Định mức sơn chống cháy kết cấu thép được tính như thế nào?

Định mức sơn chống cháy ảnh hưởng trực tiếp đến lượng vật tư, chiều dày màng sơn và khả năng đáp ứng giới hạn chịu lửa của kết cấu thép. Việc tính định mức cần dựa trên đặc điểm cấu kiện và thông số kỹ thuật của đúng hệ sơn được sử dụng. Vậy định mức sơn chống cháy kết cấu thép được tính như thế nào? Hãy cùng Tổng Kho Sơn tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

I. Sơn chống cháy là gì?

Sơn chống cháy là loại sơn chuyên dụng được thi công lên dầm, cột, kèo và các cấu kiện thép nhằm kéo dài thời gian kết cấu duy trì khả năng chịu lực khi xảy ra cháy. Khi nhiệt độ tăng cao, lớp sơn chống cháy trương nở, hình thành lớp cách nhiệt giúp làm chậm quá trình truyền nhiệt vào thép.

Một hệ sơn chống cháy cho kết cấu thép thường có các đặc điểm:

• Bảo vệ kết cấu thép: lớp sơn tạo khả năng cách nhiệt, giúp thép tăng thời gian duy trì khả năng chịu lực trong điều kiện cháy.
• Thi công theo hệ sơn: hệ hoàn chỉnh có thể gồm sơn lót chống rỉ, lớp sơn chống cháy và lớp phủ bảo vệ phù hợp.
• Có nhiều giới hạn chịu lửa: tùy yêu cầu thiết kế, kết cấu có thể được bảo vệ theo các mức 30, 45, 60, 90, 120, 150 phút hoặc mức khác.
• Chiều dày được kiểm soát: lớp sơn chống cháy cần đạt chiều dày màng khô theo yêu cầu của từng cấu kiện và hệ sản phẩm.

Vì mỗi cấu kiện có tiết diện và yêu cầu chịu lửa khác nhau, định mức sơn chống cháy cần được xác định cụ thể thay vì áp dụng một mức kg/m² chung cho toàn bộ công trình.

>>>> Xem thêm: Sơn chống cháy 60 phút, 90 phút và 120 phút khác nhau như thế nào?

II. Định mức sơn chống cháy kết cấu thép được tính như thế nào?

Định mức sơn chống cháy được xác định từ lượng sơn cần sử dụng trên mỗi mét vuông để tạo được chiều dày màng khô theo yêu cầu. Quá trình xác định cần lần lượt xét giới hạn chịu lửa, hệ số tiết diện Am/V, nhiệt độ tới hạn, chiều dày màng sơn và định mức của đúng sản phẩm.

2.1. Xác định giới hạn chịu lửa của kết cấu thép

Bước đầu tiên là xác định thời gian mà cấu kiện thép cần được bảo vệ trong điều kiện cháy. Thông số này được xác định theo yêu cầu thiết kế của từng công trình và từng nhóm cấu kiện.

Một số mức thường gặp gồm:

• 30 – 45 phút: áp dụng khi thiết kế yêu cầu kết cấu duy trì khả năng chịu lực trong khoảng thời gian tương ứng.
• 60 phút: kết cấu cần đáp ứng giới hạn chịu lửa trong 1 giờ.
• 90 phút: thời gian bảo vệ tăng lên 1 giờ 30 phút.
• 120 phút: yêu cầu duy trì khả năng chịu lửa trong 2 giờ.
• 150 – 180 phút: áp dụng cho các cấu kiện có yêu cầu thời gian bảo vệ cao hơn.

Giới hạn chịu lửa là dữ liệu đầu vào quan trọng để xác định chiều dày sơn chống cháy, nhưng cần kết hợp thêm đặc điểm của chính cấu kiện thép.

2.2. Xác định hệ số tiết diện Am/V

Hệ số tiết diện Am/V thể hiện mối quan hệ giữa diện tích bề mặt thép tiếp xúc với nhiệt và thể tích của cấu kiện. Đây là thông số quan trọng khi xác định khả năng thép hấp thụ nhiệt trong điều kiện cháy.

