So sánh các giải pháp bọc chống cháy là bước cần thiết khi lựa chọn phương án bảo vệ kết cấu thép trước tác động của nhiệt độ cao. Ba giải pháp thường được sử dụng gồm sơn chống cháy, vữa phun chống cháy và tấm bọc chống cháy. Mỗi phương án có đặc điểm khác nhau về chiều dày, tải trọng bổ sung, khả năng hoàn thiện, cách thi công và phạm vi ứng dụng. Vì vậy, không nên lựa chọn chỉ dựa vào giá vật liệu. Cần xem xét đồng thời giới hạn chịu lửa yêu cầu, loại cấu kiện và điều kiện thực tế của công trình. Bốn IBST sẽ phân tích từng giải pháp trong bài viết dưới đây để giúp bạn có thêm cơ sở lựa chọn phương án phù hợp.
So sánh các giải pháp bọc chống cháy cho kết cấu thép
Khi so sánh các giải pháp bọc chống cháy, ba phương án được sử dụng phổ biến hiện nay là sơn chống cháy, vữa chống cháy và tấm bọc chống cháy. Sự khác biệt chính nằm ở cơ chế bảo vệ, chiều dày hệ vật liệu, hình thức hoàn thiện và cách thi công.
Sơn chống cháy cho kết cấu thép
Sơn chống cháy dạng trương nở được thi công trực tiếp lên bề mặt thép. Khi gặp nhiệt độ cao, lớp sơn tạo thành lớp vật liệu cách nhiệt dày hơn, giúp làm chậm quá trình tăng nhiệt của cấu kiện.
- Chiều dày hệ bảo vệ thấp: Sơn phù hợp với công trình muốn giữ hình dạng và kích thước ban đầu của dầm, cột thép.
- Khả năng hoàn thiện tốt: Bề mặt sau thi công tương đối gọn, phù hợp với kết cấu thép để lộ trong không gian kiến trúc.
- Có thể bảo vệ trong nhiều khoảng thời gian: Một số hệ sơn trương nở thương mại được thiết kế cho mức bảo vệ từ 60 đến 120 phút. Tuy nhiên, thời gian thực tế phụ thuộc sản phẩm, tiết diện thép và chiều dày màng sơn.
- Yêu cầu kiểm soát thi công: Cần kiểm tra lớp sơn lót, điều kiện bề mặt và chiều dày màng khô theo cấu hình đã được phê duyệt.
Sơn chống cháy phù hợp với trung tâm thương mại, nhà ga, văn phòng hoặc công trình có kết cấu thép lộ thiên và yêu cầu cao về hình thức.
Vữa phun chống cháy cho kết cấu thép
Vữa chống cháy thường được phun trực tiếp quanh cấu kiện để tạo lớp cách nhiệt. Một số hệ sử dụng thành phần vermiculite kết hợp thạch cao hoặc xi măng.
Ưu điểm của giải pháp này là có thể bao phủ dầm, cột và các cấu kiện có hình dạng phức tạp. Hệ vữa phun PROMASPRAY-P300 sử dụng vermiculite và gypsum, chẳng hạn, có cấu hình bảo vệ kết cấu thép đến 120 phút và chiều dày được xác định theo hệ số Hp/A của cấu kiện.
Vữa chống cháy có một số đặc điểm cần lưu ý:
- Lớp bảo vệ tương đối dày: Chiếm không gian lớn hơn so với sơn trương nở.
- Thuận lợi với cấu kiện phức tạp: Phương pháp phun giúp vật liệu bao phủ các bề mặt có nhiều góc và liên kết.
- Bề mặt hoàn thiện thô hơn: Phù hợp hơn với khu vực kỹ thuật, nhà xưởng hoặc vị trí không đặt nặng yêu cầu thẩm mỹ.
- Cần kiểm soát chiều dày: Chiều dày vữa phải phù hợp cấu hình thử nghiệm và thông số tiết diện thép, không thể áp dụng một giá trị cho mọi cấu kiện.
Tấm bọc chống cháy cho kết cấu thép
Tấm chống cháy được lắp bao quanh dầm hoặc cột để tạo lớp cách nhiệt giữa kết cấu thép và môi trường cháy. Vật liệu có thể là tấm calcium silicate hoặc hệ tấm chuyên dụng có khả năng chống cháy.
Một số hệ tấm PROMATECT-H được thiết kế bảo vệ kết cấu thép đến 120 phút theo cấu hình thử nghiệm. Chiều dày tấm cũng được xác định dựa trên hệ số Hp/A và yêu cầu chịu lửa.
Đặc điểm chính gồm:
- Thi công khô: Không cần phun lớp vật liệu ướt trực tiếp lên toàn bộ bề mặt cấu kiện.
- Dễ kiểm soát quy cách: Chiều dày tấm được xác định từ sản phẩm và cấu hình lắp đặt.
- Bề mặt dễ hoàn thiện: Có thể tạo bề mặt phẳng để xử lý kiến trúc sau khi lắp đặt.
