Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8790:2011 về sơn bảo vệ kết cấu thép

Nội dung chính trong bài

Độ dày cao (high build): Màng sơn có độ dày khô 80 μm.

Hàm lượng chất không bay hơi cao (high volatile solid contents): Thuật ngữ này sử dụng để mô tả vật liệu sơn có hàm lượng chất không bay hơi lớn hơn so với hàm lượng chất không bay hơi thông thường.

Tính tương hợp (compatibility):

• Của các sản phẩm trong một hệ sơn: Khả năng hai hay nhiều sản phẩm được sử dụng trong một hệ sơn mà không gây nên ảnh hưởng ngoài ý muốn.
• Của một sản phẩm với nền: Khả năng của một sản phẩm được sử dụng trên nền mà không gây nên ảnh hưởng ngoài ý muốn.

IV. Phân loại sơn theo Tiêu chuẩn TCVN 8789 : 2011

4.1. Sơn khô trong không khí

Lớp màng đóng rắn do dung môi hữu cơ hoặc dung môi nước bay hơi và phản ứng của chất tạo màng với oxy trong không khí.

Hệ chất tạo màng điển hình là:

• Alkyt.
• Uretan alkyt.
• Chất tạo màng este epoxy

Thời gian khô phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có nhiệt độ và sự đối lưu của không khí. Phản ứng với oxy có thể diễn ra ở nhiệt độ thấp đến 0oC, mặc dù ở nhiệt độ thấp này tốc độ phản ứng xảy ra chậm hơn rất nhiều.

4.2. Sơn một thành phần

Có thể là hệ sơn dung môi hoặc sơn nước

4.2.1. Sơn dung môi hữu cơ

Màng sơn khô do sự bay hơi của dung môi. Quá trình này là thuận nghịch, tức là, màng sơn khô vẫn hòa tan được trong dung môi ban đầu của nó

Các chất tạo màng điển hình là:

• Cao su clo hóa.
• Chất tạo màng acrylic các loại.
• Bitum.

Thời gian khô phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có nhiệt độ. Phản ứng với oxy có thể diễn ra ở nhiệt độ thấp tới 0oC, mặc dù ở nhiệt độ thấp này tốc độ phản ứng xảy ra chậm hơn rất nhiều.

4.2.2. Sơn dung môi nước

Trong loại sơn này, chất tạo màng được phân tán trong nước. Màng sơn đóng rắn do sự bay hơi của nước và sự hình thành màng của chất tạo màng đã được phân tán.

Quá trình này không thuận nghịch, tức là màng sơn không thể tan trong nước sau khi đã khô.

Các chất tạo màng điển hình là:

• Nhựa acrylic dạng phân tán.
• Nhựa vinylic dạng phân tán.
• Nhựa polyuretan dạng phân tán.

Thời gian khô sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có sự đối lưu của không khí, độ ẩm tương đối và nhiệt độ. Quá trình khô có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp đến +3oC, mặc dù ở nhiệt độ thấp, nó xảy ra chậm hơn rất nhiều.

4.3. Sơn hai thành phần

Nói chung, loại sơn này chứa hai thành phần: thành phần cơ sở và tác nhân đóng rắn.

Màng sơn khô hóa học do sự bay hơi của dung môi (nếu có) và phản ứng hóa học giữa thành phần cơ sở và tác nhân đóng rắn.

4.3.1. Sơn epoxy

* Thành phần cơ sở.

Các loại chất tạo màng trong thành phần cơ sở là các polyme có trong nhóm epoxy – nhóm phản ứng với các chất đóng rắn thích hợp.

Các chất tạo màng điển hình là:

• Epoxy.
• Epoxy vinylic, epoxy acrylic.
• Tổ hợp epoxy (ví dụ chất tạo màng hydro cacbon epoxy hoặc chất tạo màng pek than đá epoxy).

Có thể là hệ sơn dung môi hoặc sơn nước.

Sơn epoxy bị phấn hóa khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Nếu cầu phải duy trì màu sắc hoặc độ bóng thì lớp phủ ngoài cùng nên sử dụng polyuretan béo (4.3.2) hoặc một dạng sơn khô vật lý phù hợp.

* Các tác nhân đóng rắn.

