สีกันไฟโครงสร้างเหล็ก เป็นตัวฉนวนกันเหล็กร้อนถึง 550°C

สีกันไฟโครงสร้างเหล็กคือสีที่พองตัวเป็นฉนวนเมื่อโดนไฟ ชั้นฉนวนที่พองขึ้นทำให้เนื้อเหล็กใต้ฟิล์มร้อนถึง 550°C ช้าลง โครงสร้างรับน้ำหนักได้นานพอสำหรับการอพยพและการเข้าระงับเหตุ ผลทดสอบของ Neocoat ทั้ง 3 ฉบับให้เวลา 48–180 นาที ที่ความหนาฟิล์มแห้งราว 514–3450 ไมครอน ชั่วโมงที่ต้องการมากกว่านั้นกำหนดจากความหนาที่วิศวกรคำนวณให้แต่ละหน้าตัด

บทความนี้อธิบายว่าเหล็กเสียกำลังที่อุณหภูมิเท่าไร ฟิล์มสีพองตัวอย่างไร ความหนาเท่าไรให้เวลากี่นาทีตามรายงานทดสอบจริง 3 ฉบับ สูตรน้ำมันกับสูตรน้ำต่างกันตรงไหน และต้องเตรียมข้อมูล 4 อย่างใดก่อนขอให้วิศวกรคำนวณความหนา

เหล็กไม่ติดไฟ แต่เหลือกำลังราวครึ่งเดียวที่ 550°C

เหล็กโครงสร้างรับน้ำหนักได้เต็มค่าออกแบบที่อุณหภูมิห้อง พอถึงราว 300°C กำลังเหลือประมาณ 80 % และลดลงชัดเจนเมื่อเกิน 400°C ที่ 550–600°C เหล็กเหลือกำลังราวครึ่งเดียว มาตรฐานทดสอบใช้ 550°C (ISO 834) หรือ 538°C (ASTM E119) เป็นอุณหภูมิเฉลี่ยที่โครงสร้างหมดสภาพด้วยเหตุนี้

เพลิงไหม้ในอาคารทำอุณหภูมินั้นได้ในเวลาไม่กี่นาที เส้นโค้งอุณหภูมิมาตรฐานที่ห้องปฏิบัติการใช้เผาตัวอย่างขึ้นถึง 704°C ภายใน 10 นาที 843°C ที่ 30 นาที และ 927°C ที่ 60 นาที ตามตารางในรายงาน FSRC041/51 ของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เหล็กเปลือยที่โดนไฟแบบนี้ถึง 550°C เร็วกว่าเวลาที่กฎหมายกำหนดให้โครงสร้างหลักต้องทนได้มาก

โครงสร้างเหล็กที่กฎหมายควบคุมอาคารกำหนดให้ทนไฟต้องมีวัสดุห่อหุ้ม สีกันไฟหนาเพียง 0.5–3.5 มม. ตามช่วงที่ TDS กำหนด ไม่เพิ่มน้ำหนักและไม่บังรูปทรงเหล็กเหมือนคอนกรีตหุ้มหรือแผ่นยิปซัม ประเภทอาคารที่ต้องทำและจำนวนชั่วโมงอ่านได้ที่บทความกฎกระทรวงกับงานสีกันไฟโครงสร้างเหล็ก

ฟิล์มสีพองตัวเป็นชั้นโฟมคาร์บอนที่นำความร้อนต่ำ

ในสภาพใช้งานปกติ สีกันไฟ Neocoat Intumescent Paint-S เป็นฟิล์มสีด้านสีขาวหรือเทา หนาต่อเที่ยว 250 ไมครอนเมื่อแห้ง (ทาเปียก 500 ไมครอน) ตามข้อมูลใน TDS ของผู้ผลิต ปริมาณของแข็ง 76 ± 2 % ทำให้ได้ความหนาต่อเที่ยวมากกว่าสีน้ำมันทั่วไปหลายเท่า

เมื่อฟิล์มโดนเปลวไฟหรือความร้อนสูง สารในเนื้อสีทำปฏิกิริยาแล้วพองตัวเป็นชั้นโฟมที่หนาและมีรูพรุน TDS เรียกชั้นนี้ว่า "thick, dense, cellular form" โฟมคาร์บอนนำความร้อนได้ต่ำมาก ตราบใดที่ชั้นถ่านยังเกาะอยู่บนผิวเหล็ก ความร้อนจากเปลวไฟก็เดินทางถึงเนื้อเหล็กช้าลง

