Tại sao nên sử dụng nhũ tương chống cháy cho cấu trúc thép?

Vai trò của sơn chống cháy trong công trình thép

Trong các công trình hiện đại, thép là vật liệu chủ đạo tạo nên bộ khung chịu lực chính. Tuy nhiên, thép lại có điểm yếu lớn là mất khả năng chịu tải khi gặp nhiệt độ cao. Khi xảy ra hỏa hoạn, chỉ sau khoảng 10–15 phút tiếp xúc với nhiệt độ trên 500°C, thép bắt đầu mềm và biến dạng, khiến toàn bộ kết cấu công trình có nguy cơ sụp đổ.

Chính vì vậy, giải pháp chống cháy cho cấu trúc thép đã trở thành yêu cầu bắt buộc trong các tiêu chuẩn xây dựng hiện nay. Trong đó, nhũ tương chống cháy (fire-retardant emulsion) đang là lựa chọn hiệu quả, kinh tế và bền vững nhất cho các nhà thầu và chủ đầu tư.

Nhũ tương chống cháy là gì?

Nhũ tương chống cháy là dạng dung dịch gồm hỗn hợp các polymer, phụ gia và chất tạo màng phân tán trong nước, được thiết kế để tạo thành một lớp phủ bảo vệ trên bề mặt thép. Khi gặp nhiệt độ cao, lớp màng này sẽ trương nở, tạo thành lớp cách nhiệt ngăn lửa trực tiếp tiếp xúc với bề mặt kim loại.

Không giống như các loại sơn chống cháy thông thường, nhũ tương có ưu điểm là dễ pha loãng, thân thiện môi trường, khô nhanh và dễ thi công trên nhiều dạng bề mặt thép khác nhau.

Cấu tạo và cơ chế hoạt động của nhũ tương chống cháy

Khi được phủ lên bề mặt, nhũ tương chống cháy hình thành lớp màng polymer liên kết chặt với thép. Khi gặp nhiệt độ cao, các chất tạo bọt và photphat hữu cơ trong nhũ tương sẽ phân hủy, tạo ra khí trơ và lớp than xốp dày. Lớp than này hoạt động như một tấm “áo giáp” cách ly nhiệt, làm chậm quá trình truyền nhiệt vào thép và kéo dài thời gian chịu lửa cho công trình.

Tác dụng của nhũ tương chống cháy đối với cấu trúc thép

Bảo vệ khả năng chịu lực của thép

Điểm nóng chảy của thép vào khoảng 1.500°C, nhưng chỉ cần đạt 550°C là độ bền của thép đã giảm một nửa. Nhũ tương chống cháy giúp giảm tốc độ gia tăng nhiệt độ trên bề mặt, giúp thép duy trì được độ cứng và khả năng chịu tải trong khoảng thời gian dài hơn khi xảy ra cháy.

Điều này cho phép con người có thêm thời gian sơ tán, đồng thời giúp lực lượng cứu hỏa có cơ hội kiểm soát đám cháy trước khi kết cấu bị phá hủy hoàn toàn.

Giảm thiệt hại kinh tế và chi phí sửa chữa

Một công trình sử dụng khung thép bị cháy mà không có lớp bảo vệ thường phải tháo dỡ và xây mới hoàn toàn. Trong khi đó, thép có phủ nhũ tương chống cháy có thể chỉ cần xử lý bề mặt và sơn lại lớp phủ mới. Điều này giúp giảm đáng kể chi phí phục hồi sau hỏa hoạn.

Tăng độ bền và tuổi thọ công trình

Ngoài chức năng chống cháy, lớp nhũ tương còn có khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa cho thép trong điều kiện ẩm ướt. Một số dòng nhũ tương còn được thiết kế chống tia UV, giúp duy trì độ bền màu và độ bám dính cho công trình ngoài trời.

So sánh nhũ tương chống cháy với các giải pháp khác

So sánh với sơn chống cháy thông thường

Sơn chống cháy dạng dung môi thường chứa VOC cao (hợp chất hữu cơ dễ bay hơi), gây mùi độc hại trong quá trình thi công và ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động. Ngược lại, nhũ tương chống cháy là hệ gốc nước, thân thiện môi trường, không tạo mùi và có thể thi công ngay cả trong không gian kín như nhà xưởng, hầm xe.