Polyamin, polyamit hoặc các dẫn xuất của chúng được sử dụng phổ biến nhất.

Polyamit thích hợp nhất cho sơn lót do khả năng thấm ướt tốt và tạo ra lớp phủ có khả năng chịu hóa chất tốt hơn.

Quá trình đóng rắn không đòi hỏi phải tiếp xúc với không khí. Tuy nhiên thời gian khô phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó có sự đối lưu của không khí và nhiệt độ. Phản ứng đóng rắn có thể diễn ra ở nhiệt độ thấp đến +5oC.

4.3.2. Sơn polyuretan

* Thành phần cơ sở.

Chất tạo màng là polyme chứa nhóm hydroxyl là nhóm phản ứng với các tác nhân đóng rắn phù hợp.

Trong công thức có thể chứa dung môi hoặc không chứa dung môi.

Các chất tạo màng điển hình là:

• Polyeste.
• Acrylat.
• Polyete.

* Tác nhân đóng rắn:

Các polyizoxyanat thơm hoặc béo thường được sử dụng phổ biến nhất. Các màng sơn được đóng rắn bởi polyizoxyanat béo có tính chất giữ màu sắc và độ bóng rất tốt nếu kết hợp với một thành phần cơ sở phù hợp. Tác nhân đóng rắn polyizoxyanat thơm tạo màng sơn khô nhanh hơn nhưng lại kém thích hợp đối với sơn ngoài trời do có xu hướng phấn hóa và mất màu nhanh hơn.

Quá trình đóng rắn không đòi hỏi phải tiếp xúc với không khí. Tuy nhiên, thời gian khô phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có sự đối lưu của không khí và nhiệt độ. Phản ứng đóng rắn có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp đến 0oC hoặc thấp hơn, nhưng độ ẩm cần được ưu tiên duy trì trong phạm vi mà nhà sản xuất sơn đã kiến nghị, để đảm bảo lớp phủ không chứa bọt và bị rỗ li ti.

4.3.3. Sơn đóng rắn bằng hơi nước

Màng sơn khô do dung môi bay hơi. Màng sơn được tạo thành bằng phản ứng giữa chất tạo màng với hơi nước trong không khí.

Các loại chất tạo màng điển hình là:

• Polyuretan (1 thành phần).
• Alkyl silicat.
• Etyl silicat (2 thành phần).
• Etyl silicat (1 thành phần).

Thời gian khô phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, độ ấm không khí và chiều dày màng sơn.

Phản ứng đóng rắn có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp đến 0oC hoặc thấp hơn, miễn là trong không khí vẫn còn chứa hơi nước. Độ ẩm càng thấp, thì sự đóng rắn càng chậm. Điều quan trọng là những chỉ dẫn của nhà sản xuất liên quan đến các giới hạn về độ ẩm và chiều dày màng sơn khô, màng sơn ướt phải được tuân thủ, nhằm tránh bị bọt, rỗ li ti và bong tách màng sơn.

V. Các hệ sơn theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8790:2011

5.1. Phân loại môi trường và bề mặt được sơn

5.1.1. Phân loại môi trường

Theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8790:2011, môi trường được phân thành các loại sau:

• C1 – rất thấp
• C2 – thấp
• C3 – trung bình
• C4 – cao
• C5 – I – rất cao (môi trường công nghiệp)
• C5 – M – rất cao (môi trường biển).

Ba loại sau được phân cho môi trường nước và đất:

• lm1 – ngâm trong nước ngọt
• lm2 – ngâm trong nước biển hoặc nước lợ;
• lm3 – chôn trong đất.

5.1.2. Bề mặt được sơn

5.1.2.1. Kết cấu mới

Các hệ sơn được liệt kê trong phụ lục A có liên quan với các loại chuẩn bị bề mặt Sa 2.5 và St2 với bề mặt thép được chuẩn bị tới St 2, gỉ loại C như trong ISO 8501-1 là loại đối chứng. Độ nhám của bề mặt được đánh giá bằng độ cao phổ biến của các đỉnh so với độ sâu phổ biến của các lõm thấp.

Phương pháp phân loại bề mặt thép đã được làm sạch bằng phun được mô tả trong ISO 8503-2.

