1、目前钢结构在建筑施工中应用范围越来越广泛，尤其是生产厂房、结构高耸或大跨度建筑结构、多或高层建筑、承载高强度振动以及地震频发区。原因是钢结构具备强度高、工艺简便、易塑性强、重量轻、工期较短、结构形式多变等优点。钢结构由于优势突出，施工技术不断改进，在仓库、办公室、体育馆、住宅楼、别墅等也被应用。2008 年,“鸟巢”的启用标识着我国钢结构施工工艺进入全新阶段。但钢结构存在抗火性差以及易被腐蚀等缺陷，使得发展受到一定限制。钢结构在火灾中，无法承受高达 800到 1 000的温度，即使自身不发生燃烧，但其力学性能会明显降低，尤其是直接暴露在外面的部分结构，在高温中会立即发生形变，力学性能下降等情况
2、。高温中承载重量的钢结构往往不能撑过 15 分钟，一旦出现坍塌事故，后果将非常严重。大量数据表明,直接暴露的钢制房梁、柱、楼板以及屋顶等承载较重的结构只能在火灾中坚持 0.25 小时,难以满足建筑设计防火规范以及高层民用建筑设计防火规范中 1 到 3小时的耐火极限要求。所以，需要对钢结构涂抹防火涂料，增强其耐火性能，使得钢结构在火灾中可以坚持更久，为灭火救援创造有利时机，减少人员伤亡和财物损失。1 改善钢结构防火涂料的常用方法以及存在的问题 1.1 改善钢结构防火性能的常用方法目前,改善钢结构防火性能的常用方法，有截流法以及疏导法。其中截流法中的喷涂法因为工艺简单、防火性能好在钢结构防火施工中
3、得到广泛应用。建筑钢结构表面所涂的防火涂料，在高温中会形成炭质层有效隔热防火，进而提升钢结构的耐热性能。依据钢结构防火涂料通用技术条例以及钢结构防火涂料应用技术规程中的标准规范，将防火涂料归结于两类，分别为膨胀型以及非膨胀型。以膨胀性防火涂料为例，膨胀型防火涂料的优点是重量轻和涂层薄以及强抗震,而且涂层外观具有装饰作用。二、纳米材料在钢结构防火涂料中的应用分析1 纳米 SiO2 北京航空航天大学材料学院的付若愚等研究将纳米 SiO2 应用到水性超薄型钢结构防火涂料中，经耐火实验发现适量的添加可以明显提高涂料燃烧后炭质层的强度，延长其耐火极限，如图 1 所示。当纳米 SiO2 的添加量为 1 5
4、%时，可以获得最大的 110 分钟耐火极限。当添加量低于 1 5%时，耐火极限随其含量的增加而延长，这是因为涂料受热膨胀形成炭质层后，基体中的纳米可以起到“钉扎”作用，能大大增强燃烧后炭质层的强度; 同时纳米表面还有大量的缺陷态，不仅具有蓄能作用，而且与基体中的分子间有较强的范德华力作用，使炭质层与基体结合较好，不易脱落。而当添加量超过 1 5% 后，情况正好相反，随着其含量的增加耐火极限降低，这是因为在纳米粒子通过增加分子间作用力来增强炭质层强度的同时，抑制了涂层的膨胀，使得炭质层密度增大，导热系数相应增加，从而缩短了钢结构的耐火极限。同时，纳米 SiO2 的紫外屏蔽光谱和涂料的人工老化实验
5、表明，纳米 SiO2 具有特殊的光学性能，可以屏蔽大部分紫外光可以有效延缓涂料的老化进程，保持防火性能的稳定性。2 纳米 TiO2 四川大学材料学院的邹敏等以经硅铝复合包膜改性后的纳米 TiO2 与防火涂料共混后用超声波处理，并与未添加的纯防火涂料进行对比，来考察纳米 TiO2 的用量对防火涂料性能的影响。他们分别测定了涂料的耐火极限、耐水极限、黏结强度和抗菌性能等物理指标，与纯钢结构防火涂料相比，纳米 TiO2添加量为 0 9% 时，改性钢结构防火涂料的性能有较大的提高，其耐火极限可提高 16，耐水极限可提高 9h，黏结强度可提高 0 16MPa，抗菌率也由 21%上升到 99% 。3 纳米 ZnO 北京科技大学腐蚀与防护中心的咸才军等将多种纳米材料应用到水性超薄膨胀型钢结构防火涂料中，研究其用量对钢结构防火涂料耐火极限的影响。结果发现纳米 ZnO 的用量对膨胀炭质层的形貌和强度影响与添加纳米 ZnO 的结果相似，少量添加时可增强炭质层强度，过量添加又抑制了炭质层的膨胀高度。实验表明，使用 2%的添加量能使炭质层保持比较完整的形貌和较高的膨胀高度，有效提高涂层的耐火极限。
