Vữa Polyurethane (PU) và lớp phủ Epoxy

VỮA POLYURETHANE (PU) VÀ LỚP PHỦ EPOXY Các nhà Quản Lý của nhà máy luôn gặp thách thức với những công việc vận hành hàng ngày của nhà máy, bao gồm kho tàng, máy móc, thiết bị, nhà xưởng. Họ phải hoàn thành tất cả các công việc bảo trì, bảo dưỡng — tất cả mọi thứ từ dưới nền cho đến trần nhà máy.
Trong khi nền chắc chắn không phải là công việc quan trọng nhất của các nhà Quản Lý, nhưng nó buộc phải đáp ứng các tiêu chuẩn cũng như Quy Định khắc khe của Tổ Chức Quản lý Dược phẩm Hoa Kỳ (USDA), Tổ Chức Quản Lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) và Tổ Chức Quản Lý Sức khỏe và An toàn Nghề nghiệp (OSHA).
Lớp phủ bằng vữa Epoxy thường được chọn cho những công trình mới và dùng để phủ bảo vệ lớp nền bê tông. Nhưng vấn đề làm đau đầu các nhà Quản Lý là lớp vữa epoxy dễ bị bóc tách khi gia nhiệt hoặc thay đổi nhiệt độ, điều này làm mất rất nhiều thời gian cũng như công sức, kể cả chi phí để sửa chữa lại nền bê tông.
Nhưng dù sao, ở đây cũng có lựa chọn khác — lớp phủ nền bằng vữa polyurethane. Lớp phủ nền này đã có trên năm thập niên, nhưng vì bị hạn chế về bản quyền và tính khả dụng, nên nó chỉ được sử dụng tại Mỹ trong thời gian ngắn năm năm trở lại đây.
Công việc nguyên cứu và phát triển công thức các lớp phủ này trong hơn 15 năm qua đã tạo ra hợp chất có cấu trúc nhựa cao và tính dẽo thấp. Được thiết kế để tạo ra hợp chất vữa polyurethane có cấu trúc như xi măng, mật độ liên kết-chéo, không độc, không hại, có tính trơ với hóa chất và hiện nay được ứng dụng nhiều nơi và ngày càng hiệu quả.
Bởi sự đột biến nhiệt độ với khoảng chênh lớn, nên nền polyurethane rất lý tưởng cho các xưởng giết mổ, nhà máy sản xuất sữa/thịt/cá, nhà máy rượu bia, các nhà máy sản xuất thực phẩm, nhà máy dược. Những nền trong những điều kiện khắc nghiệt như có phương tiện vận chuyển nặng hoạt động, nhiều hóa chất hay nước cũng được ứng dụng giải pháp này.  Lớp vữa polyurethane làm việc rất tốt trong những môi trường khắc nghiệt, nhưng không phải tất cả các khu vực bên trong nhà máy đều phải dùng đến nó. Vữa epoxy vẫn được đánh giá cao ở các khu vực có vật liệu xây dựng phù hợp, dù sao, với những yêu cầu cao về chất lượng nền thì lớp phủ PU vẫn là lựa chọn thích hợp. 
Lớp phủ không chỉ bảo vệ bê tông khỏi các chất xâm hại mà còn tăng độ bền cơ học. Trong môi trường lạnh hay thay đổi nhiệt độ đột ngột, lớp phủ epoxy sẽ trở nên cứng, giòn, giảm hẳn khả năng chịu đựng về mặt cơ học. Hơn nữa, điều này thường gây ra sự mài mòn nghiêm trọng.
Những ưu thế khi sử dụng nền với lớp vữa PU được kể ra rất nhiều. Lớp PU có cấu trúc xi măng tạo cho bề mặt bê tông có cấu trúc tương tự như nhựa có khả năng đàn hồi. Điều này giảm thiểu độ chênh tính linh động thường thấy ở các hợp chất nhựa khác.
Khi phủ PU không cần thiết phải phủ lớp lót, điều này làm giảm thời gian thi công đáng kể, gần một nữa thời gian. Do vữa epoxy rất nặng mùi, nên khi thi công phải làm tốt công tác thông gió nhất là các khu vực sản xuất thịt/cá hay sản phẩm từ sữa, và thường là sử dụng quạt để thông gió. Riêng với vữa PU có mùi rất thấp và không có rủi ro với những sản phẩm thực phẩm.



