Kính cường lực là gì?
Kính cường lực (tempered glass) là kính float được xử lý nhiệt bằng cách nung đến 620–650°C rồi làm nguội nhanh bằng luồng khí lạnh áp suất cao. Quá trình này tạo ra ứng suất nén lớn ở bề mặt (~100–170 MPa) và ứng suất kéo bù trừ ở lõi, làm tăng cường độ kéo của kính lên 160–190 MPa — gấp 4–5 lần kính float thông thường.
Khi kính cường lực bị vỡ, năng lượng ứng suất tích tụ giải phóng đột ngột làm kính vỡ thành hàng nghìn mảnh nhỏ có cạnh tù, giảm đáng kể nguy cơ gây thương tích so với kính float. Đặc tính an toàn này là lý do kính cường lực được bắt buộc sử dụng ở nhiều vị trí trong công trình.
Quy trình sản xuất kính cường lực
Kính cường lực phải được gia công (cắt, khoan, mài cạnh) hoàn toàn trước khi xử lý nhiệt, vì sau khi cường lực không thể cắt hay khoan thêm mà không làm vỡ toàn bộ tấm kính.
- Cắt kính float: cắt đúng kích thước theo bản vẽ kỹ thuật
- Gia công cạnh: mài cạnh vát 45° hoặc bo tròn để tránh ứng suất tập trung
- Khoan lỗ (nếu cần): khoan bằng mũi khoan kim cương, đường kính lỗ ≥ 2× độ dày kính
- Làm sạch: rửa kính bằng nước khử khoáng, loại bỏ bụi và dầu mỡ
- Nung nhiệt: đưa kính vào lò nung đến 620–650°C (trên điểm mềm hóa ~564°C)
- Làm nguội nhanh (quenching): phun khí lạnh đồng đều cả hai mặt trong 10–50 giây
- Kiểm tra ứng suất: kiểm tra bằng kính phân cực (polariscope) để xác nhận phân bố ứng suất
- Kiểm tra vỡ mảnh: thử 1 mẫu/lô theo EN 12150, đếm số mảnh trong vùng 50×50 mm
Tiêu chuẩn EN 12150 và TCVN 7455
EN 12150 là tiêu chuẩn châu Âu quy định kính cường lực nhiệt (thermally toughened soda lime silicate safety glass). Tiêu chuẩn gồm hai phần: EN 12150-1 (định nghĩa và mô tả) và EN 12150-2 (đánh giá sự phù hợp).
| Yêu cầu | EN 12150 | TCVN 7455 |
|---|---|---|
| Số mảnh vỡ (50×50 mm) | ≥40 mảnh | ≥40 mảnh |
| Diện tích mảnh lớn nhất | ≤3 cm² | ≤3 cm² |
| Ứng suất nén bề mặt | ≥69 MPa | ≥69 MPa |
| Dung sai độ dày | ±0,2 mm (4mm), ±0,3 mm (≥5mm) | Tương tự |
| Độ cong cong | <0,3% chiều dài | <0,3% |
| Nhãn CE | Bắt buộc | Không áp dụng |
| Thị trường áp dụng | EU, xuất khẩu | Việt Nam |
Nhận biết kính cường lực
Kính cường lực đạt tiêu chuẩn phải có nhãn in góc (etching hoặc ceramic print) ghi rõ tên nhà sản xuất, tiêu chuẩn (EN 12150 hoặc TCVN 7455), độ dày và mã nhận dạng lô sản xuất. Không có nhãn này không thể xác nhận kính đã được cường lực đúng quy trình.
- Quan sát bằng mắt thường qua kính phân cực: thấy hoa văn ứng suất (iridescence)
- Kiểm tra bằng thiết bị đo ứng suất photoelastic
- Thử vỡ (destructive): đập tâm kính, đếm mảnh trong 50×50 mm
Ứng dụng bắt buộc kính cường lực
Nhiều vị trí trong công trình bắt buộc phải dùng kính cường lực hoặc kính dán theo quy định an toàn. Việc dùng kính thường ở những vị trí này vi phạm tiêu chuẩn an toàn và có thể dẫn đến trách nhiệm pháp lý.
- Cửa đi kính và cửa sổ sàn kính (theo EN 14351)
- Vách ngăn phòng tắm, buồng tắm đứng (shower enclosure)
- Sàn kính (dày ≥19 mm hoặc kính dán cường lực)
- Lan can kính không khung (structural glass balustrade)
- Mặt tiền curtain wall cao tầng (theo tính toán tải gió)
- Kính tiếp xúc mặt người thấp hơn 800 mm so với sàn (theo BS 6206)
Lưu ý khi sử dụng
Kính cường lực có hiện tượng vỡ tự phát (spontaneous breakage) do tạp chất nickel sulfide (NiS) bị biến đổi pha sau cường lực. Tần suất xảy ra khoảng 1/1000–1/10000 tấm. Để giảm thiểu, có thể thực hiện xử lý nhiệt bổ sung (heat soaking) theo EN 14179 để kích hoạt vỡ sớm trước khi lắp đặt.
Kính cường lực cũng dễ bị tổn thương tại cạnh và lỗ khoan nếu không được gia công cẩn thận. Vết xước hoặc va đập vào cạnh có thể gây vỡ toàn bộ tấm kính.