近几年来，我国钢结构建筑处于建国以来最好的一个发展时期，高层钢结构、大跨度空间钢结构、轻型钢结构在建筑工程中被越来越广泛的使用，并随着经济的迅速发展呈现了空前繁荣的景象。但是，在现代的钢结构建筑设计中，未加任何防护措施的钢结构其耐火极限一般不能满足防火技术规范要求。要克服在实际条件下钢结构防火性能的欠缺，就要采取相应的措施，对材料的防火性能进行处理。对钢结构进行防火的处理主要是为了提升耐火极限，从而满足实际应用的需求，避免由于环境温度过高导致钢结构出现形变，导致坍塌。目前，在建筑领域提升钢结构防火性能普遍采用的方式为研发高质量的喷涂防火涂料。采用这种方式能够有效地提升钢结构的防火性能，从而大大降低表面温度，使钢结构的耐火隔热能力更为突出。此外，钢结构防火涂料还具有成本低、重量轻、施工容易、适用于多种形状与条件等优点，为建筑的优化设计提供了相当大的空间，为企业节省了大量的投资，赢得了更多的利益。1989年，北京国际贸易中心发生了一场严重的火灾，火灾持续时间长达3 h,直接经济损失将近100万人民币。主体结构的混凝土楼板失去应有功能，存储于大厅中的1 000 m3的管道保温材料严重损毁。然而表面附有防火涂料的大跨度钢梁却完好无损，甚至连油漆的颜色也没有发生改变，这在很大程度上确保了整座大楼的结构稳定。1993年，马鞍山体育馆突发大火，火灾持续时间超过1 h,由于球节网架上附有防火涂料，因此体育馆的主体结构保持稳定，将事故损失降到了最低。
1 钢结构建筑的火灾危险性
钢结构作为现代建筑的一种主要建筑结构形式，在常温下具有质量轻、强度高、抗震性能好、施工周期短、建筑工业化程度高、空间利用率大等优点，为企业节省投资而被投资者在建筑领域广泛应用。但钢结构建筑抗火性能差的特点也非常明显，因为钢材虽是一种不燃烧的材料，却是热的良导体，极易传导热量。钢材在温度达到400℃时，屈服点和极限强度降低为常温下的一半左右，达到600℃时强度几乎等于零。科学试验和实例都表明，未加保护的钢结构在火灾情况下，只需0. 25 h,自身温度就会上升到540℃以上，致使构件本身扭曲变形，导致建筑物坍塌毁坏，变形后的钢结构也无法修复使用。1998年，北京玉泉营环岛家具城燃起大火，由于在建设过程中存在缺陷，钢结构防火性能不能满足设计需求，最终导致13 000万m2钢结构轻体建筑倒塌、所有参展企业的家具严重损毁，造成的经济损失超过2 087万元。2005年，安徽马鞍山蒙牛乳业（ 马鞍山） 有限公司冰淇淋厂一钢结构冷库发生火灾，此库房为高24 m、长80 m、跨度30 m的钢结构建筑，由于被火烘烤，不久全部倒塌，导致3名消防战士光荣牺牲。血的教训，对我们如何做好钢结构建筑的消防工作，减少人员生命和财产损失有重要意义。
2 钢结构防火涂料的防火原理及应用
2. 1防火原理
从本质上看，其防火性能受3个不同方面的影响：①经过喷涂防火材料，避免了钢结构与外部环境的直接接触；②防火涂料能够在一定程度上释放绝热物质，从而有效地缓解了火灾的加剧；③由于涂层的结构疏松，在吸收热量后能够快速转变为绝热泡沫，其膨胀量为涂覆度的1 000 ~ 2 000倍，有效地降低了钢结构表面的温度，延缓了钢结构的损坏。
2. 2适用领域
