Kính chịu lực ngày càng được ưa chuộng trong các công trình dân dụng và thương mại nhờ vào độ bền vượt trội và tính thẩm mỹ cao. Với khả năng chịu va đập, chịu nhiệt và đảm bảo an toàn cho người sử dụng, kính chịu lực trở thành lựa chọn lý tưởng cho cửa kính, vách ngăn, mặt dựng và nhiều ứng dụng khác. Góp phần tạo nên không gian hiện đại, tinh tế và tiện nghi trong mọi thiết kế kiến trúc.
Kính chịu lực là gì?
Kính chịu lực là loại kính được xử lý qua quá trình gia nhiệt và làm nguội đột ngột, giúp tăng cường độ cứng và khả năng chịu lực lên nhiều lần. Điều này khiến kính có khả năng chống chịu va đập, rung chấn và áp lực tốt hơn rất nhiều so với kính thông thường.
Kính chịu lực bao gồm nhiều loại khác nhau, mỗi loại có đặc tính và ứng dụng riêng biệt, đáp ứng đa dạng nhu cầu của các công trình và sản phẩm. Các loại phổ biến bao gồm kính cường lực, kính bán cường lực và kính dán an toàn, mỗi loại có quy trình sản xuất và cấu tạo đặc trưng để đạt được khả năng chịu lực mong muốn.
Các loại kính chịu lực phổ biến hiện nay
Mỗi loại kính chịu lực có đặc tính riêng, phù hợp với từng mục đích sử dụng khác nhau trong xây dựng và nội thất hiện đại.
Kính cường lực
Kính cường lực là loại kính đã trải qua quá trình tôi nhiệt ở nhiệt độ cao. Sau đó làm lạnh nhanh bằng khí nén, tạo ra ứng suất bề mặt giúp tăng khả năng chịu lực và chịu nhiệt. Kính có độ bền cao gấp 4–5 lần kính thường cùng độ dày. Khi vỡ, kính sẽ tách thành những mảnh nhỏ, không có cạnh sắc, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Kính bán cường lực
Kính bán cường lực có quy trình sản xuất tương tự như kính cường lực nhưng được làm nguội từ từ hơn, tạo ra mức độ ứng suất thấp hơn. Loại kính này có độ bền gấp khoảng 2 lần so với kính thường nhưng vẫn duy trì cấu trúc tương tự khi vỡ. Kính bán cường lực thích hợp cho các công trình yêu cầu độ bền vừa phải, không cần chịu va đập mạnh hoặc nhiệt độ thay đổi liên tục.
Kính dán an toàn
Kính dán an toàn được tạo thành từ hai hoặc nhiều lớp kính liên kết bằng lớp phim PVB hoặc EVA ở giữa. Khi có tác động mạnh, kính có thể bị nứt nhưng các mảnh vỡ sẽ dính chặt vào lớp phim, không rơi ra ngoài, hạn chế nguy cơ chấn thương. Ngoài khả năng chống va đập, kính dán còn có khả năng cách âm và chống tia UV tốt.
Kính chịu lực đặc biệt
Kính chịu lực đặc biệt có cấu tạo từ nhiều lớp kính và lớp phim chuyên dụng ép chặt với nhau để tạo độ dày và khả năng kháng đạn cao. Loại kính này có thể chống chịu được súng ngắn, súng trường hoặc các loại vũ khí tấn công khác tùy theo cấp độ bảo vệ. Kính còn có tính năng chống nổ, chống rung và cách âm cực tốt.
Ứng dụng của kính chịu lực trong đời sống
Kính chịu lực góp mặt ngày càng nhiều trong các công trình hiện đại, từ không gian sống đến kiến trúc công cộng, nhờ vào độ bền, tính an toàn và vẻ đẹp tinh tế.
Kiến trúc công cộng
Tại các công trình như trung tâm thương mại, showroom, văn phòng, khách sạn, nhà hàng, kính chịu lực được dùng cho mặt dựng tòa nhà, cửa kính lớn, vách ngăn không gian và hệ thống mái kính. Khả năng chịu gió, rung chấn và thay đổi nhiệt độ giúp kính hoạt động ổn định trong điều kiện thời tiết.
