钢结构是现代建筑常用的一种建造形式,由于其自重轻、强度高、施工方便等特点而在全世界得到广泛应用。但钢材耐火和耐腐蚀较差,不经防护预处理极易在火灾或服役环境中失去承载力,安全隐患严重。一般钢结构服役前需先进行防腐处理,再进行防火涂覆,防腐涂料和防火涂料是其防护预处理过程的关键材料。由于功能需求和性能要求各异,防腐涂料和防火涂料组成差异很大,这也导致钢结构预处理存在流程长、防护层厚度大、涂覆技术复杂等问题,而防火防腐功能一体化涂料则可克服上述问题。地质聚合物是一种铝硅酸盐无机胶凝材料,其力学性能、防火、耐高温、耐腐蚀性能优异,具备作为钢结构防火防腐功能一体化涂料的粘结基体潜质。本论文首先开展了地质聚合物胶凝材料基体设计和制备,获得了树脂-地质聚合物复合胶凝材料和硅灰改性地质聚合物胶凝材料,分析了胶凝材料硬化体组成和微观结构,特别研究了胶凝材料组成对地质聚合物涂层材料的力学性能、导热性能和耐火性能影响。遴选硅灰改性地质聚合物作为钢结构防火防腐一体化涂料的粘结基体,制备了地质聚合物防火防腐功能一体化涂层材料,研究了涂层材料初期干燥抗裂性、力学性能、耐火隔热性能及耐腐蚀性等。研究结果表明:（1）树脂掺入地质聚合物浆体中可制备得到树脂-地质聚合物复合胶凝材料,相比于地质聚合物单一基体,树脂-地质聚合物基体抗开裂性能明显改善,且工作性、热绝缘性和力学性能均有提高。尽管如此,当水性环氧树脂掺量过多时（≥20%）,树脂-地质聚合物复合胶凝材料燃烧加剧,以其为防火涂层材料粘结基体的可行性有待商榷。（2）硅灰改性地质聚合物胶凝材料抗开裂性能也能得到有效改善,且工作性、绝热性能、耐火性能和力学性能相较于地质聚合物单一基体均有提升。以硅灰改性地质聚合物为粘结基体的涂层初期干燥抗裂性及经火焰冲击后表面状态良好,火焰冲击时不燃烧也未产生毒害烟雾。因此,硅灰改性地质聚合物是钢结构防火防腐功能一体化涂层粘结基体的优良备选。（3）采用硅灰改性地质聚合物（硅灰和偏高岭土质量比1:1）为涂层材料的粘结基体,确定了钢结构防火防腐功能一体化涂层材料的配合比。当填料掺量为粘结基体的1.2倍时,涂层材料干密度为619 kg/m~3、导热系数为0.138 W/（m·K）、抗压强度为6.1 MPa、粘结强度为0.4 MPa,涂层经1 h火焰冲击后,背火面稳定温度最高为251℃;在填料最佳用量基础上,添加适量的胶粉可进一步改善涂层性能,其中掺入5%胶粉制备的钢结构涂层干密度为612 kg/m~3、导热系数为0.127 W/（m·K）、抗压强度为6.8 MPa、粘结强度为0.46 MPa,涂层经1 h火焰冲击后,背火面稳定温度最高为243℃。（4）由优化配方制备的地质聚合物基防火防腐功能一体化涂层材料的耐水性、耐盐水性、耐盐雾性等耐腐蚀性均较优。将优化配方制备的地质聚合物涂料涂敷于工字钢表面,涂敷过程中涂料的工作性良好,工字钢放置在露天环境下180d,表面未出现开裂、脱落和空鼓等明显的不良现象。