Bên cạnh kính cường lực truyền thống, kính bán cường lực cũng được xem là một giải pháp kỹ thuật cân bằng, mang lại độ bền và khả năng chịu nhiệt cao mà vẫn giữ được tính toàn vẹn kết cấu trong nhiều ứng dụng đặc biệt. Loại kính này được sản xuất qua quy trình xử lý nhiệt nghiêm ngặt, tạo ra sức mạnh vượt trội so với kính thông thường. Vậy kính bán cường lực là gì, ưu – nhược điểm và các ứng dụng thực tế sẽ được HTWindow giải đáp chi tiết trong bài viết dưới đây.
Kính bán cường lực là gì?
Kính bán cường lực hay còn gọi là Semi-Tempered Glass hoặc Heat-Strengthened Glass. Đây là loại kính được sản xuất thông qua một quy trình xử lý nhiệt tương tự như kính cường lực, nhưng có thời gian tôi luyện và làm nguội khác biệt.
- Quá trình sản xuất: Kính phẳng thông thường được đưa vào lò nhiệt, nung nóng đến nhiệt độ khoảng 650 độ C (1200 độ F), sau đó được làm nguội bằng luồng khí lạnh. Tuy nhiên, tốc độ làm nguội của kính bán cường lực chậm hơn so với kính cường lực.
- Cơ chế hoạt động: Quá trình làm nguội chậm hơn này giúp tạo ra sự chênh lệch ứng suất bên trong kính. Cụ thể, nó tạo ra một ứng suất nén trên bề mặt kính và ứng suất kéo bên trong lõi kính. Tuy nhiên, mức độ ứng suất nén này thấp hơn nhiều so với kính cường lực (thường đạt 3.500 psi đến 7.500 psi, trong khi kính cường lực là trên 10.000 psi).
- Mục đích: Kính bán cường lực được thiết kế để tăng cường khả năng chịu nhiệt và chịu lực hơn kính thường, nhưng quan trọng hơn là giữ được tính toàn vẹn của mảnh vỡ khi bị tác động mạnh.
Đặc điểm của kính bán cường lực
Kính bán cường lực sở hữu những đặc tính kỹ thuật độc đáo, phân biệt nó với kính cường lực và kính thông thường:
- Độ bền cơ học: Kính bán cường lực có độ bền cao hơn kính thường từ 2 đến 3 lần. Mặc dù không mạnh bằng kính cường lực (thường mạnh gấp 4-5 lần kính thường), nhưng độ bền này đủ để chịu được áp lực gió lớn và các tác động vừa phải.
- Khả năng chịu nhiệt: Kính bán cường lực có khả năng chịu đựng sự thay đổi nhiệt độ đột ngột (sốc nhiệt) tốt hơn kính thường. Nó có thể chịu được sự chênh lệch nhiệt độ lên đến 150 độ C (300 độ F), làm giảm nguy cơ nứt vỡ do biến dạng nhiệt.
- Đặc điểm khi vỡ: Đây là đặc điểm quan trọng nhất. Khi bị vỡ, kính bán cường lực sẽ tạo ra các mảnh lớn, sắc nét hơn so với các mảnh nhỏ, vụn của kính cường lực. Điều này có vẻ là nhược điểm, nhưng lại là ưu điểm lớn khi kính được dùng để sản xuất kính dán an toàn (Laminated Glass).
- Độ phẳng bề mặt: Do quá trình làm nguội chậm hơn, kính bán cường lực ít bị biến dạng bề mặt hơn kính cường lực, duy trì độ phẳng cao hơn và giảm hiện tượng bị cong vênh hoặc sóng bề mặt (wave distortion).
Ưu – nhược điểm của kính bán cường lực
Việc lựa chọn sử dụng kính bán cường lực phải dựa trên sự cân bằng giữa yêu cầu về độ bền, an toàn và tính toàn vẹn của kết cấu sau khi vỡ. Kính bán cường lực được xem là giải pháp cân bằng giữa độ bền và đặc tính an toàn khi vỡ, đặc biệt khi được kết hợp trong hệ kính dán an toàn.
Ưu điểm
Kính bán cường lực được đánh giá cao bởi những ưu điểm sau:
- Độ bền cao hơn kính thường: Mang lại khả năng chống chịu gió bão và va đập tốt hơn hẳn so với kính thông thường.
- Chịu sốc nhiệt tốt: Giảm thiểu rủi ro nứt vỡ do sự thay đổi nhiệt độ đột ngột (ví dụ: nhiệt độ bên trong và bên ngoài chênh lệch lớn, hoặc vùng chịu nắng gắt).
- Lý tưởng cho kính dán an toàn: Khi kính bán cường lực bị vỡ, các mảnh vỡ lớn vẫn giữ lại trong khung và dính chặt vào lớp phim dán (PVB/EVA). Các mảnh lớn này giữ được tính toàn vẹn kết cấu tốt hơn so với các mảnh vụn nhỏ của kính cường lực, giúp kính không bị đổ sập ngay lập tức, rất quan trọng cho các mặt dựng kính cao tầng.
