Cách Chọn Hệ Thống Sơn Phủ cho Khu Vực Có Độ Ẩm Cao hoặc Giao Thông Dày Đặc

Việc lựa chọn hệ thống phủ phù hợp cho các môi trường tiếp xúc với độ ẩm cao hoặc lưu lượng đi bộ và giao thông xe cộ lớn là yếu tố then chốt để đảm bảo độ bền, an toàn và hiệu quả chi phí dài hạn. Theo NACE International, việc chuẩn bị bề mặt không đầy đủ—thường do độ ẩm không được phát hiện—chiếm hơn 60% nguyên nhân gây thất bại lớp phủ trong các môi trường công nghiệp (NACE, 2021). Trong khi đó, số liệu từ Viện An toàn Sàn nhà Quốc gia (NFSI) cho thấy các vụ tai nạn trượt ngã và ngã ở các cơ sở thương mại và công nghiệp khiến các doanh nghiệp tại Hoa Kỳ thiệt hại hơn 70 tỷ USD mỗi năm.

Với thị trường toàn cầu về các lớp phủ bảo vệ sàn dự kiến đạt 15,8 tỷ USD vào năm 2030 (Grand View Research, 2023), nhu cầu đang gia tăng đối với các hệ thống tiên tiến có khả năng chịu được điều kiện khắc nghiệt. Bài viết này trình bày các tiêu chí dựa trên bằng chứng để lựa chọn hệ thống phủ phù hợp trong các môi trường có độ ẩm cao và lưu lượng đi lại lớn, dựa trên các tiêu chuẩn từ ASTM, SSPC, ISO và dữ liệu hiệu suất thực tế từ các doanh nghiệp hàng đầu trong ngành.

1. Hiểu rõ thách thức kép: Độ ẩm so với ứng suất cơ học

Các khu vực có độ ẩm cao và lưu lượng đi lại lớn—như nhà để xe, nhà máy chế biến thực phẩm, kho lạnh, bệnh viện và các không gian bán lẻ—đặt ra hai thách thức: tiếp xúc liên tục với nước hoặc độ ẩm, và mài mòn cơ học lặp đi lặp lại do con người, xe đẩy hoặc phương tiện giao thông.

Hội đồng Bê tông Hoa Kỳ (ACI) báo cáo rằng các tấm bê tông trong các công trình dưới mặt đất (ví dụ: tầng hầm, bãi đậu xe ngầm) thường thể hiện tốc độ truyền hơi ẩm (MVT) vượt quá 3–5 lbs/1.000 ft²/24 giờ—cao hơn nhiều so với ngưỡng mà các lớp phủ epoxy tiêu chuẩn bắt đầu bị hư hỏng (ACI 302.2R-19). Đồng thời, các đánh giá thực địa tại các khu vực sản xuất cho thấy các tuyến đường quan trọng có thể chịu trên 500 lần di chuyển của xe nâng hoặc xe kéo palet mỗi ngày, làm tăng nhanh tình trạng mài mòn (KTA-Tator, Inc., 2022).

Do đó, việc lựa chọn lớp phủ phải giải quyết đồng thời cả khả năng chống ẩm và độ bền cơ học.

2. Đánh giá mức độ ẩm của nền trước khi lựa chọn

Trước khi chọn bất kỳ loại lớp phủ nào, cần thực hiện kiểm tra độ ẩm đúng cách bằng các phương pháp đã được chuẩn hóa:

· Kiểm tra bằng Canxi Clorua (ASTM F1869): Đo tốc độ thoát hơi ẩm (MVER). Hầu hết các loại epoxy truyền thống yêu cầu MVER < 3 lbs/1.000 ft²/24 giờ.

· Kiểm tra đầu dò Độ ẩm Tương đối (RH) (ASTM F2170): Khuyến nghị thực hiện để đánh giá kỹ hơn; RH > 75% ở độ sâu 40% cho thấy nguy cơ cao xảy ra bong tróc lớp phủ.

Các nghiên cứu được trình bày tại các hội nghị NACE CORROSION cho thấy hơn hai phần ba sự cố lớp phủ trong môi trường bảo quản lạnh liên quan đến việc kiểm tra độ ẩm không đầy đủ, đặc biệt là thiếu đầu dò độ ẩm tương đối tại chỗ (NACE, 2021). Nếu không kiểm tra chính xác, hiện tượng ngưng tụ bên dưới màng phủ có thể dẫn đến hiện tượng phồng rộp trong vòng vài tháng.

Khuyến nghị: Đối với MVER > 3 lbs hoặc RH > 75%, nên tránh sử dụng epoxy thông thường. Thay vào đó, hãy dùng các hệ thống chịu ẩm hoặc giảm phát thải hơi ẩm.

