鋼結(jié)構(gòu)作為高層建筑結(jié)構(gòu)的一種形式，以其強度高、質(zhì)量輕，并有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特點，在建筑業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，尤其在超高層及大跨度建筑等方面顯示出強大的生命力。截止1990年底，世界上高200m以上的100棟超高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)占了79%。改革開放以來，隨著國際間技術(shù)交流與合作的加強，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)在我國得到了蓬勃發(fā)展，高層和超高層建筑迅速增長。據(jù)1995年的統(tǒng)計資料，我國建成的100幢超高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)占37%，多數(shù)是近幾年興建的。隨著我國城市規(guī)模的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在我國建筑業(yè)的應(yīng)用具有非常廣闊的前景。但由于鋼結(jié)構(gòu)自身不燃，鋼結(jié)構(gòu)的防火隔熱保護(hù)問題曾一度被人們忽視。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)資料報道及有關(guān)機(jī)構(gòu)的試驗和統(tǒng)計數(shù)字表明，鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐火性能較磚石結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)差。鋼材的機(jī)械強度隨溫度的升高而降低，在5000℃左右，其強度下降到40%～50%，鋼材的力學(xué)性能，諸如屈服點、抗壓強度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降，很快失去支撐能力，導(dǎo)致建筑物垮塌。因此，對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)勢在必行。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料刷涂或噴涂在鋼結(jié)構(gòu)表面，起防火隔熱作用，防止鋼材在火災(zāi)中迅速升溫而降低強度，避免鋼結(jié)構(gòu)失去支撐能力而導(dǎo)致建筑物垮塌。早在20世紀(jì)70年代，國外對鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研究和應(yīng)用就展開了積極的工作并取得了較好的成就，至今仍是方興未艾。80年代初國外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料就進(jìn)入中國市場，在工程上應(yīng)用。從80年代初，我國也開始研制鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，至今已有許多優(yōu)良品種廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料-鋼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑的主要形式，在常溫下具有質(zhì)量輕、強度高，抗震性能好，施工周期短，建筑工業(yè)化程度高，空間利用率大等優(yōu)點，但鋼結(jié)構(gòu)建筑抗火性能差的特點也非常明顯。

鋼材雖是一種不燃燒的材料，卻是傳導(dǎo)熱量的優(yōu)良載體。鋼材在溫度超過300度以后，屈服點和極限強度顯著下降，達(dá)到600度時強度幾乎等于零?？茖W(xué)試驗和實例都表明，未加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)情況下，只需15分鐘，自身溫度就會上升到540度以上，致使構(gòu)件本身扭曲變形，導(dǎo)致建筑物坍塌毀壞，變形后的鋼結(jié)構(gòu)也無法修復(fù)使用。

因此，對鋼結(jié)構(gòu)必須采取防火保護(hù)措施。鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)措施多種多樣，如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu)，降低熱量傳遞的速度推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升、強度變?nèi)醯臅r間等。

鋼結(jié)構(gòu)件的防火方法主要有涂料保護(hù)、防火板保護(hù)、混凝土保護(hù)、柔性卷材保護(hù)、無機(jī)纖維保護(hù)、結(jié)構(gòu)內(nèi)通水冷卻保護(hù)等。其中，涂刷防火涂料施工方便、重量輕、成本低、不受構(gòu)件幾何形狀限制，應(yīng)用范圍最廣，效率最高。

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料即施涂于建筑物及構(gòu)筑物鋼結(jié)構(gòu)表面，能形成耐火隔熱保護(hù)層以提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的涂料，其原理是采用絕熱或吸熱的材料阻隔火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu)，降低熱量向鋼材傳遞的速度，推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升和強度減弱的時間。目前，國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要由基體樹脂、催化劑、成碳劑、發(fā)泡劑等組成。

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料經(jīng)過這些年的發(fā)展，已經(jīng)取得了一定的成果，部分產(chǎn)品已經(jīng)開始了商業(yè)化生產(chǎn)。然而，問題和不足依然存在，還有很多未知領(lǐng)域亟待探索。今后膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料將朝著以下幾個方面發(fā)展：