Khi xác định Am/V cần quan tâm:

• Am: diện tích bề mặt cấu kiện thép tiếp xúc với lửa.
• V: thể tích của cấu kiện thép trên chiều dài tương ứng.
• Đơn vị: hệ số Am/V thường được biểu thị bằng m⁻¹.
• Loại tiết diện: thép I, H, hộp, cột, dầm và các cấu kiện tổ hợp có hệ số tiết diện khác nhau.
• Số mặt tiếp xúc: cấu kiện tiếp xúc với lửa ở 3 mặt hoặc 4 mặt sẽ có điều kiện truyền nhiệt khác nhau.

Vì vậy, hai cấu kiện cùng yêu cầu chịu lửa 90 phút vẫn có thể cần chiều dày sơn khác nhau nếu hệ số tiết diện Am/V khác nhau.

2.3. Xác định nhiệt độ tới hạn của thép

Nhiệt độ tới hạn là một trong những dữ liệu được sử dụng để xác định mức bảo vệ cần thiết cho cấu kiện. Khi nhiệt độ thép tăng, khả năng chịu lực của kết cấu thay đổi, vì vậy nhiệt độ giới hạn cần được xác định theo thiết kế chịu lửa.

Việc xác định thường liên quan đến:

• Loại cấu kiện: dầm, cột và các kết cấu chịu lực có điều kiện làm việc khác nhau.
• Tải trọng tác dụng: mức tải mà cấu kiện phải chịu trong trường hợp cháy ảnh hưởng đến khả năng chịu lực.
• Hệ số sử dụng: phản ánh mức độ khai thác khả năng chịu lực của cấu kiện.
• Nhiệt độ giới hạn: được xác định trên cơ sở tính toán thiết kế của kết cấu trong điều kiện cháy.

Sau khi có giới hạn chịu lửa, Am/V và nhiệt độ tới hạn, có thể đối chiếu dữ liệu của hệ sơn chống cháy để xác định chiều dày cần thiết.

2.4. Xác định chiều dày màng sơn chống cháy

Chiều dày màng khô là cơ sở trực tiếp để xác định định mức vật liệu. Giá trị này cần được tra theo bảng dữ liệu hoặc kết quả thử nghiệm của đúng hệ sơn chống cháy được lựa chọn.

Khi xác định chiều dày cần lưu ý:

• Theo thời gian chịu lửa: yêu cầu 30, 60, 90 hay 120 phút có mức chiều dày tương ứng theo từng hệ sản phẩm.
• Theo Am/V: cấu kiện có hệ số tiết diện khác nhau có thể cần chiều dày bảo vệ khác nhau.
• Theo nhiệt độ tới hạn: đây là một trong các thông số đầu vào để lựa chọn chiều dày phù hợp.
• Theo sản phẩm: mỗi dòng sơn có đặc tính trương nở và dữ liệu thử nghiệm riêng.
• Theo màng khô: chiều dày cần kiểm soát là tổng chiều dày màng sơn chống cháy sau khi khô theo yêu cầu.

Do đó, cùng là sơn chống cháy 120 phút nhưng chiều dày màng khô giữa các sản phẩm hoặc các nhóm cấu kiện có thể khác nhau.

2.5. Tra định mức sơn theo chiều dày yêu cầu

Sau khi xác định được chiều dày màng khô, định mức kg/m² cần được lấy từ bảng định mức của đúng dòng sơn. Số liệu bạn cung cấp cho thấy định mức tăng theo chiều dày lớp chống cháy.

Có thể tham khảo:

• 30 phút: chiều dày 235 µm, định mức khoảng 0,47 kg/m².
• 45 phút: chiều dày 303 µm, định mức khoảng 0,56 – 0,70 kg/m².
• 60 phút: chiều dày 363 µm, định mức khoảng 0,68 – 0,80 kg/m².
• 90 phút: chiều dày 427 µm, định mức khoảng 0,81 – 0,85 kg/m².
• 120 phút: chiều dày 607 µm, định mức khoảng 1,14 – 1,18 kg/m².
• 150 phút: chiều dày 696 µm, định mức khoảng 1,28 – 1,38 kg/m².
• 180 phút: chiều dày 771 µm, định mức khoảng 1,48 – 1,58 kg/m².

