Thời gian gần đây, Việt Nam đã xảy ra nhiều sự cố về hỏa hoạn cho cả những công trình công nghiệp và dân dụng, gây ra nhiều thiệt hại về người và tài sản. Qua phân tích, tình hình cháy nổ gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản tập trung chủ yếu như nhà dân, nhà liền kề, chung cư, các cơ sở kinh doanh và cung cấp dịch vụ vui chơi giải trí (như chợ, vũ trường, quán karaoke...). Đa phần những nơi kể trên đều chứa các vật liệu dễ cháy và không có biện pháp phòng chữa cháy phù hợp.

Mặc dù vật liệu chủ yếu để cấu thành nên kết cấu của các công trình xây dựng là thép và bê tông - đều là những vật liệu không dẫn cháy. Tuy nhiên, thép lại dẫn nhiệt rất tốt. Khi nhiệt độ thép thay đổi thì cấu tạo tinh thể cũng như tập hợp tinh thể của thép cũng sẽ thay đổi, cụ thể: sắt nguyên chất xảy ra hiện tượng kết tinh lại tại 500^oC, ferrite xảy ra hiện tượng kết tinh lại tại 650℃. Với hiện tượng kết tinh lại xảy ra ở nhiệt độ cao (trên 500℃) đã nêu trên, các công trình sẽ sớm sụp đổ do kết cấu thép chịu tải biến đổi và không đáp ứng được yêu cầu chịu tải của công trình. 

Do vậy, các vật liệu kết cấu chịu tải cho công trình như thép và bê tông cần được bảo vệ để giảm thiểu chi phí hỏa hoạn quá cao về mặt phá hủy tài sản và đảm bảo thời gian sơ tán người dân, giảm thiểu thiệt hại đe dọa đến tính mạng.

Qua khảo sát, nhóm thực hiện đề tài nhận thấy, các phương pháp và vật liệu mới đang được tiếp tục nghiên cứu phát triển để đưa vào sử dụng nhằm ngăn ngừa và giảm thiểu tác hại của các vụ cháy nổ. Nhiều vật liệu chống cháy và vật liệu có khả năng kháng cháy như màng phủ, vật liệu dập cháy và màng phủ ngoài hiện đang được sử dụng để chống lại lửa.

Trong đó, một số giải pháp chính để bọc chống cháy cho kết cấu xây dựng bao gồm: (1) Lớp phủ chống cháy, lớp phủ này khi gặp nhiệt độ cao tạo một lớp ngăn cách nhiệt giữa kết cấu thép và nhiệt độ cao bên ngoài. Ưu điểm của giải pháp này là kết cấu giữ được hình dáng gốc, khả năng bảo vệ các chi tiết tốt, tuy nhiên giá thành cao. (2) Bọt phun chống cháy: giải pháp này có giá thành rẻ hơn và khả năng bảo vệ tốt hơn lớp phủ chống cháy, tuy nhiên bề mặt kết cấu xù xì mất thẩm mỹ và việc thi công cũng khó khăn. (3) Thạch cao chuyên dụng chống cháy: Tấm thạch cao chống cháy bọc xung quanh kết cấu thép cần bảo vệ bằng một hệ kẹp và khung thép chuyên dụng.

Kết quả, sau gần 2 năm nghiên cứu, đề tài đã nghiên cứu và lựa chọn được hệ chất tạo nguồn cacbon/nguồn axit/tạo xốp lần lượt PEN/APP/MEL phù hợp cho hệ màng phủ phồng nở chống cháy. Đồng thời, nghiên cứu ảnh hưởng của các chất phụ gia vô cơ đến tính chất của sơn chống cháy. Trong đó phụ gia TiO2 đóng vai trò quan trọng để phản ứng với APP hình thành khoáng TiP2O7 ở nhiệt độ cao. Hàm lượng TiO2/APP có tỉ lệ tối ưu 0,39 sẽ cho khả năng cách nhiệt hiệu quả nhất, và toàn bộ TiO2 sẽ chuyển hoá thành TiP2O7.

Đề tài đã lựa chọn 03 hệ sơn phù hợp cho 03 chất liệu gỗ, bê tông, thép lần lượt dựa trên các hệ chất tạo màng tương ứng PU nhũ tương/Acrylic nhũ tương/nhựa epoxy. Từ đó, xây dựng thành công 03 quy trình công nghệ chế tạo sơn phủ chống cháy cho các vật liệu gỗ, bê tông và thép ở quy mô 100kg/mẻ.

Ngoài ra, áp dụng quy trình để sản xuất thành công 257kg sơn chống cháy cho chất liệu gỗ (BKC.TT-W01). Sản phẩm đã được Viện vật liệu xây dựng cấp chứng chỉ chất lượng và Cục phòng cháy chữa cháy cấp chứng chỉ sản phẩm chống cháy hiệu quả trong thời gian 45 phút. Áp dụng quy trình sản xuất thành công 257kg sơn chống cháy cho chất liệu bê tông (BKC.TT-C01) và 1858kg sơn chống cháy cho chất liệu thép (BKC.TT-S01). Cả hai sản phẩm cũng được Viện vật liệu xây dựng cấp chứng chỉ chất lượng và Cục PCCC cấp chứng chỉ sản phẩm chống cháy hiệu quả trong thời gian 120 phút. 

Có thể thấy, thành công của đề tài không chỉ làm tăng hiệu quả phòng cháy chữa cháy, góp phần bảo vệ an toàn cho tính mạng và tài sản của con người, mà còn thúc đẩy sự đổi mới công nghệ trong ngành vật liệu xây dựng, đem lại những giải pháp tiên tiến hơn cho việc bảo vệ cộng đồng và môi trường sống.