(1)提高環(huán)境穩(wěn)定性，具體說，膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料不僅要具有良好的防火性能，更應(yīng)該具有優(yōu)良的環(huán)境穩(wěn)定性，其防化學(xué)腐蝕、防紫外光照等性能直接影響使用壽命。因此環(huán)境穩(wěn)定性是當(dāng)前膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料不可忽視的研究重點;

(2)環(huán)境友好型膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，也將是一個新賣點。隨著人民對生活質(zhì)量要求的提高，防火涂料本身的化學(xué)毒性、燃燒時所生成的產(chǎn)物的毒性均是今后研究所應(yīng)該考慮的重要方面;

(3)提高耐火性，這是所有防火涂料所一直追求的重要性能，膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐火性多提高一分鐘，對人們生命財產(chǎn)的保護(hù)就多一分，因此耐火性能的提高將始終是研究的重點;

(4)納米改性膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的開發(fā)，這是最近興起的一個涂料改性方向，將無機(jī)功能性納米粒子分散于涂料中，對涂料防火性能的提高將遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于用普通無機(jī)納米粒子，從而獲得高性能膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

鋼結(jié)構(gòu)件的防火方法主要有涂料保護(hù)、防火板保護(hù)、混凝土保護(hù)、柔性卷材保護(hù)、無機(jī)纖維保護(hù)、結(jié)構(gòu)內(nèi)通水冷卻保護(hù)等。其中，涂刷防火涂料施工方便、重量輕、成本低、不受構(gòu)件幾何形狀限制，應(yīng)用范圍最廣，效率最高。

要使鋼結(jié)構(gòu)材料在實際應(yīng)用中克服防火方面的不足，必須進(jìn)行防火處理，其目的就是將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限提高到設(shè)計規(guī)范規(guī)定的極限范圍。防止鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中迅速升溫發(fā)生形變塌落，其措施是多種多樣的，關(guān)鍵是要根據(jù)不同情況采取不同方法，如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu)，降低熱量傳遞的速度推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升、強度變?nèi)醯臅r間等。但無論采取何種方法，其原理是一致的。防火涂料就是一種近年來比較先進(jìn)的防火技術(shù)措施。

鋼材是屬于可以再利用的材料。從環(huán)保角度來看，鋼結(jié)構(gòu)具有混凝土結(jié)構(gòu)不可比擬的優(yōu)點，但相對于混凝土結(jié)構(gòu)而言，鋼結(jié)構(gòu)的防火問題卻是一個不可回避的難題。正是由于鋼結(jié)構(gòu)的這一致命缺點，人們采用涂刷防火涂料的方法來提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限，以達(dá)到保護(hù)人們生命財產(chǎn)的目的。

鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限是指構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)耐火實驗中，從受到火的作用時起，到失去穩(wěn)定性或完整性或絕熱性止，這段抵抗火作用的時間用小時表示?！督ㄖO(shè)計防火規(guī)范》根據(jù)建筑使用性質(zhì)、火災(zāi)危險性等指標(biāo)定性地將耐火等級劃分為一級、二級、三級、四級，一級要求最高，四級最低。具體到構(gòu)件防火設(shè)計則定量地要求耐火時間不應(yīng)低于最短耐火極限?；馂?zāi)產(chǎn)生的熱量是以輻射和對流的形式傳給結(jié)構(gòu)構(gòu)件的。當(dāng)鋼材表面受熱時，由于導(dǎo)熱系數(shù)較大，熱量能很快傳到內(nèi)部。加之鋼構(gòu)件截面多為薄壁狀，表面溫度和內(nèi)部溫度相差無幾。因此，可以認(rèn)為構(gòu)件內(nèi)部溫度均勻分布，即使構(gòu)件是非燃燒材料，由于鋼材導(dǎo)熱性好，局部或表面遭受火災(zāi)作用時，將迅速引起整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件溫度急劇升高，構(gòu)件產(chǎn)生膨脹且強度降低，導(dǎo)致構(gòu)件降低或完全喪失承載能力。鋼結(jié)構(gòu)在高溫下還會產(chǎn)生很大的塑性變形，形成局部破壞，最終造成鋼結(jié)構(gòu)建筑整體倒塌。