3. Các lựa chọn lớp phủ trên cùng cho môi trường độ ẩm cao

a) Các hệ thống Epoxy chịu ẩm

Các công thức này chứa các chất làm loãng phản ứng hoặc nhựa kỵ nước cho phép thi công trên các bề mặt ẩm. Tài liệu kỹ thuật của AkzoNobel cho biết sản phẩm epoxy chịu ẩm Interfloor 4600 của họ duy trì độ bám dính sau thời gian ngâm nước kéo dài, với giá trị bóc tách vượt quá 300 psi ngay cả trong điều kiện ẩm ướt (AkzoNobel TDS, Rev. 2022).

Phù hợp nhất cho: Tầng hầm, phòng kỹ thuật, hồ bơi trong nhà — nơi có chỉ số MVER ở mức trung bình (3–5 lbs).

b) Urethane Xi măng (Lớp phủ xi măng được biến tính bằng polymer)

Kết hợp xi măng Portland với các polymer urethane để tạo ra bề mặt thoát ẩm nhưng vẫn bền chắc. Các hệ thống này có thể chịu được lượng hơi ẩm thoát ra (MVER) lên đến 12 lbs/1.000 ft²/24 giờ khi sử dụng cùng với lớp lót tương thích (Sika Sikafloor®-161 TDS, 2023; BASF MasterTop 1230 CR Datasheet, 2022).

Ưu điểm:

· Thoát ẩm tốt: Cho phép hơi ẩm thoát ra ngoài

· Chống va chạm và chịu được sốc nhiệt (đã được kiểm tra ở nhiệt độ xuống tới -20°F/-29°C)

· Phù hợp cho kho lạnh và khu vực rửa áp lực

Được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy chế biến thực phẩm chịu sự quản lý của USDA do công thức không độc hại và khả năng vệ sinh dễ dàng.

c) Lớp phủ Methyl Methacrylate (MMA)

Nổi bật với khả năng đóng rắn nhanh (nhanh tới 1–2 giờ ở 50°F/10°C) và khả năng chống ẩm xuất sắc. Các hệ thống MMA không bị ảnh hưởng bởi điểm sương và có thể được thi công trong điều kiện ẩm ướt.

Theo báo cáo năm 2023 của Smithers có tựa đề “Tương lai của các lớp phủ Methyl Methacrylate (MMA) đến năm 2027”, nhu cầu về MMA tại Bắc Mỹ đã tăng trưởng 6,8% theo tỷ lệ CAGR (2017–2022), chủ yếu nhờ vào kho lạnh, cơ sở hạ tầng giao thông vận tải và yêu cầu nhanh chóng đưa vào sử dụng trở lại.

Lý tưởng cho: Kho lạnh, nhà để máy bay tại sân bay, nhà máy xử lý nước thải.

4. Hệ thống lớp phủ cho khu vực có lưu lượng đi lại cao

Trong môi trường có tần suất di chuyển của người hoặc phương tiện thường xuyên, lớp phủ phải có khả năng chống mài mòn, va chạm và tràn hóa chất.

a) Hệ thống Epoxy có chứa cát thạch anh

Được gia cố bằng cát thạch anh phân cấp, những sản phẩm này cung cấp khả năng chống trượt tốt (COF ≥ 0,55, theo NFSI B101.1) và độ bền nén cao (>10.000 psi).

Một nghiên cứu điển hình năm 2021 được công bố trên Tạp chí Lớp phủ và Lót Bảo vệ (JPCL) ghi nhận việc thi công hệ thống epoxy trộn thạch anh diện tích 120.000 sq ft tại một trung tâm logistics cho thấy mức độ mài mòn rất thấp (<3%) sau ba năm vận hành liên tục bằng xe nâng.

b) Lớp phủ Polyurethane Aliphatic

Được thi công phủ lên lớp sơn lót epoxy, các sản phẩm này mang lại khả năng ổn định trước tia cực tím, giữ màu và chống trầy xước vượt trội. Chúng cũng tăng cường độ bóng và tính thẩm mỹ trong các không gian bán lẻ và chăm sóc sức khỏe.

Dữ liệu từ PPG Industries (2023) cho thấy polyurethane aliphatic duy trì >90% độ bóng sau 2.000 giờ thử nghiệm thời tiết nhân tạo QUV (ASTM G154) – làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các khu vực lối vào và sảnh đón.

c) Hệ thống Vữa Tự san phẳng (SLM)

Các hệ thống dày (lên đến 1/4 inch), được thiết kế để chịu ứng suất cơ học cực lớn. Cường độ nén thường vượt quá 12.000 psi.

Được sử dụng rộng rãi trong sản xuất ô tô, các cơ sở bảo trì máy bay và các công trình quân sự. Cơ quan Kỹ sư Quân đội Mỹ (U.S. Army Corps of Engineers) quy định các lớp phủ xi măng biến tính bằng polymer hoặc vữa tự san phẳng cho các khu vực chịu tải trọng lăn và va đập lớn theo tài liệu UFC 4-022-01 (Các Tòa nhà Công nghiệp, 2021).

