Kết cấu thép có khả năng chịu lực tốt, trọng lượng nhẹ và thuận tiện trong thi công, nhưng cường độ của thép sẽ suy giảm khi nhiệt độ tăng cao trong đám cháy. Vì vậy, đối với những công trình có yêu cầu về giới hạn chịu lửa, kết cấu thép cần được áp dụng giải pháp bảo vệ phù hợp.
Một trong những giải pháp phổ biến là sơn chống cháy kết cấu thép, đặc biệt là sơn trương nở. Khi chịu tác động của nhiệt, lớp sơn phản ứng và tạo thành lớp cách nhiệt, làm chậm quá trình truyền nhiệt vào thép, qua đó giúp cấu kiện duy trì khả năng chịu lực trong khoảng thời gian được thiết kế.
Tuy nhiên, khả năng chống cháy không thể xác định chỉ dựa vào tên sản phẩm hay độ dày sơn theo kinh nghiệm. Hiệu quả của hệ sơn còn phụ thuộc vào loại cấu kiện, tiết diện thép, hệ số tiết diện, nhiệt độ thiết kế, giới hạn chịu lửa yêu cầu và phạm vi thử nghiệm, đánh giá của từng sản phẩm.
Vì vậy, từ khâu lựa chọn vật liệu đến thi công và nghiệm thu đều cần dựa trên hồ sơ thiết kế, yêu cầu PCCC của công trình và tài liệu kỹ thuật đã được đánh giá của hệ sơn sử dụng.
Quy định và tiêu chuẩn chống cháy kết cấu thép tại Việt Nam
1. Luật Phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ 2024
Từ ngày 01/07/2025, Luật số 55/2024/QH15 về Phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ chính thức có hiệu lực. Đây là một trong những căn cứ pháp lý quan trọng trong việc tổ chức thiết kế, thi công, quản lý và bảo đảm an toàn PCCC cho nhà và công trình tại Việt Nam.
Do đó, các nội dung kỹ thuật liên quan đến giải pháp bảo vệ chống cháy cho kết cấu thép hiện nay cần được xem xét trong hệ thống pháp luật mới thay vì chỉ viện dẫn các quy định trước năm 2025.
2. Nghị định 105/2025/NĐ-CP
Nghị định 105/2025/NĐ-CP, có hiệu lực từ ngày 01/07/2025, quy định chi tiết một số điều và biện pháp thi hành Luật Phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ.
Đối với vật liệu, cấu kiện ngăn cháy và chống cháy thuộc danh mục quản lý, việc đưa sản phẩm ra thị trường phải đáp ứng các yêu cầu về chất lượng và thủ tục lưu thông theo quy định hiện hành. Bộ Xây dựng cũng đã công bố thủ tục cấp giấy phép lưu thông đối với vật liệu, cấu kiện ngăn cháy, chống cháy.
Vì vậy, khi lựa chọn sơn chống cháy cho một dự án cụ thể, ngoài các thông số kỹ thuật, chủ đầu tư và đơn vị thi công cần kiểm tra hồ sơ pháp lý, tài liệu thử nghiệm, phạm vi sử dụng và các giấy tờ liên quan của sản phẩm theo yêu cầu áp dụng cho công trình.
3. QCVN 06:2022/BXD và Sửa đổi 1:2023
QCVN 06:2022/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình, cùng Sửa đổi 1:2023, là căn cứ quan trọng để xác định các yêu cầu an toàn cháy đối với công trình. Bộ Xây dựng vẫn tiếp tục viện dẫn và hướng dẫn áp dụng bộ quy chuẩn này trong năm 2025.
Đối với kết cấu thép, yêu cầu không phải lúc nào cũng mặc định là chống cháy 60, 90 hay 120 phút. Giới hạn chịu lửa cần thiết phải được xác định theo loại công trình, công năng, bậc chịu lửa, đặc điểm kết cấu và các yêu cầu cụ thể của hồ sơ thiết kế.
