Vai trò của các loại vật liệu trương nở trong hệ thống PCCC thụ động

Được biết đến với khả năng giãn nở khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, các loại vật liệu có tính trương nở không chỉ giúp ngăn chặn sự lan rộng của ngọn lửa mà còn tạo ra một lớp bảo vệ cách nhiệt cho vật liệu tương đối tốt. Bài viết dưới đây sẽ đưa ra những thông tin quan trọng giúp bạn hiểu rõ hơn về vai trò của các loại vật liệu này trong việc đảm bảo an toàn cho các công trình và kết cấu xây dựng hiện nay.

Đôi nét về vật liệu trương nở

Vật liệu trương nở là loại vật liệu có tính giãn nở đáng kể khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, hoặc lửa sinh ra trong các sự cố hỏa hoạn. Về nguyên lý, khi các loại vật liệu này xúc với nhiệt độ, chúng sẽ trải qua phản ứng hóa học để giãn nở nhanh chóng. Sự giãn nở này dẫn đến hình thành lớp bảo vệ cách nhiệt đóng vai trò như một rào cản chống cháy và ngăn nhiệt đáng kể cho vật liệu và kết cấu.

Vật liệu có tính trương nở thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng an toàn phòng cháy chữa cháy khác nhau để tăng khả năng chống cháy của công trình và vật liệu. Bạn có thể tìm thấy chúng trong một loạt các sản phẩm chống cháy phổ biến như: Chất trám, vòng bọc ống và gioăng cửa chống cháy,..qua đó làm chậm sự lan truyền của đám cháy và cung cấp thời gian quý giá cho các nỗ lực sơ tán và chữa cháy.

Hiện nay, các sản phẩm có thể giãn nở phải được thử nghiệm để chứng minh hiệu suất sử dụng  của chúng theo các quy định về an toàn phòng cháy. Có khá nhiều loại vật liệu khác nhau có khả năng trương nở trên thị trường, tuy nhiên, chúng có thể khác nhau về nhiệt độ giãn nở và kích thước sau giãn nở. Tùy theo từng sản phẩm mà việc lựa chọn loại vật liệu này đôi khi cũng có sự khác biệt rõ rệt.

Các vật liệu có tính trương nở hoạt động như thế nào? 

Các loại vật liệu trương nở chủ yếu hoạt động thông qua sự kết hợp của các biến đổi hóa học và vật lý để làm tăng thể tích và độ dày, từ đó cung cấp khả năng chống cháy.

Phản ứng khi tiếp xúc với nhiệt

Vật liệu trương nở được thiết kế để phản ứng khi môi trường xung quanh chúng đạt đến một ngưỡng nhiệt độ nhất định, tuy nhiên, điều này phụ thuộc vào từng loại vật liệu, phổ biến sẽ ở mức khoảng 100 – 180°C. Do đó, trong các sự cố hỏa hoạn, khi nhiệt từ đám cháy bắt đầu sinh ra, hầu như ngay lập tức, vật liệu này cũng sẽ có các phản ứng hóa học để bắt đầu quá trình trương nở.

Tăng thể tích bề mặt

Khi các khí bên trong vật liệu sinh ra, chúng tạo ra sự gia tăng đáng kể lên áp suất bên trong của vật liệu. Sự gia tăng áp suất này khiến vật liệu nhanh chóng giãn nở gấp nhiều lần độ dày hoặc thể tích ban đầu. Việc tăng thể tích lên bao nhiêu sẽ phụ thuộc vào từng loại vật liệu trương nở bên trong sản phẩm, nhiệt độ cũng như tốc độ tăng nhiệt độ của môi trường.

Hình thành lớp cách nhiệt trên bề mặt

Quá trình giãn nở của vật liệu cũng đồng thời dẫn đến sự hình thành một lớp cách nhiệt dày giống như bọt ở trên bề mặt vật liệu. Lớp này lấp đầy các khoảng trống mà lửa có thể xuyên qua, từ đó cách ly cấu trúc bên dưới khỏi sức nóng của đám cháy trong các sự cố hỏa hoạn.