涂覆钢结构防火涂料作为防火保护的一种手段，不但具有很高的防火效率，而且使用十分方便，施工不受钢结构几何形状的限制，且一般不需要辅助设施，有广泛的适用性。目前，钢结构防火涂料适用的领域主要有土木建筑、机械、场馆建设、石油化工、电力通信等。
2. 3涂层厚度与耐火极限
一旦出现火灾，防火涂料能够有效避免钢结构与外部环境的直接接触，确保钢结构在高温状态下依然发挥原有的功能。根据表1可知，钢结构防火涂料的涂层厚度不同，钢结构的耐火极限也存在较大差异。
3 钢结构防火涂料的分类
目前，根据侧重点的不同，存在多种不同的划分钢结构防火涂料类型的方式。按照防火原理划分，主要包括膨胀型、非膨胀型钢结构防火涂料； 按照涂层厚度划分，主要包括厚型、薄型、超薄型三类； 按照适用领域划分，主要包括室外与室内两类； 按照使用溶剂划分，主要包括水基型、溶剂型两类。本文重点对第二种划分模式进行介绍。
3. 1厚型钢结构防火涂料
从构成上看，厚型钢结构防火涂料的组成材料一般由三类构成：①无机轻质材料，主要包括膨胀蛭石、海抱石、膨胀珍珠岩；②粘结剂，主要包括耐火水泥、水玻璃、硅溶胶；③增强材料，主要包括玻璃纤维、岩棉、陶瓷纤维等。这类防火涂料的主要优点在于材料的吸热能力好、阻燃性突出、价格低廉、适用范围广。在应用过程中，通常适用于要求满足耐火极限≥2 h的条件下。例如，普通的民用以及工业建筑的支承多层的柱、高层民用建筑的柱等。另外，按照使用环境的不同，这种防火材料还可以进一步划分成室内与室外两种。室内型主要用于普通工业建筑隐蔽钢结构的防护； 室外型主要用于裸露钢结构与石化系统的防护。
3. 2薄型钢结构防火涂料
这类涂料的工作原理为： 随着外部环境温度的不断升高，涂料随之膨胀发泡，逐步在钢结构的外表面形成完整的耐火绝热层，从而将钢结构与外部环境有效地隔绝，避免了钢结构由于受热导致的结构变形，确保了钢结构的原有功能。从组成上看，这种涂料通常由基料、添加剂、阻燃剂构成。其中基料选用的是乳液聚合物，并且乳液聚合物具有突出的耐水性、耐久性。就装饰性而言，薄型钢结构防火涂料在三种材料中位于中间，其耐火极限通常不超过2 h,应用于要求满足耐火极限≤2 h的条件下。例如普通的民用以及工业建筑的支承单层的柱、梁等。根据使用环境的不同，这种防火材料也可以划分成室内与室外两种。其中，室外型产品的应用范围较广，能够适用室内与室外两种条件下的防火保护，而室内型产品使用范围较窄，仅允许用于室内环境下。
3. 3超薄型钢结构防火涂料
这类涂料的工作原理为： 在外部环境的温度不断提升时，涂料相应地膨胀发泡，逐步在钢结构的外表面形成致密的耐火绝热层，实现了钢结构与外部环境的隔绝，避免了钢结构由于受热发生结构变形导致的功能失效。从材料上看，超薄型钢结构防火涂料属于溶剂型，理化性能突出，其耐火极限通常不超过2 h,主要用于一类建筑物中的梁楼板和屋顶承重构件的防护。这种涂料具有涂层薄、隔热性能突出、成本低廉等优点，因此在有效地保障钢结构的同时大大缩减了成本开支，具有广阔的应用前景。当前，世界各国极为重视超薄型钢结构防火涂料的研发，其防火性能在不断提升，应用领域也在不断扩大。尤其在工程领域中，随着轻型钢结构的大规模推广与应用，在进行钢结构的防火保护时更多地采用超薄型钢结构防火涂料。然而受制于技术原因，现阶段世界各国研发出的超薄型防火涂料仅适用于室内条件下，还无法很好地推广到更多的领域中。因此在未来的发展中，人们将投入更多的精力用于室外超薄型防火涂料性能的提升。