Các hệ sơn được liệt kê trong phụ lục A là các ví dụ điển hình cho những hệ được sử dụng trong các môi trường ăn mòn theo phân loại trong tiêu chuẩn này. Không cần bảo vệ chống ăn mòn cho các hạng mục trong môi trường ăn mòn loại C1. Nếu việc phủ sơn là cần thiết vì lý do thẩm mỹ thì có thể sử dụng các hệ sơn trong bảng A.2 (loại môi trường ăn mòn C2).

5.1.2.2. Bảo trì

Để bảo trì các bề mặt đã được sơn phủ, điều kiện của lớp phủ đang tồn tại và các bề mặt phải được kiểm tra bằng cách sử dụng phương pháp thích hợp, ví dụ theo tiêu chuẩn ISO 4628, để xác định xem cần sơn lại toàn bộ hay từng phần. Sau đó, phải qui định cách chuẩn bị bề mặt và hệ sơn bảo vệ cần tham vấn kiến nghị của nhà sản xuất sơn. Vùng thử nghiệm có thể được chuẩn bị để kiểm tra theo kiến nghị của nhà sản xuất.

5.2. Dạng sơn lót

Có 2 dạng đó là sơn lót giàu kẽm hay sơn dựa trên các chất màu khác. Với loại sơn lót giàu kẽm, hàm lượng bột màu dạng kẽm tối thiểu trong phần hợp chất không bay hơi phải là 80% theo trọng lượng (m/m), đối với cả hai loại chất tạo màng gốc hữu cơ và vô cơ. Số liệu này là cơ sở cho độ bền (tuổi thọ) của hệ sơn có lớp sơn lót giàu kẽm. Bột kẽm kim loại phải tuân thủ những yêu cầu đã qui định trong ISO 3549.

5.3. Hệ sơn có hàm lượng các chất hữu cơ dễ bay hơi thấp

Những ví dụ liệt kê trong Phụ lục A bao gồm các hệ sơn có hàm lượng VOC thấp được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu về mức độ bay hơi thấp của dung môi.

Với từng môi trường ăn mòn, một hoặc hai bảng riêng biệt chỉ ra các loại sơn hay hệ sơn được liệt kê có sẵn trên thị trường là loại sơn gốc nước hay là loại 1 thành phần hoặc 2 thành phần. Một số hệ sơn được liệt kê có thể bao gồm cả sơn có hàm lượng chất rắn cao hay sơn gốc nước dùng làm sơn lót và cả lớp sơn phủ ngoài, hoặc bằng sự kết hợp sơn có hàm lượng chất rắn cao và sơn gốc nước.

5.4. Tuổi thọ

Tuổi thọ của một hệ sơn bảo vệ phụ thuộc vào một số yếu tố, như:

• Loại hệ sơn.
• Thiết kế kết cấu.
• Điều kiện mặt nền trước khi chuẩn bị.
• Mức độ chuẩn bị bề mặt.
• Tiêu chuẩn áp dụng.
• Điều kiện thi công.
• Điều kiện tiếp xúc của sơn sau khi tạo màng.

Điều kiện của hệ sơn được áp dụng có thể được đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 4628-1 đến ISO 4628-6.

Trên cơ sở đó, độ bền được đưa ra trong phần này với 3 khoảng:

• Thấp (L): 2 đến 5 năm
• Trung bình (M): 5 đến 15 năm
• Cao (H): trên 15 năm.

VI. Các phương pháp làm sạch bề mặt

• Làm sạch bằng chất mài mòn khô: là phương pháp phổ biến nhất và hiệu quả nhất đối với việc làm sạch bề mặt thép. Phương pháp được thực hiện bằng cách phun chất mài mòn với áp lực cao lên bề mặt thép. Thường dùng cát làm chất mài mòn khô.
• Làm sạch bằng chất mài mòn ướt: phù hợp với bề mặt thép bị nhiễm bẩn do các muối hòa tan. Hiệu quả hơn nếu phương pháp này được thực hiện bằng cách phun nước áp suất thấp sau đó phun khí nén áp suất cao có chứa cát lên bề mặt thép. 
• Làm sạch bằng axit là phương pháp chuẩn bị bề mặt bằng cách ngâm nhúng thép trong bồn đựng axit sau đó cọ rửa bằng nước sạch.

6.1. Chuẩn bị thi công sơn

6.2. Thi công sơn