ชั้นถ่านที่พองแล้วไม่ได้เป็นฉนวนถาวร ในรายงาน FSRG 2019/035 ผู้ทดสอบบันทึกภาพตัวอย่างที่ 5, 20, 45, 60 และ 85 นาที และหยุดการทดสอบที่ 95 นาที เมื่อเหล็กทุกต้นผ่านเกณฑ์ 650°C แล้ว หน้าที่ของสีกันไฟคือซื้อเวลาเป็นนาที ไม่ใช่ทำให้โครงสร้างไม่เสียหายเลย

ความหนาฟิล์มแห้งกำหนดจำนวนนาทีที่เหล็กยังต่ำกว่า 550°C

ตัวเลขนาทีในเอกสารเสนอราคาต้องมาจากรายงานทดสอบที่ระบุความหนาและหน้าตัดตัวอย่าง Neocoat มีรายงาน 3 ฉบับที่เปิดให้ดาวน์โหลดที่หน้ามาตรฐานและผลทดสอบ ตารางนี้สรุปเฉพาะค่าที่อยู่ในรายงานจริง

ค่า Hp/A คืออัตราส่วนระหว่างเส้นรอบรูปหน้าตัดที่โดนไฟ (Hp) กับพื้นที่หน้าตัดเหล็ก (A) หน่วย m⁻¹ เหล็กบางมีค่า Hp/A สูงและร้อนเร็ว ในรายงาน FSRG ตัวอย่าง E ที่ Hp/A 180 ทาหนา 2.48 มม. ยังถึง 550°C ใน 28 นาที ขณะที่ตัวอย่าง A ที่ Hp/A 89 ทาบางกว่าครึ่งหนึ่ง (1.05 มม.) ใช้เวลา 60 นาที ความหนาจึงต้องคำนวณรายหน้าตัด เหมาความหนาเดียวทั้งอาคารไม่ได้

รายงานทั้ง 3 ฉบับครอบคลุมช่วงประมาณ 1 ชั่วโมง ที่ความหนาราว 1,100–1,900 ไมครอน TDS ของผู้ผลิตระบุอัตราการทนไฟ 1 ชั่วโมงตาม ASTM E-119 และ 2 ชั่วโมงตาม ISO 834 โดยความหนาที่ใช้จริงอยู่ในช่วง 500–3,500 ไมครอน ความหนาสำหรับ 1.5, 2 และ 3 ชั่วโมงขึ้นกับค่า Hp/A ของแต่ละหน้าตัด โครงการที่ต้องการชั่วโมงสูงกว่าที่รายงานครอบคลุมต้องให้วุฒิวิศวกรโยธาคำนวณและรับรองความหนาเป็นรายโครงการ

สูตรน้ำมันกับสูตรน้ำต่างกันที่ตัวทำละลายและหน้างาน

Neocoat มี 2 สูตร ฟิล์มแห้งทำงานเหมือนกัน ต่างกันที่ตัวทำละลายและเงื่อนไขหน้างาน ตารางนี้เทียบจาก TDS และเอกสารขั้นตอนการทาของทั้งสองสูตร

งานภายนอกอาคารเลือกสูตรน้ำมันเพราะทำงานต่อได้แม้ความชื้นสูง แต่ทั้งสองสูตรต้องมีสีทับหน้า 50–100 ไมครอนกันความชื้นและรังสียูวี ส่วนงานในอาคารที่มีคนทำงานอยู่ สูตรน้ำตัดปัญหากลิ่นทินเนอร์และไอระเหยที่มีจุดวาบไฟ 68°C ออกไปได้

ระบบสีมี 3 ชั้น และแต่ละชั้นมีความหนาของตัวเอง

สีกันไฟไม่ได้ทาลงบนเหล็กเปล่า ระบบที่ TDS กำหนดคือ สีรองพื้นกันสนิม Neocoat Primer แล้วตามด้วยสีกันไฟ และปิดด้วย สีน้ำมันทาเหล็ก Neogloss เมื่อต้องการเฉดสีหรือกันสภาพอากาศ ผิวเหล็กก่อนรองพื้นต้องพ่นทรายถึงระดับ Sa 2.5 ตาม ISO 8501-1 หรืออย่างน้อยขัดด้วยเครื่องมือกลถึง St 3 หากพ่นทรายไม่ได้

