第二節　無機物基料

無機物基料僅在非膨脹型鋼結構防火涂料中使用，主要包括水玻璃（硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰等）、磷酸鹽、硅溶膠、水泥等。

一、水玻璃

鋼結構防火涂料最初的非膨脹型無機黏合劑為水玻璃，俗稱泡花堿，是一種水溶性硅酸鹽，溶于水后可形成水玻璃，其化學式為R2O·nSiO2，式中R2O為堿金屬氧化物，n為摩爾比，表示二氧化硅與堿金屬氧化物物質的量的比值。摩爾比越高，黏度越大，易于分解硬化，粘接力增大，其成膜后的耐水性則越好；摩爾比越低，晶體組分越多，粘接力差。

水玻璃粘接力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好，涂層固化后，能夠析出硅酸凝膠，可防止水滲透。在高溫下硅酸凝膠干燥得更加快速，而強度并不降低，并具有高度的耐酸性能。水玻璃耐堿性、耐水性差。可通過對游離的堿金屬離子的抑制改善其性能，不讓它與二氧化碳反應，可采用氟硅酸鹽、硼酸鹽、有機高分子耐水性樹脂等固定堿金屬，形成一種網狀結構，改善涂膜的理化性能。

建筑上常用的水玻璃是硅酸鈉的水溶液（Na2O·nSiO2）。水玻璃摩爾比不同，性質不同，一般為1.5～3.5。水玻璃在水中溶解的難易程度隨摩爾比n而定。n=1時，水玻璃在常溫下即可溶解于水中；當n>1時，水玻璃只能溶解于熱水中；當n>3時，水玻璃必須在4atm（1atm=101325Pa）以上的蒸汽中才能溶解。水玻璃濃度不可太高，否則黏稠度增加，攪拌困難，固化速度快，非常不利于施工。

二、硅溶膠

納米二氧化硅顆粒溶解于水中，可形成硅溶膠，外觀為乳白色半透明的膠體溶液。其化學式為SiO2·nH2O。二氧化硅粒子之間形成牢固的硅氧鍵，熔點高達1600℃。

硅溶膠無毒、無味、耐熱性好、耐久性好、與無機材料包括水泥等堿性基材粘接強度高、硬度高、耐溶劑、耐擦洗、價格便宜。硅溶膠的分散性、滲透性好，可以利用這一特性，與聚合物乳液復合，使兩者性能互補，對各種基材粘接強度高，涂膜力學性能好、平整光滑、外觀豐滿。

以硅溶膠作為無定形防火材料，大大提高了涂層的耐高溫性能，高濃度低黏度硅溶膠是配制高級防火涂料較佳的原料。

三、水泥

水泥作為一種粉狀水硬性無機膠凝材料，加水攪拌后成漿體，在水或空氣中硬化，并能把各類填料牢固地膠結在一起，在厚型鋼結構防火涂料中大量使用。

水泥密度大，必須配以其他輕質無機粘接劑降低干密度，再配以適量有機粘接劑提高強度。

水泥被廣泛應用于建筑、水利、國防等工程，類型多樣，其中硅酸鹽水泥、氯氧鎂水泥在厚型鋼結構防火涂料中得到廣泛應用。

1.硅酸鹽水泥

硅酸鹽水泥，簡稱普通水泥，在《通用硅酸鹽水泥》（GB 175—2007）中規定比例為硅酸鹽水泥熟料、5％～20％的混合材料及適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。

2.氯氧鎂水泥

氯氧鎂水泥是水泥的一個特殊品種，以氧化鎂、氯化鎂為主要成分，用玻璃纖維來增強氯氧鎂水泥，即得無機玻璃鋼。

水泥種類眾多，優點各不相同，可以根據不同的使用環境、工程進度，調整使用種類，如礦渣硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥相比，礦渣水泥的顏色淺、密度小、水化熱低、抗凍性差、耐蝕性和耐熱性較好，在濕度較大的環境以及高溫車間可選用礦渣水泥。

四、磷酸鹽

磷酸鹽粘接劑種類多，根據所含金屬不同，性能差別較大，磷酸鋁具有較好的綜合性能，其中較為常用的為磷酸二氫鋁，是一種無色無味極黏稠的液體或白色粉末，易溶于水，一般直接添加。

磷酸二氫鋁在常溫下與耐火骨料、硬化劑等混合后，在90～110℃保持恒溫4～24h，可形成粘接強度較高的涂層，經過350～500℃烘干后就具有抗壓、耐水性能優良等特點，即使在水中煮沸涂層也不會受損。液體磷酸二氫鋁便于成型，特別適宜于現場施工。

磷酸在使用過程中容易吸潮，可以添加2％～3％的耐火水泥作固化劑。

五、石膏

石膏基鋼結構防火涂料近年來在我國出現，石膏的主要化學成分為硫酸鈣（CaSO4）的水合物。在建筑上最為廣泛的應用是紙面石膏板，石膏及其制品的微孔結構和加熱脫水性，使之具優良的隔聲、隔熱和防火性能，通過使石膏和水泥混合使用，可大大降低水泥基防火涂料的干密度，可以在較短的時間內凝固，大大縮短施工時間，環保節能。