Nội thất
Kính chịu lực xuất hiện trong nhiều sản phẩm nội thất như bàn kính, kệ trang trí, tủ kính, cabin phòng tắm, gương treo tường và mặt bàn bếp. Với khả năng chịu lực và chống trầy xước tốt, kính giữ được độ bền và sự bóng đẹp lâu dài trong quá trình sử dụng. Các chi tiết nội thất bằng kính giúp mở rộng không gian thị giác, tạo cảm giác nhẹ nhàng, hài hòa với nhiều phong cách thiết kế.
Giao thông và phương tiện vận chuyển
Kính chịu lực được sử dụng trong kính chắn gió, cửa kính xe hơi, tàu hỏa, xe buýt và cả cabin điều khiển của máy bay hoặc tàu biển. Ngoài ra, kính dán an toàn hoặc kính chống đạn cũng được tích hợp trong các phương tiện đặc biệt như xe hộ tống, xe vận chuyển tiền,…
Công trình đặc thù
Một số công trình yêu cầu đặc tính kỹ thuật cao như phòng thí nghiệm, nhà máy sản xuất vi mạch, khu cách ly y tế hay phòng điều hành trung tâm dữ liệu cũng sử dụng kính chịu lực để đảm bảo cách âm, cách nhiệt và khả năng chống chịu với môi trường đặc biệt. Các loại kính này thường đi kèm với lớp phủ hoặc tích hợp công nghệ chống tia UV, chống bám bẩn hoặc chống cháy.
Xây dựng dân dụng
Kính chịu lực được sử dụng phổ biến cho cửa ra vào, cửa sổ, vách ngăn phòng, lan can ban công và cầu thang. Nhờ khả năng chịu lực tốt, kính giúp đảm bảo an toàn trong sinh hoạt hằng ngày mà vẫn giữ được sự sang trọng cho không gian. Trong các thiết kế nhà phố, biệt thự hay chung cư, kính chịu lực còn mang đến tính thẩm mỹ cao, giúp công trình luôn sáng, mở và hiện đại.
Ưu và nhược điểm của kính chịu lực
Kính chịu lực có nhiều điểm mạnh vượt trội nhưng cũng tồn tại một số hạn chế cần lưu ý trong quá trình lựa chọn và sử dụng.
Ưu điểm
Kính chịu lực đáp ứng tốt các yêu cầu về độ bền, an toàn và thẩm mỹ trong xây dựng hiện đại.
- Chịu lực và chịu va đập gấp 4–5 lần kính thường cùng độ dày.
- Chịu nhiệt tốt, không bị biến dạng dưới điều kiện thay đổi nhiệt độ đột ngột.
- Khi vỡ tạo thành các mảnh nhỏ, không sắc nhọn, đảm bảo an toàn cho người dùng.
- Bề mặt kính sáng bóng, chống trầy xước và bền màu theo thời gian.
- Cách âm và cách nhiệt tốt hơn so với kính thông thường.
- Dễ vệ sinh, không bám bụi và giữ được vẻ thẩm mỹ lâu dài.
- Dễ dàng kết hợp với các vật liệu khác trong thiết kế kiến trúc.
Nhược điểm
Bên cạnh các ưu điểm nổi bật, kính chịu lực cũng có một số mặt hạn chế nhất định khi áp dụng vào thực tế.
- Không thể cắt, khoan hay chỉnh sửa sau khi đã tôi nhiệt.
- Yêu cầu thiết kế và thi công chính xác ngay từ đầu, hạn chế linh hoạt trong lắp đặt.
- Giá thành cao hơn so với kính thường, đặc biệt với loại kính cường lực đặc biệt.
- Việc thay thế kính vỡ phải đúng kích thước, gây tốn thời gian và chi phí.
- Có thể vỡ toàn bộ nếu bị tác động tập trung tại điểm yếu hoặc lỗi kỹ thuật trong sản xuất.
Tiêu chuẩn và quy trình sản xuất kính chịu lực
Việc sản xuất kính chịu lực đòi hỏi tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt và quy trình kỹ thuật phức tạp để đảm bảo chất lượng và độ an toàn của sản phẩm.
Các tiêu chuẩn quốc tế và Việt Nam
Để đảm bảo chất lượng và tính đồng nhất của kính chịu lực, các sản phẩm phải đáp ứng những tiêu chuẩn nghiêm ngặt do các tổ chức trong nước và quốc tế ban hành.
Tiêu chuẩn quốc tế phổ biến nhất cho kính cường lực là ASTM C1048 của Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ, hoặc EN 12150 của Châu Âu. Tại Việt Nam, kính chịu lực cần tuân thủ các quy định của TCVN 7455:2004 về Kính xây dựng – Kính cường lực.