สีรองพื้นทาหนาประมาณ 50 ไมครอน ถัง 25 กก. ทาได้ 60–80 ตร.ม. แล้วรอ 24 ชั่วโมงก่อนลงสีกันไฟ สีกันไฟ 1 ถัง 22 กก. ทาได้ 22–25 ตร.ม. ที่ความหนารวม 500 ไมครอน (TDS ให้ 1 ตร.ม./กก. เอกสารหน้างานของ Blue Rich ให้ 23–25 ตร.ม.) งานที่ต้องการ 1,200 ไมครอนตามตารางทดสอบข้างต้นจึงใช้สีราว 2.4 กก. ต่อ ตร.ม. และต้องทาหลายเที่ยว

ระยะเว้นระหว่างเที่ยวตาม TDS คือ 4 ชั่วโมงที่ 25–30°C แผ่นขั้นตอนของ Blue Rich แนะนำเว้น 24 ชั่วโมงเพื่อให้แต่ละรอบแห้งสนิทก่อนวัดความหนา สีทับหน้าลงได้หลังสีกันไฟชั้นสุดท้ายประมาณ 48 ชั่วโมง ที่ความหนา 50–100 ไมครอน หรือ 40–60 ไมครอนตาม TDS ของ Neogloss

การตรวจรับวัดจากความหนาฟิล์มแห้งจริงบนเหล็ก

ทุกวิธีทา ทั้งแปรง ลูกกลิ้ง และเครื่องพ่นไร้อากาศหัว 311 ที่แรงดัน 2,500–3,000 psi ให้ผลเท่ากันถ้าความหนาฟิล์มแห้งถึงค่าที่คำนวณ การตรวจรับจึงใช้เกจวัดความหนาอิเล็กทรอนิกส์อ่านค่าเป็นไมครอนบนชิ้นงานจริง ไม่ใช่นับจำนวนถังที่ใช้ไป รายงาน TÜV SÜD วัดความหนา 8 จุดต่อชิ้นแล้วเฉลี่ย ซึ่งเป็นแนวเดียวกับที่วิศวกรควบคุมงานทำหน้างาน

เอกสารที่โครงการต้องได้พร้อมงานมี 6 รายการ ได้แก่ หนังสือแสดงความยินยอมของผู้ควบคุมงาน (น.4-5) หนังสือรับรองของผู้ควบคุมงาน (น.4-9) หนังสือรับรองโครงสร้างเหล็กทนไฟพร้อมผลทดสอบแนบ รายการคำนวณความหนาฟิล์มรายชิ้นส่วน รายงานตรวจวัดความหนาหน้างานพร้อมภาพ และ TDS กับ SDS ของสี รายละเอียดการออกเอกสารอยู่ที่หน้ารับรองสีกันไฟโดยวุฒิวิศวกร

ขั้นตอนถัดไป

ส่งข้อมูล 4 อย่างนี้มาทาง LINE blue999 หรือหน้าติดต่อเรา เพื่อให้ทีมวิศวกรคำนวณความหนาฟิล์มรายชิ้นส่วนและสรุปปริมาณสี

1. แบบโครงสร้าง BOQ หรือรายการเหล็กที่ระบุหน้าตัดและความยาว
2. อัตราการทนไฟที่ผู้ออกแบบหรือบริษัทประกันภัยกำหนด (1, 1.5, 2 หรือ 3 ชั่วโมง)
3. ตำแหน่งชิ้นส่วน ว่าเป็นเสากลางอาคารที่โดนไฟ 4 ด้าน หรือคานใต้พื้นที่โดนไฟ 3 ด้าน
4. สภาพหน้างาน ภายในหรือภายนอกอาคาร และอาคารเปิดใช้งานอยู่ระหว่างทาหรือไม่

ผลที่ได้กลับมาคือรายการคำนวณความหนาต่อหน้าตัดตามค่า Hp/A จำนวนถังของสีรองพื้น (60–80 ตร.ม./ถัง) และสีกันไฟ (22–25 ตร.ม./ถัง ที่ 500 ไมครอน) และขอบเขตเอกสารรับรองที่ต้องออก ภาพรวมสินค้าและบริการทั้งระบบดูได้ที่หน้าสีกันไฟโครงสร้างเหล็ก Neocoat

คำถามที่พบบ่อย