Nói cách khác, phải xác định cấu kiện cần đạt giới hạn chịu lửa bao nhiêu trước, sau đó mới lựa chọn hệ sơn và tính toán chiều dày lớp sơn tương ứng.
4. TCVN 9311-1:2024 – Yêu cầu chung về thử nghiệm chịu lửa
TCVN 9311-1:2024 – Thử nghiệm chịu lửa – Các bộ phận công trình – Phần 1: Các yêu cầu chung là phiên bản hiện hành thay cho TCVN 9311-1:2012.
Tiêu chuẩn này đưa ra các yêu cầu chung khi tiến hành thử nghiệm khả năng chịu lửa của các bộ phận công trình và là cơ sở để áp dụng cùng các phần chuyên biệt của bộ TCVN 9311.
5. TCVN 9311-10:2025 – Đánh giá vật liệu bảo vệ chịu lửa cho kết cấu thép
Đối với chủ đề sơn chống cháy kết cấu thép, một tiêu chuẩn đặc biệt đáng chú ý là:
TCVN 9311-10:2025 – Thử nghiệm chịu lửa – Các bộ phận công trình – Phần 10: Các yêu cầu riêng đánh giá hiệu quả của vật liệu bảo vệ chịu lửa cho kết cấu thép.
Tiêu chuẩn này được xây dựng tương ứng với ISO 834-10 và tập trung trực tiếp vào việc đánh giá vật liệu bảo vệ chịu lửa được áp dụng lên các cấu kiện thép.
Đây là căn cứ phù hợp hơn khi xem xét hiệu quả của hệ vật liệu chống cháy cho dầm, cột và các cấu kiện thép khác.
Khi đánh giá khả năng bảo vệ, không chỉ có chiều dày lớp sơn mà còn phải xem xét phạm vi tiết diện thép, hệ số tiết diện, nhiệt độ thiết kế và khoảng thời gian chịu lửa đã được thử nghiệm, đánh giá. ISO 834-11 cũng sử dụng các thông số này khi đánh giá hệ bảo vệ chống cháy cho cấu kiện thép.
6. TCVN 8790:2011 có áp dụng cho sơn chống cháy không?
TCVN 8790:2011 – Sơn bảo vệ kết cấu thép – Quy trình thi công và nghiệm thu vẫn có giá trị tham khảo đối với công tác sơn bảo vệ kết cấu thép, đặc biệt trong việc kiểm soát quá trình thi công và nghiệm thu lớp phủ. Tuy nhiên, phạm vi của tiêu chuẩn này tập trung vào hệ sơn bảo vệ kết cấu thép và chống ăn mòn, không phải tiêu chuẩn dùng để xác định giới hạn chịu lửa của sơn chống cháy.
Do đó, không nên sử dụng riêng TCVN 8790:2011 để kết luận một hệ sơn có khả năng bảo vệ kết cấu thép trong 60, 90 hay 120 phút.
Đối với công tác kiểm tra lớp sơn bảo vệ kết cấu thép, TCVN 9276:2012 cũng đưa ra hướng dẫn kiểm tra, giám sát quá trình thi công sơn phủ.
Độ dày sơn chống cháy kết cấu thép được xác định như thế nào?
Một nhầm lẫn phổ biến khi lập dự toán là lấy một chiều dày sơn cố định rồi áp dụng cho toàn bộ kết cấu thép. Trong thực tế, cùng yêu cầu chịu lửa 90 phút nhưng dầm, cột hoặc các loại tiết diện khác nhau có thể cần chiều dày vật liệu bảo vệ khác nhau.
Chiều dày sơn chống cháy cần được xác định dựa trên nhiều thông số, trong đó đáng chú ý gồm:
- Giới hạn chịu lửa yêu cầu của cấu kiện.
- Loại cấu kiện: cột, dầm, giằng hoặc cấu kiện khác.
- Hình dạng và kích thước tiết diện thép.
- Hệ số tiết diện của cấu kiện.
- Số mặt của cấu kiện tiếp xúc với lửa.
