所述溶胶中，在50℃的烘箱中老化4小时，再在高压釜中进行干燥后得到玄武岩纤维气凝胶毡；(3)将玄武岩纤维气凝胶毡置于外层，与内层玄武岩纤维毡通过缝纫工艺相结合制成复合纤维毡；(4)在复合纤维毡表面喷涂一层柔性环氧树脂膜制成抗火用双层结构复合毡。本发明还公开了上述双层复合抗火毡在桥梁钢索中的应用，其特征在于，将双层复合抗火毡包覆到桥梁钢索上压实，并在双层复合抗火毡表面涂刷耐候密封胶。本发明涉及抗火材料技术领域，具体是指一种桥梁钢索用复合抗火毡及其制备方法和应用。技术研发人员：姚志安,陈伟乐,宋神友,倪雅,陈焕勇,闵亮,康壮苏,童俊豪,戚继球,龚珊珊,王海龙受保护的技术使用者：深中通道管理中心技术研发日：技术公布日：2024/8/21