Tôn kẽm là gì?

Tôn kẽm là tấm thép carbon thấp được mạ kẽm bằng phương pháp nhúng nóng (Hot-Dip Galvanizing — HDG), tạo ra lớp hợp kim kẽm-sắt liên kết chặt chẽ với lõi thép bên dưới. Quá trình này được tiêu chuẩn hóa theo ASTM A653 (Mỹ), JIS G3302 (Nhật), EN 10346 (châu Âu) và TCVN 2569:2015 (Việt Nam).

Cơ chế bảo vệ của lớp mạ kẽm

Lớp kẽm bảo vệ lõi thép theo hai cơ chế đồng thời. Thứ nhất là bảo vệ rào cản (barrier protection): lớp kẽm che phủ hoàn toàn bề mặt thép, ngăn oxy và nước tiếp xúc trực tiếp. Thứ hai là bảo vệ cathodic (galvanic protection): khi lớp kẽm bị trầy xước để lộ thép bên dưới, kẽm đóng vai trò anod hy sinh — kẽm bị ăn mòn ưu tiên thay vì thép, bảo vệ vùng bị tổn thương lên đến vài mm xung quanh.

Đây là điểm khác biệt quan trọng so với sơn thông thường: sơn chỉ bảo vệ theo cơ chế rào cản, khi sơn bị tróc thì thép gỉ ngay. Tôn kẽm vẫn tự bảo vệ cả khi bị trầy nhẹ.

Cấu trúc lớp mạ kẽm nhúng nóng

Lớp mạ HDG là hệ nhiều lớp hợp kim hình thành tự nhiên trong quá trình nhúng. Từ trong ra ngoài gồm: lõi thép — lớp Gamma (Fe3Zn10, dày 1–2 µm) — lớp Delta (FeZn7, dày 3–7 µm) — lớp Zeta (FeZn13, dày 5–20 µm) — lớp Eta (kẽm gần thuần, dày 10–30 µm, tạo vân hoa cương đặc trưng). Tổng độ dày lớp mạ thường từ 20 đến 85 µm tùy mác Z.

Phân loại theo khối lượng mạ kẽm

Khối lượng lớp mạ kẽm được đo bằng g/m2 (tổng cả hai mặt) và là chỉ tiêu phân loại chính:

• Z100 (100 g/m2): Lớp mạ mỏng, dùng nội thất, vật liệu không tiếp xúc mưa trực tiếp.
• Z150 (150 g/m2): Lớp mạ trung bình, phổ biến cho tôn lợp nhà dân dụng, môi trường ít ăn mòn.
• Z180 (180 g/m2): Lớp mạ dày hơn, dùng cho mái nhà khu vực ven biển cách bờ 10–50 km.
• Z275 (275 g/m2): Lớp mạ dày nhất phổ biến thương mại, dùng cho nhà xưởng công nghiệp, khu vực ven biển gần hoặc môi trường ăn mòn trung bình đến cao.

Vân hoa cương (spangle) trên bề mặt tôn kẽm

Bề mặt tôn kẽm nhúng nóng có hoa văn lấp lánh đặc trưng gọi là spangle (vân hoa cương), hình thành khi lớp kẽm Eta đông đặc. Spangle lớn cho vẻ thẩm mỹ tự nhiên nhưng có thể không đều; spangle nhỏ hoặc bề mặt nhẵn (minimized spangle) thích hợp hơn cho sơn phủ sau này. Trong sản xuất tôn mạ màu (PPGI), bề mặt thường được xử lý minimized spangle để sơn bám đều hơn.

Phân biệt tôn kẽm và Aluzinc (Galvalume)

Tôn kẽm (galvanized) mạ kẽm gần thuần (hơn 99% Zn). Tôn Aluzinc (hay Galvalume, ASTM A792) mạ hợp kim gồm 55% nhôm + 43,5% kẽm + 1,5% silic — lớp nhôm tạo rào cản tốt hơn, lớp kẽm vẫn bảo vệ cathodic ở cạnh cắt. Aluzinc chống gỉ lâu hơn tôn kẽm thuần khoảng 2–4 lần trong cùng điều kiện môi trường.

Tiêu chuẩn áp dụng cho tôn kẽm tại Việt Nam

• TCVN 2569:2015: Thép tấm và thép dải mạ kẽm nhúng nóng liên tục — quy định các mác Z100 đến Z600, độ bám dính, độ uốn và ngoại quan.
• ASTM A653/A653M: Tiêu chuẩn Mỹ được nhiều nhà sản xuất VN công bố tương đương.
• JIS G3302: Tiêu chuẩn Nhật, ký hiệu mác Z theo hệ thống riêng (Z06 đến Z27).
• EN 10346: Tiêu chuẩn châu Âu, ký hiệu Z100 đến Z600.

Câu hỏi thường gặp về tôn kẽm

Tôn kẽm và tôn lạnh khác nhau thế nào?

Tôn lạnh (cold-rolled steel) là thép cán nguội chưa mạ, bề mặt nhẵn nhưng sẽ gỉ ngay khi tiếp xúc không khí ẩm. Tôn kẽm là tôn lạnh đã được mạ kẽm nhúng nóng để chống gỉ.

Tôn kẽm Z150 dùng được bao lâu?

Trong môi trường đô thị bình thường (C2–C3 theo ISO 9223), Z150 có tuổi thọ khoảng 15–25 năm. Vùng ven biển (C4–C5) tuổi thọ giảm còn 8–15 năm.

Có thể sơn lên tôn kẽm không?

Được, nhưng cần xử lý bề mặt trước: vệ sinh dầu mỡ, xử lý phosphat hóa hoặc dùng primer etching để sơn bám dính tốt. Sơn thẳng lên bề mặt kẽm không xử lý sẽ dễ bong tróc.

Tôn kẽm có thể dùng làm bể chứa nước ăn không?

Không nên dùng trực tiếp làm bể chứa nước uống vì kẽm có thể hòa tan vào nước ở pH thấp. Có thể dùng làm kết cấu bao ngoài nếu có lớp lót bên trong.

Vì sao tôn kẽm có giá thấp hơn tôn mạ màu?

Tôn kẽm chỉ qua một công đoạn mạ kẽm, chưa có sơn màu. Tôn mạ màu cần thêm công đoạn phủ sơn polyester hoặc PVDF nên chi phí cao hơn 20–40%.