- Nhiệt độ giới hạn hoặc nhiệt độ thiết kế của thép.
- Hệ sơn và phạm vi chiều dày đã được thử nghiệm, đánh giá.
- Điều kiện sử dụng trong nhà, ngoài trời và mức độ ăn mòn của môi trường.
ISO 834-11 xác định việc đánh giá hệ bảo vệ thép cần xét đến cả chiều dày vật liệu bảo vệ, tiết diện và hệ số tiết diện của thép, nhiệt độ thiết kế cũng như thời gian chịu lửa.
Vì vậy, hồ sơ thi công nên có bảng chiều dày sơn chống cháy theo từng nhóm cấu kiện thay vì đưa ra một con số chung cho toàn bộ công trình.
Quy trình thi công sơn chống cháy kết cấu thép đạt chuẩn tại Việt Nam
Quy trình cụ thể có thể khác nhau giữa từng loại sơn. Các thông số như độ sạch bề mặt, loại sơn lót, chiều dày mỗi lớp, thời gian sơn lớp kế tiếp, nhiệt độ hay độ ẩm cho phép phải tuân theo tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất và hệ sơn đã được phê duyệt.
Không nên mặc định những thông số như “sơn lót 50–80 µm”, “khô sau 30 phút” hay “độ ẩm luôn phải dưới 85%” cho tất cả sản phẩm.
Bước 1. Kiểm tra và chuẩn bị bề mặt thép
Bề mặt thép phải được kiểm tra trước khi thi công để loại bỏ gỉ sét, dầu mỡ, bụi bẩn, muối và các tạp chất có thể ảnh hưởng đến độ bám dính của hệ sơn.
Phương pháp và cấp độ làm sạch phải tuân theo chỉ dẫn kỹ thuật của hệ sơn được lựa chọn và yêu cầu của hồ sơ dự án. Phun hạt mài hoặc phun bi thường được sử dụng đối với kết cấu thép cần xử lý bề mặt ở mức độ cao.
Sau khi làm sạch, cần hạn chế để bề mặt thép bị tái gỉ hoặc nhiễm bẩn trước khi thi công lớp tiếp theo.
Bước 2. Thi công lớp sơn lót phù hợp
Sơn lót có nhiệm vụ bảo vệ thép khỏi ăn mòn và tạo nền cho hệ sơn chống cháy.
Điểm quan trọng là sơn lót phải tương thích với lớp sơn chống cháy. Không nên tự ý thay đổi loại primer chỉ dựa trên màu sắc hoặc đặc tính chống gỉ thông thường.
Các nhà sản xuất hệ sơn chống cháy thường đánh giá primer, lớp trương nở và lớp phủ hoàn thiện như một hệ thống tương thích. Việc sử dụng sai lớp lót hoặc lớp phủ có thể ảnh hưởng đến độ bám dính và khả năng làm việc của hệ sơn.
Bước 3. Xác định chiều dày sơn chống cháy cho từng cấu kiện
Trước khi thi công, đơn vị kỹ thuật cần xác định yêu cầu chịu lửa của từng nhóm cấu kiện và đối chiếu với bảng tính hoặc tài liệu đánh giá của sản phẩm.
Ví dụ, hai cấu kiện cùng yêu cầu R90 chưa chắc sử dụng cùng một chiều dày sơn nếu hình dạng và hệ số tiết diện của chúng khác nhau.
Đây là bước cần hoàn thành trước khi bóc tách khối lượng, lập kế hoạch thi công và nghiệm thu.
Bước 4. Thi công lớp sơn chống cháy
Sơn chống cháy được thi công theo số lớp cần thiết để đạt tổng chiều dày màng khô thiết kế.
Trong quá trình thi công cần kiểm soát chiều dày màng ướt hoặc màng khô theo hướng dẫn của sản phẩm, đồng thời bảo đảm thời gian khô và khoảng thời gian sơn lớp kế tiếp.
Đối với các cấu kiện có nhiều góc cạnh, bản cánh, bản bụng, liên kết hoặc vị trí khó tiếp cận, cần kiểm soát kỹ để tránh thiếu chiều dày cục bộ.