Bên cạnh đó, độ phủ và độ bám dính của nhũ tương thường cao hơn, giúp tiết kiệm vật liệu và thời gian thi công.

So sánh với lớp bọc thạch cao hoặc tấm chống cháy

Một số công trình dùng giải pháp cơ học như bọc thép bằng tấm thạch cao, tấm xi măng chống cháy hoặc vật liệu khoáng. Tuy nhiên, cách này đòi hỏi thi công phức tạp, tốn nhân công và khó bảo dưỡng sau này. Nhũ tương chống cháy lại dễ thi công bằng phương pháp phun hoặc lăn sơn, phù hợp cả với kết cấu thép phức tạp, khung không gian hoặc dầm cầu vượt.

Các loại nhũ tương chống cháy phổ biến hiện nay

Nhũ tương acrylic chống cháy

Đây là loại nhũ tương được sử dụng phổ biến nhất, với thành phần chính là polymer acrylic kết hợp chất tạo màng chống cháy. Dòng này có khả năng bám dính cao, chống thấm tốt và tạo màng mịn, phù hợp cho kết cấu thép trong nhà hoặc khu vực ít tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng.

Nhũ tương silicate chống cháy

Nhũ tương silicate hoạt động theo cơ chế tạo màng gốm khi gặp nhiệt độ cao. Khi cháy, màng phủ chuyển thành lớp silicate cứng có khả năng chịu nhiệt đến hơn 1.000°C. Dòng này thích hợp cho các công trình ngoài trời hoặc khu công nghiệp nặng, nơi nguy cơ cháy nổ cao.

Nhũ tương chống cháy gốc epoxy lai

Đây là thế hệ mới kết hợp giữa tính bám dính mạnh của epoxy và đặc tính chống cháy của nhũ tương polymer. Sản phẩm này có độ bền cơ học cao, chịu mài mòn tốt, thường được sử dụng cho kết cấu thép của nhà máy, kho chứa nhiên liệu hoặc cầu thép.

Quy trình thi công nhũ tương chống cháy cho cấu trúc thép

1. Chuẩn bị bề mặt thép

Trước khi thi công, cần làm sạch bề mặt thép khỏi dầu mỡ, gỉ sét và bụi bẩn. Nếu bề mặt không sạch, lớp nhũ tương sẽ khó bám, dễ bong tróc khi gặp nhiệt độ cao. Nên sử dụng máy mài hoặc phun cát để đạt độ nhám tiêu chuẩn SA 2.5 trước khi sơn.

2. Phủ lớp chống rỉ (primer)

Đây là lớp lót quan trọng giúp tăng độ bám giữa thép và nhũ tương chống cháy. Primer thường là sơn epoxy hoặc alkyd có khả năng chống ăn mòn.

3. Thi công nhũ tương chống cháy

Nhũ tương có thể được thi công bằng súng phun áp lực, rulô hoặc chổi. Độ dày khô của màng phủ tùy thuộc vào yêu cầu chịu lửa (thường từ 1–3 mm). Trong quá trình thi công, cần đảm bảo độ ẩm và nhiệt độ môi trường phù hợp để nhũ tương khô đều và đạt hiệu quả cao nhất.

4. Kiểm tra và nghiệm thu

Sau khi thi công, tiến hành kiểm tra độ dày, độ bám dính và khả năng chịu nhiệt của lớp phủ theo tiêu chuẩn (như TCVN 9311-3:2012 hoặc ISO 834). Công đoạn này giúp đảm bảo lớp chống cháy hoạt động đúng thiết kế.

Tiêu chuẩn và chứng nhận chất lượng

Các dòng nhũ tương chống cháy chất lượng thường được kiểm định theo tiêu chuẩn quốc tế như:

• UL 263 (Mỹ) – đánh giá thời gian chịu lửa của cấu trúc thép.

