建筑钢结构由于其强度高、塑性好、质量轻、施工工期短、制作简便、建筑形式灵活多样等特点,被广泛应用于工业厂房、高耸结构、大跨度结构、多层和高层结构、承受振动荷载影响及地震作用的结构。

    随着工业的不断发展,近些年来,轻型钢结构的发展已被主要应用于仓库、办公室、工业厂房、体育设施等方面,并逐渐向住宅楼和别墅发展。2008年,北京奥运会的主场馆——“鸟巢”的正式启动,标志着我国钢结构技术进入了一个崭新的发展阶段。但是,由于钢结构耐火性和耐腐蚀性较差,使得钢结构的应用在一定程度受到限制。

    一般情况下,火灾现场的温度可高达800℃～1000℃,虽然钢结构构件本身为不可燃烧材料,但是,在高温作用下,钢构件的力学性能会随着温度的升高而急速下降,特别是裸露的钢结构构件由于其部分力学性能的显著下降,会很快发生塑性变形导致其构件局部破坏,一般钢结构建筑在 15min左右就会丧失承重能力而发生坍塌,造成重大破坏。实践研究表明,裸露的钢梁、钢柱、钢楼板和屋顶承重构件的耐火极限仅为0.25h,根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)和《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)中规定耐火极限为1h～3h的要求相差很远。因此, 必须对钢结构构件,尤其是裸露 在外的钢构件,施加有效的防火保护,可以为消防救火赢得宝贵的时间,同时能够避免建筑物迅速坍塌,以及保证人民的生命和财产安全。

 1钢结构防火涂料的研究现状及存在问题

    1.1传统防火涂料的研究现状

    目前,解决钢结构防火保护方法,主要有截流法和疏导法两种^[1] 。截流法又分为喷涂法、屏蔽法、包封法、水喷淋法,而喷涂防火材料的方法施工方便、耐火效果良好,是目前钢结构防火应用最为广泛的方法之一。将钢结构防火涂料涂于建筑物及构筑物的钢结构表面,能形成耐火隔热保护层从而提高钢结构的耐火极限。

    根据现行国家标准《钢结构防火涂料通用技术条件》(GB14907—1994)和《钢结构防火涂料应用技术规程》(CECS24— 1990)的规定。钢结构按其涂层厚度及性能的特点,可分为膨胀性防火涂料和非膨胀性防火涂料。膨胀型防火涂料具有质量轻、涂层薄、抗震性好的特点,同时具有较好的装饰性,遇火灾高温时便能迅速膨胀增厚。但是,在施工过程中气味较大且涂层易老化,一般在寿命5年～10年,有的甚至2年～3年,就丧失了膨胀性能,若处于吸湿受潮状态则会很快失去膨胀性,失去了对钢结构的防火保护性能^[2] 。非膨胀型防火涂料又称厚涂型防火涂料,主要成分为无机绝热材料,其特点是遇火不膨胀,厚涂型防火涂料一般不燃、无毒,具有耐老化、耐久性等特点,适用于性建筑。但是,对其厚度有一定要求,厚涂型防火涂料的涂层厚度一般为8mm～50mm,其涂层厚度较厚,影响其外观装饰性,因此多用于室内防火要求 2h以上的钢结构构件中。