Không nên cố tăng chiều dày quá lớn trong một lần thi công nếu tài liệu kỹ thuật của sản phẩm không cho phép, bởi điều này có thể gây nứt, chảy sơn, khô không đồng đều hoặc ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ.
Bước 5. Thi công lớp phủ hoàn thiện khi hệ sơn yêu cầu
Không phải mọi hệ sơn chống cháy đều cần lớp phủ hoàn thiện trong mọi môi trường.
Đối với những khu vực ngoài trời, độ ẩm cao, có tác động hóa chất hoặc yêu cầu thẩm mỹ, hệ thống có thể cần thêm topcoat phù hợp.
Loại topcoat phải nằm trong phạm vi tương thích với lớp sơn chống cháy. Hệ primer – sơn chống cháy – topcoat cần được xem xét như một hệ thống hoàn chỉnh thay vì lựa chọn từng lớp độc lập.
Bước 6. Kiểm tra và nghiệm thu
Sau khi hoàn thiện, công tác kiểm tra nên bao gồm tình trạng bề mặt, tính liên tục của màng sơn, chiều dày màng khô tại các vị trí quy định, các khuyết tật như nứt, bong tróc hoặc phồng rộp và khả năng bám dính nếu hồ sơ kỹ thuật yêu cầu.
Kết quả đo chiều dày cần được đối chiếu với bảng chiều dày thiết kế của từng cấu kiện, không chỉ so sánh với một giá trị trung bình chung cho cả công trình.
Hồ sơ nghiệm thu cũng cần thống nhất với hồ sơ thiết kế, tài liệu kỹ thuật của hệ sơn, hồ sơ chất lượng vật liệu và các tài liệu thử nghiệm, đánh giá chịu lửa được sử dụng cho dự án.
Các loại sơn chống cháy kết cấu thép phổ biến
Nếu xét đúng theo công nghệ sơn bảo vệ kết cấu thép, sơn trương nở (intumescent coating) là nhóm được sử dụng phổ biến trong các hệ bảo vệ chống cháy thụ động bằng lớp phủ. Khi chịu nhiệt, lớp sơn phản ứng và trương nở, tạo thành một lớp char cách nhiệt giúp làm chậm quá trình thép tăng nhiệt.
Thay vì chia đơn giản thành “sơn trương nở” và “sơn gốm”, có thể phân loại các hệ sơn chống cháy cho kết cấu thép theo công nghệ chất kết dính và điều kiện sử dụng.
Sơn chống cháy trương nở gốc nước
Đây thường là hệ sơn acrylic gốc nước, phù hợp với nhiều công trình xây dựng, đặc biệt ở các khu vực trong nhà hoặc môi trường đáp ứng phạm vi sử dụng của sản phẩm.
Ưu điểm thường gặp là mùi thấp hơn, hàm lượng VOC thấp và thuận lợi khi thi công trong những dự án có yêu cầu kiểm soát dung môi.
Trên thị trường hiện nay đã có các hệ sơn trương nở gốc nước được chứng nhận cho các khoảng thời gian bảo vệ khác nhau tùy sản phẩm.
Sơn chống cháy trương nở gốc dung môi
Các hệ acrylic gốc dung môi thường được sử dụng khi yêu cầu thi công, tốc độ khô hoặc điều kiện môi trường phù hợp với đặc tính của sản phẩm.
Một số hệ sơn thương mại thuộc nhóm này được đánh giá cho kết cấu thép chịu tác động của đám cháy cellulose với nhiều mức thời gian bảo vệ khác nhau.
Sơn chống cháy trương nở gốc epoxy
Sơn trương nở epoxy thường có cấu tạo hai thành phần và được lựa chọn cho những môi trường cần độ bền cơ học hoặc khả năng chịu tác động môi trường cao hơn.