- Khó xử lý cấu kiện quá phức tạp: Nhiều mối nối, bản mã hoặc hình dạng đặc biệt có thể làm việc cắt ghép và lắp đặt phức tạp hơn.
Bảng so sánh các giải pháp bọc chống cháy
| Tiêu chí | Sơn chống cháy | Vữa chống cháy | Tấm bọc chống cháy |
| Cách bảo vệ | Sơn trương nở tạo lớp cách nhiệt | Phun lớp vật liệu cách nhiệt quanh thép | Bao che thép bằng hệ tấm |
| Chiều dày | Thấp | Tương đối lớn | Theo chiều dày hệ tấm |
| Tải trọng bổ sung | Thấp | Cao hơn sơn | Có tăng tải trọng |
| Thẩm mỹ | Tốt | Bề mặt thường thô | Tốt sau hoàn thiện |
| Cấu kiện phức tạp | Dễ xử lý | Dễ bao phủ | Thi công khó hơn |
| Phương pháp thi công | Phun, lăn hoặc chổi | Phun chuyên dụng | Lắp ghép |
| Kiểm soát chất lượng | Kiểm tra DFT | Kiểm tra chiều dày vữa | Kiểm tra tấm và liên kết |
| Ứng dụng phù hợp | Kết cấu để lộ | Nhà xưởng, khu kỹ thuật | Dầm, cột cần bao che |
Các mức chịu lửa trong tài liệu của nhà sản xuất là dữ liệu của từng hệ đã thử nghiệm, không phải giới hạn mặc định áp dụng cho mọi loại vật liệu. Ví dụ, cả hệ sơn, vữa phun và tấm bọc đều có những cấu hình đạt 120 phút nhưng chiều dày và điều kiện áp dụng khác nhau.
Nên chọn sơn, vữa hay tấm bọc chống cháy?
Sau khi so sánh các giải pháp bọc chống cháy, có thể thấy không có một giải pháp phù hợp cho toàn bộ công trình. Việc lựa chọn cần dựa vào cấu kiện, yêu cầu chịu lửa và điều kiện thi công.
- Chọn sơn chống cháy khi cần giữ hình dạng kết cấu thép, lớp bảo vệ mỏng và bề mặt hoàn thiện có tính thẩm mỹ.
- Chọn vữa chống cháy khi kết cấu có nhiều hình dạng phức tạp, khu vực ít yêu cầu về bề mặt hoàn thiện hoặc cần thi công trên diện tích lớn.
- Chọn tấm chống cháy khi dầm, cột có hình dạng thuận lợi cho việc bao che và công trình ưu tiên phương pháp thi công khô.
Nếu cùng cần đạt R60 hoặc R120, ba giải pháp vẫn có thể cần lượng vật liệu và cấu hình hoàn toàn khác nhau. Vì vậy, giới hạn chịu lửa phải được xác định trước khi chọn hệ vật liệu.
Xem thêm : Nhiệt độ tới hạn của kết cấu thép là gì và vì sao phải tính toán?
5 thông số cần xác định trước khi chọn giải pháp
Việc so sánh các giải pháp bọc chống cháy chỉ có ý nghĩa khi đặt chúng trên cùng yêu cầu kỹ thuật. Trước khi lựa chọn, cần xác định ít nhất các thông số sau:
- Giới hạn chịu lửa: Xác định cấu kiện cần đạt R60, R90, R120 hay giá trị khác theo thiết kế và yêu cầu áp dụng.
- Loại cấu kiện thép: Dầm I, cột H, thép hộp hoặc các dạng tiết diện khác có diện tích tiếp xúc với nhiệt khác nhau.
- Hệ số tiết diện Hp/A: Đây là thông số quan trọng khi xác định chiều dày của nhiều hệ bảo vệ chống cháy. Tài liệu kỹ thuật của hệ vữa và tấm chống cháy cũng xác định chiều dày theo thông số này.
- Điều kiện môi trường: Cần xem xét kết cấu nằm trong nhà, ngoài trời, khu vực ẩm hoặc có nguy cơ va đập cơ học.
- Yêu cầu kiến trúc: Kết cấu để lộ thường ưu tiên hệ có bề mặt hoàn thiện tốt, trong khi khu vực kỹ thuật có thể ưu tiên hiệu quả thi công.
Xem thêm : Dịch vụ thiết kế kết cấu thép chịu lửa
Bốn IBST tư vấn lựa chọn giải pháp bọc chống cháy kết cấu thép
So sánh các giải pháp bọc chống cháy cho thấy sơn, vữa và tấm chống cháy đều có phạm vi sử dụng riêng. Việc lựa chọn cần dựa trên giới hạn chịu lửa, tiết diện thép, hệ số Hp/A, môi trường làm việc và yêu cầu hoàn thiện của công trình. Bốn IBST có thể hỗ trợ đánh giá kết cấu, xác định yêu cầu kỹ thuật và lựa chọn phương án bảo vệ chống cháy phù hợp với từng hạng mục. Liên hệ Bốn IBST để được tư vấn trên cơ sở hồ sơ và điều kiện thực tế của công trình.