Lưu ý quan trọng: Các số liệu trên mang tính chất tham khảo. Định mức thực tế có thể thay đổi tùy thuộc vào nhà sản xuất, dòng sản phẩm cụ thể và yêu cầu thiết kế của từng cấu kiện.

2.6. Tính lượng sơn cần sử dụng theo diện tích kết cấu

Khi đã có định mức kg/m² của đúng hệ sơn, bước tiếp theo là xác định diện tích bề mặt kết cấu cần bảo vệ để tính tổng lượng vật liệu.

Quá trình tính cần thực hiện:

• Bóc tách diện tích: tính diện tích bề mặt thực tế của dầm, cột và các cấu kiện cần sơn.
• Phân nhóm cấu kiện: tập hợp các cấu kiện có cùng yêu cầu chịu lửa, Am/V và chiều dày màng sơn.
• Áp dụng đúng định mức: mỗi nhóm sử dụng định mức kg/m² tương ứng với chiều dày đã xác định.
• Tính lượng vật tư: lấy diện tích bề mặt cần thi công nhân với định mức kg/m² của nhóm cấu kiện đó.
• Tổng hợp toàn công trình: cộng lượng sơn của từng nhóm để xác định tổng khối lượng vật tư cần chuẩn bị.

Nếu công trình có nhiều loại dầm và cột với hệ số Am/V khác nhau, từng nhóm cần được tính riêng để kết quả dự trù sát với thiết kế.

III. Cách dự trù lượng sơn chống cháy cho công trình

Dự trù sơn chống cháy nên thực hiện sau khi đã có thông tin về kết cấu và hệ sơn. Việc chia công trình thành từng nhóm cấu kiện giúp lượng vật tư được tính sát hơn so với áp dụng một định mức chung.

Các bước thực hiện gồm:

• Bước 1 – Xác định yêu cầu chịu lửa: phân loại cấu kiện theo R30, R60, R90, R120 hoặc giới hạn chịu lửa được thiết kế.
• Bước 2 – Xác định tiết diện: thống kê loại thép, kích thước, chiều dài và số lượng của từng cấu kiện.
• Bước 3 – Xác định Am/V: tính hệ số tiết diện tương ứng với từng nhóm dầm, cột hoặc cấu kiện.
• Bước 4 – Xác định chiều dày: đối chiếu Am/V, nhiệt độ tới hạn và giới hạn chịu lửa với dữ liệu của hệ sơn.
• Bước 5 – Tra định mức: lấy mức kg/m² tương ứng với chiều dày màng khô từ tài liệu của sản phẩm.
• Bước 6 – Tính vật tư: áp dụng định mức cho diện tích bề mặt của từng nhóm rồi tổng hợp lượng sơn toàn công trình.

Có thể tóm tắt trình tự xác định định mức như sau:

Giới hạn chịu lửa → Hệ số Am/V → Nhiệt độ tới hạn → Chiều dày màng khô → Định mức kg/m² → Diện tích bề mặt → Lượng sơn cần sử dụng.

Cách làm này giúp định mức bám sát đặc điểm của từng cấu kiện và dữ liệu kỹ thuật của sản phẩm chống cháy được lựa chọn.

IV. Địa chỉ mua sơn chống cháy kết cấu thép chính hãng, uy tín

Việc lựa chọn sơn chống cháy cần đi cùng với xác định đúng giới hạn chịu lửa, chiều dày màng sơn và định mức vật tư. Đặc biệt với công trình có nhiều loại dầm, cột và tiết diện thép khác nhau, việc bóc tách từng nhóm cấu kiện sẽ giúp chủ đầu tư chủ động hơn về lượng sơn và chi phí thi công.

Tổng Kho Sơn cung cấp các dòng sơn chống cháy dành cho kết cấu thép, đáp ứng nhiều yêu cầu sử dụng tại nhà xưởng, kho, công trình công nghiệp và các kết cấu thép khác. Khách hàng có thể cung cấp thông tin về loại thép, diện tích, yêu cầu chịu lửa và sản phẩm dự kiến sử dụng để được hỗ trợ lựa chọn hệ sơn phù hợp.

Liên hệ Tổng Kho Sơn qua Hotline: 0392.773.199 để được tư vấn lựa chọn sơn chống cháy, xác định định mức vật tư và nhận báo giá phù hợp với công trình.