Hiện có các hệ epoxy không dung môi được phát triển cho bảo vệ kết cấu thép trước đám cháy cellulose và có khả năng sử dụng cả trong những điều kiện khắc nghiệt hơn so với nhiều hệ acrylic thông thường.
Việc lựa chọn gốc nước, gốc dung môi hay epoxy không nên chỉ dựa vào giá thành. Cần xem xét đồng thời yêu cầu chịu lửa, điều kiện môi trường, tuổi thọ hệ sơn, khả năng chống ăn mòn, điều kiện thi công và phạm vi chứng nhận của sản phẩm.
Sơn chống cháy có phải là giải pháp duy nhất cho kết cấu thép?
Không. Ngoài lớp phủ trương nở, kết cấu thép có thể được bảo vệ bằng các giải pháp thụ động khác như tấm chống cháy hoặc vật liệu phun cách nhiệt vô cơ. Mỗi giải pháp có phạm vi ứng dụng, yêu cầu thẩm mỹ, tải trọng bổ sung, tiến độ và chi phí khác nhau.
Sơn trương nở thường được quan tâm khi công trình muốn giữ hình dáng kiến trúc của cấu kiện thép, hạn chế tăng kích thước bao che và cần bề mặt hoàn thiện tương đối gọn.
Những sai sót thường gặp khi thi công sơn chống cháy kết cấu thép
Một trong những sai sót đáng chú ý là lấy chiều dày sơn của dự án khác để áp dụng trực tiếp cho công trình mới. Chiều dày phải gắn với sản phẩm cụ thể, loại tiết diện, hệ số tiết diện, nhiệt độ thiết kế và giới hạn chịu lửa yêu cầu.
Sai sót khác là thay đổi primer hoặc topcoat mà không kiểm tra khả năng tương thích với hệ sơn chống cháy. Một hệ sơn có thể đạt kết quả thử nghiệm khi sử dụng với một nhóm primer nhất định nhưng không có nghĩa mọi loại sơn lót đều có thể thay thế cho nhau.
Ngoài ra, không nên đánh giá chất lượng chỉ dựa trên độ dày lớp sơn sau khi hoàn thành. Hồ sơ kỹ thuật, vật liệu sử dụng, điều kiện thi công, tình trạng bề mặt và phạm vi thử nghiệm chịu lửa của sản phẩm đều cần được kiểm soát trong quá trình nghiệm thu.
Lựa chọn và thi công sơn chống cháy kết cấu thép cần lưu ý gì?
Đối với nhà xưởng, nhà thép tiền chế, kho, trung tâm thương mại hoặc các công trình sử dụng kết cấu thép, giải pháp chống cháy nên được xác định ngay từ giai đoạn thiết kế.
Trước tiên cần xác định giới hạn chịu lửa của từng cấu kiện theo hồ sơ thiết kế và yêu cầu của QCVN 06. Sau đó mới lựa chọn sản phẩm có tài liệu thử nghiệm, đánh giá phù hợp và tính toán chiều dày cho từng loại tiết diện.
Trong quá trình thi công, cần kiểm soát đồng bộ từ xử lý bề mặt, lớp sơn lót, lớp chống cháy, lớp phủ hoàn thiện đến đo chiều dày và lập hồ sơ nghiệm thu. Việc chỉ yêu cầu “sơn chống cháy 90 phút” mà không xác định loại thép, tiết diện và hệ sơn cụ thể là chưa đủ để xây dựng phương án kỹ thuật chính xác.
Với các dự án nhà thép tiền chế và kết cấu thép, TPT Steel có thể phối hợp cùng chủ đầu tư và các đơn vị liên quan để xem xét yêu cầu kỹ thuật của hệ kết cấu, lựa chọn giải pháp bảo vệ phù hợp và kiểm soát quá trình thi công theo hồ sơ được phê duyệt.
Nếu bạn đang cần tư vấn thiết kế, gia công, thi công kết cấu thép hoặc lựa chọn giải pháp chống cháy phù hợp cho công trình, hãy liên hệ TPT Steel để được trao đổi cụ thể dựa trên yêu cầu thực tế của dự án.