Những tiêu chuẩn này quy định rõ về độ dày, dung sai kích thước, độ cong vênh, và đặc biệt là khả năng chịu va đập cũng như cách thức vỡ của kính. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này giúp đảm bảo rằng sản phẩm kính chịu lực đạt chất lượng cao, an toàn cho người sử dụng và phù hợp với các ứng dụng xây dựng.
Quy trình sản xuất kính cường lực
Kính cường lực được tạo ra thông qua một quá trình xử lý nhiệt đặc biệt, biến tấm kính thông thường thành vật liệu có độ bền vượt trội.
Gia nhiệt
Bước đầu tiên trong quy trình sản xuất kính cường lực là gia nhiệt. Các tấm kính thông thường sau khi đã được cắt, mài và khoan sẽ được đưa vào lò nung chuyên dụng. Trong lò, nhiệt độ được kiểm soát chặt chẽ, từ từ tăng lên đến khoảng 680 – 700 độ C, gần điểm hóa mềm của thủy tinh. Ở nhiệt độ này, cấu trúc phân tử của kính bắt đầu thay đổi, trở nên dẻo hơn một chút nhưng chưa chảy.
Làm nguội đột ngột
Sau khi đạt đến nhiệt độ gia nhiệt thích hợp, tấm kính sẽ được nhanh chóng đưa ra khỏi lò và làm nguội đột ngột bằng luồng khí lạnh áp suất cao thổi đều lên cả hai bề mặt. Sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng này khiến bề mặt kính co lại nhanh hơn phần lõi. Khi bề mặt đã đông cứng, phần lõi kính vẫn còn nóng và tiếp tục co lại, tạo ra một lực nén vĩnh viễn ở bề mặt và một lực kéo ở phần lõi.
Quy trình sản xuất kính dán an toàn
Đầu tiên, đặt một hoặc nhiều lớp phim PVB (Polyvinyl Butyral) hoặc EVA (Ethylene-vinyl acetate) vào giữa hai hoặc nhiều tấm kính. Sau đó, toàn bộ kính này sẽ được đưa vào máy ép cuộn để loại bỏ không khí giữa các lớp và tạo sự kết dính sơ bộ. Tiếp theo, sản phẩm sẽ được đưa vào lò hấp chân không (autoclave).
Tại đây, dưới tác động của nhiệt độ cao (thường từ 120 đến 150 độ C) và áp suất lớn (khoảng 10-14 bar), lớp phim sẽ tan chảy và kết dính chặt chẽ các tấm kính lại với nhau, tạo thành một khối liền mạch và trong suốt. Quy trình này đảm bảo rằng khi kính bị vỡ, các mảnh vỡ sẽ dính chặt vào lớp phim, không rơi ra ngoài và không gây nguy hiểm.
Bảo quản và sử dụng kính chịu lực đúng cách
Để kính chịu lực bền đẹp theo thời gian, bạn cần lưu ý cách bảo quản và sử dụng đúng cách.
- Vệ sinh kính: Nên vệ sinh kính chịu lực thường xuyên bằng khăn mềm và dung dịch lau kính chuyên dụng. Tránh dùng vật sắc nhọn hoặc chất tẩy rửa mạnh để không làm xước bề mặt kính.
- Tránh va đập mạnh: Các cạnh và góc kính chính là điểm yếu. Va đập mạnh vào những vị trí này có thể khiến kính vỡ. Nên cẩn thận khi di chuyển đồ vật, tránh để chúng va vào cạnh kính.
- Kiểm tra định kỳ: Thường xuyên kiểm tra kính chịu lực giúp bạn sớm phát hiện các vết nứt, trầy xước hoặc dấu hiệu xuống cấp. Đặc biệt chú ý đến mối nối và khung đỡ. Nếu có bất kỳ vấn đề gì, hãy liên hệ chuyên gia để được tư vấn.
Kính chịu lực không chỉ mang lại hiệu quả sử dụng bền bỉ mà còn nâng tầm giá trị thẩm mỹ cho mọi công trình. Việc hiểu rõ đặc điểm, ứng dụng và cách bảo quản kính giúp người dùng khai thác tối đa lợi ích mà vật liệu này mang lại. Trong xu hướng kiến trúc hiện đại, loại kính này đang trở thành lựa chọn ưu tiên cho những ai đề cao sự an toàn, bền vững và tinh tế.