5. Hệ thống lai: Tối ưu từ cả hai loại

Đối với các khu vực vừa có độ ẩm cao vừa có lưu lượng đi lại lớn—như hành lang bệnh viện, phòng kho siêu thị hoặc sảnh sân bay—hệ thống lai mang lại hiệu suất tối ưu.

Ví dụ: Lớp lót epoxy + lớp phủ urethane gốc xi măng

· Epoxy cung cấp độ bám dính mạnh với nền

· Urethane gốc xi măng mang lại khả năng thoát ẩm, chống mài mòn và bề mặt hoàn thiện liền mạch

Các hệ thống lai như vậy đã chứng minh được hiệu quả dài hạn tại các sân bay quốc tế lớn, bao gồm Sân bay Quốc tế Dubai, nơi các hạng mục thi công vẫn hoạt động hiệu quả sau năm năm sử dụng trong điều kiện độ ẩm cao và lưu lượng người qua lại liên tục.

6. Bảng tóm tắt các tiêu chí lựa chọn chính

Kết Luận

Việc lựa chọn hệ thống phủ phù hợp cho các khu vực có độ ẩm cao hoặc lưu lượng đi lại lớn đòi hỏi một phương pháp tiếp cận dựa trên khoa học, xuất phát từ đánh giá bề mặt nền, điều kiện môi trường và yêu cầu về hiệu suất. Chỉ dựa vào các tuyên bố tiếp thị sản phẩm có thể dẫn đến những sự cố tốn kém.

Dữ liệu ngành liên tục cho thấy các hệ thống được lựa chọn dựa trên hướng dẫn của ASTM/SSPC và được xác minh thông qua kiểm tra độc lập thường mang lại tuổi thọ sử dụng lâu hơn đáng kể—thường vượt quá 15 năm với mức bảo trì tối thiểu.

Khi chủ đầu tư và quản lý cơ sở vật chất phải đối mặt với nhu cầu ngày càng tăng về tính bền vững và thời gian hoạt động liên tục, việc đầu tư vào các giải pháp phủ được thiết kế đúng cách không chỉ đơn thuần là biện pháp bảo vệ—mà còn là một quyết định chiến lược giúp giảm chi phí vòng đời và nâng cao an toàn cho người sử dụng.

Các tài liệu tham khảo

· NACE International. (2021). Phân tích thất bại của các hệ thống phủ bảo vệ. Bài báo Hội nghị CORROSION 2021 số 14587.

· Grand View Research. (2023). Báo cáo Phân tích Thị trường Lớp phủ Sàn: Quy mô, Thị phần và Xu hướng, 2023–2030. https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/floor-coatings-market

· ACI 302.2R-19. Hướng dẫn Thi công Sàn và Bản bê tông. Viện Bê tông Hoa Kỳ.

· ASTM F1869. Phương pháp Thử nghiệm Tiêu chuẩn về Đo Tốc độ Phát thải Hơi Ẩm từ Nền bê tông bằng Canxi Clorua Khan.

· ASTM F2170. Phương pháp Thử nghiệm Tiêu chuẩn về Độ Ẩm Tương đối của Các Bản Sàn Bê tông Đặt tại Chỗ Sử dụng Đầu dò Tại chỗ.

· Viện An toàn Sàn Quốc gia (NFSI). (2023). Báo cáo Thống kê Tai nạn Trượt ngã và Ngã. https://nfsi.org

· KTA-Tator, Inc. (2022). Quan sát Thực địa: Đánh giá Tải trọng Giao thông trong Các Cơ sở Công nghiệp. Bản tin Kỹ thuật Nội bộ.

· AkzoNobel. (2022). Bảng dữ liệu Sản phẩm Interfloor 4600. Phiên bản 8.0.

· Sika Corporation. (2023). Hệ thống Xi măng-Urethane Sikafloor®-161 – Bảng dữ liệu Kỹ thuật TDI-2023.

· BASF Construction Chemicals. (2022). Bảng dữ liệu sản phẩm MasterTop 1230 CR.

· Smithers. (2023). Tương lai của các lớp phủ Methyl Methacrylate (MMA) đến năm 2027. Báo cáo số: CH042-323.

· Tạp chí Lớp phủ và Lót Bảo vệ (JPCL). (2021). “Khả năng chống mài mòn của cốt liệu trong các hệ thống sàn epoxy.” Tập 38, Số 3.

· PPG Industries. (2023). PSX 700 Polyurethane Dị mạch – Kết quả kiểm tra độ bền. Mã tài liệu: PPG-TECH-2023-07.

· Cục Kỹ sư Quân đội Hoa Kỳ. (2021). Tiêu chuẩn Cơ sở Thống nhất (UFC 4-022-01): Các công trình công nghiệp.

· Cơ quan Sân bay Dubai. (Liên tục cập nhật). Hồ sơ bảo trì cơ sở vật chất – Nhà ga 3. (Dữ liệu hiệu suất trích dẫn thông qua báo cáo của nhà thầu và kiểm tra tại hiện trường.)