- Ít bị biến dạng quang học: Duy trì độ phẳng và độ trong suốt tốt hơn kính cường lực, giảm hiện tượng méo hình khi nhìn qua kính.
- Chi phí thấp hơn: Thường có chi phí sản xuất thấp hơn kính cường lực.
Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm nêu trên, kính bán cường lực cũng có những nhược điểm như:
- Không an toàn như kính cường lực khi vỡ đơn lẻ: Nếu sử dụng đơn lẻ mà không dán an toàn, các mảnh vỡ lớn, sắc nét có thể gây nguy hiểm hơn so với kính cường lực.
- Không thể cắt hoặc khoan sau khi xử lý: Giống như kính cường lực, kính bán cường lực phải được cắt, khoan lỗ hoàn chỉnh trước khi đưa vào lò xử lý nhiệt.
- Độ bền cơ học thấp hơn kính cường lực: Không phù hợp cho các khu vực yêu cầu khả năng chịu va đập cực mạnh (ví dụ: cửa ra vào chính, lan can kính).
Kính bán cường lực có đắt không?
Giá thành của kính bán cường lực thường nằm ở mức giữa kính thường (Annealed Glass) và kính cường lực (Tempered Glass).
- So với kính thường: Kính bán cường lực có giá cao hơn do phải trải qua quy trình xử lý nhiệt phức tạp, nhưng độ bền và an toàn vượt trội hơn rất nhiều.
- So với kính cường lực: Kính bán cường lực thường rẻ hơn kính cường lực khoảng 10% đến 20%, tùy thuộc vào độ dày và nhà sản xuất. Điều này là do quá trình tôi luyện và làm nguội của kính bán cường lực có quy trình khác biệt, ít tốn năng lượng và thời gian hơn.
Yếu tố ảnh hưởng đến giá:
- Độ dày: Kính càng dày, giá càng cao.
- Loại kính cơ sở: Kính trong, kính màu, kính Low-E, hay kính phản quang.
- Ứng dụng: Khi được sử dụng làm thành phần của kính dán an toàn (Laminated Semi-Tempered Glass), tổng chi phí sẽ cao hơn, nhưng vẫn thường rẻ hơn so với kính cường lực dán an toàn (Laminated Tempered Glass).
Tóm lại, kính bán cường lực là một giải pháp kinh tế hiệu quả khi yêu cầu về khả năng chịu nhiệt và độ bền là cần thiết, nhưng cần phải cân bằng với yêu cầu an toàn khi vỡ (thường được giải quyết bằng cách dán an toàn).
Ứng dụng của kính bán cường lực
Nhờ vào đặc điểm độc đáo khi vỡ (giữ được tính toàn vẹn kết cấu) và khả năng chịu nhiệt tốt, kính bán cường lực được ứng dụng rộng rãi trong các công trình kiến trúc lớn:
- Kính dán an toàn cho mặt dựng (Facades): Đây là ứng dụng phổ biến nhất. Kính bán cường lực thường được dán thành kính dán an toàn (ví dụ: 8mm bán cường lực + PVB + 8mm bán cường lực) để làm vách mặt dựng, cửa sổ cao tầng. Khi bị vỡ, kính không bị đổ sập, đảm bảo an toàn cho người đi đường và giữ lại kết cấu bao che.
- Mái che và giếng trời (Skylights): Khả năng chịu sốc nhiệt tốt giúp kính bán cường lực là lựa chọn lý tưởng cho mái che, nơi kính phải đối mặt với sự thay đổi nhiệt độ đột ngột giữa nắng nóng ban ngày và mưa lạnh.
- Vách ngăn, cửa sổ chịu tải trọng gió lớn: Sử dụng cho các khu vực có gió mạnh, như các tòa nhà ven biển hoặc cao tầng, nơi áp lực gió là yếu tố cần phải tính toán nghiêm ngặt.
- Các ứng dụng kiến trúc cần độ phẳng cao: Nơi yêu cầu về thẩm mỹ quang học cao (không bị méo hình) như mặt tiền các showroom lớn hoặc bảo tàng.
Kính bán cường lực là gì đã được HTWindow giải đáp trong bài viết trên. Tóm lại, loại kính này chính là minh chứng cho sự tiến bộ của công nghệ vật liệu xây dựng, cung cấp một giải pháp an toàn, bền vững và hiệu quả chi phí cho các công trình hiện đại. Với khả năng chịu nhiệt và đặc tính khi vỡ lý tưởng cho việc sản xuất kính dán an toàn, loại kính này đã trở thành lựa chọn không thể thiếu trong thiết kế mặt dựng và cửa sổ cao tầng. Việc hiểu rõ ưu và nhược điểm của kính bán cường lực sẽ giúp các chủ đầu tư đưa ra quyết định tối ưu.