• EN 13381 (Châu Âu) – xác định khả năng bảo vệ nhiệt của lớp phủ.

• ISO 1182 / ISO 1716 – kiểm tra khả năng bắt cháy và tỏa nhiệt.

Tại Việt Nam, các công trình công nghiệp, trung tâm thương mại, nhà cao tầng đều yêu cầu vật liệu chống cháy phải được chứng nhận hợp chuẩn, hợp quy theo QCVN 06:2022/BXD. Việc sử dụng nhũ tương đạt tiêu chuẩn giúp nhà đầu tư dễ dàng được phê duyệt thiết kế phòng cháy chữa cháy (PCCC).

Lợi ích kinh tế và môi trường khi dùng nhũ tương chống cháy

Tiết kiệm chi phí bảo trì

Do không chứa dung môi độc hại, lớp nhũ tương ít bị lão hóa theo thời gian, giúp giảm tần suất sơn lại. Ngoài ra, việc thi công nhanh, không cần kết cấu phụ trợ giúp tiết kiệm chi phí nhân công và thời gian thi công.

Thân thiện môi trường

Nhũ tương là sản phẩm gốc nước, không chứa kim loại nặng và VOC thấp, góp phần giảm phát thải khí độc trong thi công. Đây là xu hướng tất yếu khi các công trình ngày càng phải đáp ứng tiêu chuẩn xanh LEED hoặc LOTUS.

Nâng cao giá trị công trình

Việc đầu tư nhũ tương chống cháy không chỉ giúp công trình an toàn hơn mà còn tăng giá trị thương mại, đặc biệt trong lĩnh vực bất động sản công nghiệp và cao tầng, nơi yếu tố an toàn là tiêu chí đánh giá hàng đầu của nhà đầu tư quốc tế.

Ứng dụng thực tế của nhũ tương chống cháy

Hiện nay, nhũ tương chống cháy được sử dụng rộng rãi cho:

• Nhà xưởng, kho chứa vật liệu dễ cháy.

• Nhà thép tiền chế, cầu vượt, nhà ga, bến xe.

• Trung tâm thương mại, nhà cao tầng, khách sạn.

• Công trình dầu khí, khu công nghiệp và cảng biển.

Các nhà thầu đánh giá cao loại vật liệu này vì tính linh hoạt, dễ thi công, và đặc biệt là khả năng phối hợp tốt với nhiều lớp sơn hoàn thiện khác mà không ảnh hưởng đến thẩm mỹ công trình.

Hướng dẫn lựa chọn nhũ tương chống cháy phù hợp

Khi chọn nhũ tương, cần xem xét ba yếu tố chính:

1. Mức độ chịu lửa yêu cầu: Tùy công trình mà chọn loại đạt 60, 90 hoặc 120 phút.

2. Điều kiện môi trường: Trong nhà, ngoài trời, độ ẩm cao hoặc khu vực có hóa chất.

3. Tính tương thích với sơn phủ khác: Nếu công trình cần sơn màu trang trí, nên chọn nhũ tương có thể phủ hoàn thiện dễ dàng.

Việc tham khảo ý kiến kỹ thuật từ nhà cung cấp nguyên liệu sơn chống cháy uy tín giúp đảm bảo lớp nhũ tương được thi công đúng tiêu chuẩn và phát huy hiệu quả tối đa.

---

Nhũ tương chống cháy cho cấu trúc thép không chỉ là lớp phủ bảo vệ mà còn là “lá chắn” cho công trình trong những tình huống khẩn cấp. Với khả năng ngăn nhiệt hiệu quả, thân thiện môi trường, dễ thi công và chi phí hợp lý, đây chính là xu hướng tất yếu của ngành xây dựng hiện đại.

Việc áp dụng nhũ tương chống cháy không chỉ giúp chủ đầu tư đảm bảo yêu cầu PCCC mà còn thể hiện trách nhiệm với an toàn con người và môi trường. Một công trình bền vững không chỉ đẹp về hình thức, mà còn phải an toàn từ bên trong – và nhũ tương chống cháy chính là yếu tố bảo chứng cho điều đó.