Bên cạnh khả năng chịu đựng được với khoảng rộng nhiệt độ hay biên độ thay đổi nhiệt độ lớn, vữa polyurethane còn có thêm đặc tính vượt trội. Nó có thể được sử dụng trong những khu vực mà sử dụng các bánh xe vận chuyển bằng thép như khu vực làm bánh chẳng hạn. Lớp vữa PU chịu được sự va đập tốt như khi rớt các dụng cụ thiết bị trong khu vực nhà bếp. Hiện nay, nhu cầu sử dụng lớp vữa phủ polyurethane tăng cao hơn bao giờ hết bởi vì nó có thể được thi công rất nhanh trên lớp nền bê tông cũ hoặc mới, giảm thiểu tối đa thời gian ngưng sản xuất khi thi công. 
Vữa polyurethane đạt được hai điều sau đây: Thứ nhất, nó giảm thời gian thi công xuống gần một nửa so với epoxy, nên cho phép việc thi công và đông kết nhanh. Thứ hai, nó đã chịu đựng được các thử nghiệm kiểm tra với môi trường cực kỳ khắc nghiệt như gia nhiệt, thay đổi nhiệt độ đột ngột với biên độ lớn, chịu tải nặng, tác động lực lớn, tác động của hóa chất có nồng độ cao. Với những công trình có yêu cầu cao để đưa nhanh nhà máy vào hoạt động, việc phủ lớp vữa polyurethane có thể thực hiện khi bê tông còn ướt, chứ không phải chờ 28 ngày để bê tông đông kết hoàn toàn.
Lớp vữa polyurethane được liên kết với cấu trúc nền và làm phẳng theo cùng tiêu chuẩn với vữa epoxy hay các hợp chất vinyl ester khác trong cùng môi trường làm việc. Polyurethane có tính bền chắc cao và có mùi thấp nên được ứng dụng trong những khu vực sản xuất thực phẩm, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động sản xuất để sửa chữa hay thi công. Hơn nữa, vữa polyurethane còn có thể áp dụng cho những ngành khác có yêu cầu tương tự về lớp phủ bảo vệ nền bê tông chịu được môi trường khắc nghiệt.
Những nhà kiến trúc sư và thiết kế thường chỉ định các lớp phủ bề mặt nền có độ trơn, bóng thấp, đặc biệt là những khu vực bị ảnh hưởng bởi việc phản chiếu như những khu vực in.
Trong khi sử dụng lớp phủ nền bằng polyurethane có rất nhiều lợi điểm, thì vẫn có những điểm cần phải lưu ý. Trong lúc đông kết do có thành phần xi măng và nước, lớp phủ này cần phải tránh nhiệt độ cao hơn 32^oC để giảm rủi ro phồng rộp, nổi bong bóng do quá trình phản ứng các hợp chất sinh ra khí dioxit carbon bị bẫy bên trong sẽ thoát ra ngoài. Việc phủ nền PU thường được tiến hành thủ công bằng bay nên thời gian phủ sẽ lâu hơn epoxy. Các loại nền này được ứng dụng cho các ngành công nghiệp với những ưu điểm về ứng dụng nên không có tính chất trang trí, nhưng nó cũng có thể được làm tăng giá trị thẩm mỹ bằng các mảng màu khác nhau.
Vữa được phủ thủ công bằng bay, tạo lớp vữa sệt tự phẳng và được trãi rộng ra xung quanh là ba điểm chính trong quá trình thi công phủ nền polyurethane. Các lớp nền được thi công phủ bằng bay đã được tiến hành hơn 30 năm trước và vẫn tồn tại ổn định cho đến ngày nay bất chấp các môi trường cực kỳ khắc nghiệt. Nó cung cấp giải pháp nền có độ bền chắc rất cao cùng với tuổi thọ cao hơn 10 năm sử dụng — gấp đôi tuổi thọ của nền bằng vữa epoxy. Bởi vì thế, vữa polyurethane có giá cao hơn vữa nền bằng epoxy, nhưng nó được ứng dụng hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt với tuổi thọ rất cao và hiệu quả trong quá trình thu hồi vốn đầu tư.
Quá trình phủ vữa polyurethane bằng bay, thực hiện với độ dày khoảng 6mm hay dày hơn rất lý tưởng để áp dụng trên các bề mặt bê tông, bê tông nhựa, thép và ván ép chống nước. Lớp phủ có thể được đổ ra bằng xe đẩy hay bằng tay sau đó được trãi ra bằng bay. Lớp phủ bảo vệ polyurethane được trãi bằng bay có đặc tính rất bền chắc, chịu được sự thay đổi nhiệt đột ngột với biên độ lớn, trong khi thời gian thi công lại được rút ngắn đáng kể. Nó được thiết kế để ứng dụng trong môi trường rất khắc nghiệt như nhà máy sữa, các sản phẩm từ sữa, nhà máy bia rượu, xưởng giết mổ, nhà máy dược,...
Lớp vữa polyurethane tự phẳng rất vững chắc được thi công thành lớp nền phẳng một khối không có joăng kết nối ở giữa, với bề mặt nhám và thường được phủ với độ dày từ 4mm - 6mm. Lớp vữa này có độ bền vật lý và cơ học gấp đôi bê tông thông thường. Khi thi công, lớp vữa này ở dạng sệt có thể chảy được nên tạo ra lớp nền phẳng mượt rất lý tưởng cho các phương tiện vận chuyển có bánh thậm chí cả bánh thép hay các phương tiện vận tải nặng. Lớp phủ nền bằng polyurethane không bị phản chiếu, bề mặt nhám, trơ với hầu hết các hóa chất, nhưng rất dễ dàng để vệ sinh.
Với những nền rộng nhiều lớp không cần phải phủ lớp lót với cấu trúc hợp chất khác và có thể thi công bề mặt với các mảng màu khác nhau hay xen các mảnh vinyl để tăng tính thẩm mỹ. Các lớp nền này có thể được thi công với "cào-lưỡi-mịn" hay bay với độ dày từ 3mm - 6mm. Lớp mặt trên cùng được thi công khi lớp dưới đã được đông kết. Những bề mặt nền rộng dùng loại vữa loãng hơn, tự phẳng nhưng phải thêm vào các hạt để chống trượt. Đây vẫn là lớp phủ bảo vệ rất bền chắc, chịu nhiệt cả khi bị sôc nhiệt.

Thông tin tác giả bài viết:
John D. Crowley is President of the International Concrete Repair Institute/Metro New York Chapter and Vice President of New Business Development for Garon Products, Inc. in Wall, N.J.