Hấp thụ nhiệt từ đám cháy

Lớp trương nở hấp thụ một lượng nhiệt năng đáng kể từ đám cháy. Sự hấp thụ này giúp giữ cho nhiệt độ của bề mặt được bảo vệ ở trong ngưỡng tới hạn, qua đó ngăn ngừa hư hỏng kết cấu hoặc sự lan rộng của đám cháy.

Bảo vệ kết cấu trong một mức thời gian nhất định

Lớp trương nở của vật liệu có thể bảo vệ kết cấu trong một khoảng thời gian nhất định, thay đổi tùy thuộc vào từng vật liệu và ứng dụng cụ thể khác nhau.

Hiện nay chưa có định mức cụ thể xác định mức độ giãn nở của vật liệu hoặc sản phẩm dưới tác động của nhiệt là bao nhiêu để được phân loại là vật liệu có tính trương nở. Tùy vào từng công trình mà đội ngũ xây dựng cần tiến hành kiểm tra và xác nhận để đảm bảo vật liệu được chọn có khả năng hoạt động hiệu quả trong các trường hợp xảy ra hỏa hoạn.

Ứng dụng của các loại vật liệu có tính trương nở trong công tác chống cháy 

Vật liệu trương nở được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ cửa chống cháy, lớp đệm cáp và ống đến nhiều thành phần kết cấu trong công trình xây dựng. Khả năng giãn nở và tạo thành lớp rào chắn bảo vệ của chúng là một thành phần quan trọng của hệ thống phòng cháy thụ động, giúp tăng khả năng chống cháy của các tòa nhà và công trình, đồng thời nâng cao an toàn phòng cháy nói chung.

Vòng quấn cổ ống khi đi qua các kết cấu chống cháy

Vật liệu có tính trương nở có thể được sử dụng để sản xuất các vòng đệm và lớp bọc ống bảo vệ, thường là ống nhựa khi đi qua các kết cấu tường hoặc sàn ngăn cháy. Với khả năng giãn nở khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, chúng có thể bảo vệ đường ống, từ đó ngăn lửa và khói lan qua các vị trí này để vào những không gian khác.

Làm lớp đệm gioăng cho cửa chống cháy

Lớp gioăng chống cháy được lắp xung quanh cửa chống cháy hoặc khung cửa có khả năng chống cháy lên đến 30 hoặc 60 phút, tùy thuộc vào sản phẩm và mức độ chống cháy của cửa. Trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn, chúng sẽ nở ra để bịt kín mọi khe hở giữa cửa và khung. Từ đó mang lại hiệu suất chống cháy tối ưu cho các loại cửa chống cháy được lắp đặt.

Bạn nên biết:

Cách phân biệt gioăng chống cháy thật và giả khi lắp đặt cửa

Làm chất trám bít trương nở

Chất trám phồng được thiết kế để tăng cường khả năng chống cháy của tường, sàn và khung cửa bằng cách trám kín các khoảng không được bảo vệ như mối nối thẳng và lỗ xuyên ống. Khi vật liệu nở ra do tiếp xúc với nhiệt độ cao, chúng sẽ lấp đầy các khoảng trống để tạo thành một lớp đệm kín, ngăn chặn hỏa hoạn và khói lan rộng trong một khoảng thời gian.

Trên đây là một số những chia sẻ của chúng tôi về đặc điểm và một số ứng dụng quan trọng của các loại vật liệu có khả năng trương nở trong các sản phẩm phòng cháy chữa cháy hiện nay. Nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc nào về các loại vật liệu chống cháy, vui lòng liên hệ với Công ty Cổ phần Cơ khí Đa Phúc qua số hotline 0971546866 để được hỗ trợ nhanh chóng và kịp thời.