Các dạng aerogel ứng dụng trong xây dựng
Aerogel trong xây dựng hiện có bốn dạng sản phẩm thương mại chính: blanket, granule, panel và coating. Mỗi dạng có ưu điểm riêng và phù hợp với vị trí cụ thể trong công trình. Lựa chọn đúng dạng sản phẩm quyết định hiệu quả kỹ thuật và chi phí dự án.
Aerogel Blanket — Nỉ aerogel
Aerogel blanket là tấm cách nhiệt mềm gồm hạt silica aerogel kết hợp với nền sợi thủy tinh (fiberglass) hoặc sợi polyester tổng hợp. Chiều dày thương mại phổ biến: 5mm, 10mm, 15mm và 20mm. Đây là dạng phổ biến nhất trong xây dựng nhờ dễ thi công.
Đặc tính kỹ thuật
- λ: 0,013–0,018 W/mK (không đổi theo chiều dày)
- Nhiệt độ làm việc: đến 200°C (sợi polyester) hoặc 600°C (sợi thủy tinh)
- Khối lượng: 100–200 g/m² (10mm)
- Phân loại cháy: A2 đến B theo EN 13501-1 tùy sợi gia cường
Ứng dụng phù hợp
- Cách nhiệt mái: lót dưới tôn hoặc giữa xà gỗ mái — chiều dày 10mm thay thế 20mm EPS
- Tường ngoài: lớp cách nhiệt bên trong cấu trúc tường composite mỏng
- Cải tạo tòa nhà cũ: không cần đập tường dày, thêm blanket mỏng giữ diện tích sàn
- Đường ống kỹ thuật: bọc ống hơi nước, ống lạnh trong hệ thống MEP
Cách thi công
Cắt blanket bằng dao hoặc kéo đến kích thước cần. Gắn vào bề mặt bằng keo dán chuyên dụng hoặc cơ học (đinh vít, vòng kẹp). Chú ý tránh khe hở nhiệt (thermal bridging) tại mối nối — dùng băng keo aerogel hoặc lồng chéo hai lớp. Không nén mạnh blanket vì làm vỡ cấu trúc pore, giảm hiệu năng.
Aerogel Granule — Hạt aerogel
Aerogel granule là hạt silica aerogel rời có đường kính 1–4mm. Chúng được trộn vào vữa trát, vữa lót hoặc bê tông để cải thiện cách nhiệt của hỗn hợp mà không cần thay đổi hoàn toàn công nghệ thi công.
Vữa aerogel (aerogel render)
Trộn hạt aerogel vào vữa vôi hoặc vữa xi măng với tỷ lệ 30–50% thể tích. Vữa aerogel đạt λ = 0,07–0,15 W/mK (thấp hơn nhiều so với vữa thường λ = 0,4–0,8 W/mK). Lớp vữa aerogel dày 30mm có R-value ≈ 0,3–0,5 m²K/W.
Ứng dụng: trát trong hoặc ngoài tường cũ để cải thiện cách nhiệt mà không đập tường; đặc biệt phù hợp cải tạo di sản nơi không được thay đổi bề mặt ngoài đáng kể.
Bê tông aerogel
Thay cát bằng hạt aerogel trong bê tông nhẹ. Bê tông aerogel đạt λ = 0,1–0,2 W/mK, cường độ nén 2–5 MPa. Dùng làm tấm tường precast siêu nhẹ cách nhiệt tốt cho công trình cao tầng.
Aerogel Panel — Tấm cứng
Aerogel panel là tấm composite cứng gồm lõi aerogel kẹp giữa hai lớp vải kỹ thuật hoặc tấm kim loại. Độ cứng cho phép lắp ghép như tấm ốp thông thường. Giá tham khảo cao nhất trong các dạng: 5–20 triệu đồng/m² tùy nhà sản xuất và chiều dày.
Ứng dụng: mặt tiền cách nhiệt công nghiệp, kho lạnh cần cách nhiệt tối ưu trên diện tích nhỏ nhất, tường ngăn cháy kết hợp cách nhiệt trong công trình công nghiệp năng lượng cao.
Aerogel Coating — Sơn/Vữa có chứa aerogel
Hạt aerogel nano (kích thước 1–100 micron) trộn vào sơn nước hoặc sơn phủ ngoại thất. Lớp sơn 1mm chứa aerogel có λ ≈ 0,05–0,1 W/mK — cải thiện nhẹ so với sơn thông thường (λ = 0,2–0,5 W/mK). Hiệu quả không thể bằng blanket hay granule nhưng chi phí thấp và thi công như sơn thông thường.
So sánh 4 dạng aerogel trong xây dựng
| Dạng sản phẩm | λ (W/mK) | Dễ thi công | Giá tham khảo | Ứng dụng chính |
|---|---|---|---|---|
| Blanket 10mm | 0,013–0,018 | Dễ (cắt dán) | 3–8 triệu/m² | Mái, tường, đường ống |
| Granule (vào vữa) | 0,07–0,15 | Trung bình | 2–5 triệu/lít | Vữa trát, bê tông nhẹ |
| Panel cứng | 0,013–0,020 | Trung bình | 5–20 triệu/m² | Mặt tiền, kho lạnh CN |
| Coating (sơn) | 0,05–0,10 | Rất dễ | 200–800 nghìn/m² | Cải thiện nhẹ bề mặt |
Lưu ý khi chọn mua aerogel xây dựng
- Kiểm tra chứng chỉ λ từ phòng thí nghiệm độc lập (ISO 8301 hoặc ASTM C518)
- Xác nhận sản phẩm có xử lý hydrophobic — hỏi về góc tiếp xúc nước (water contact angle >90°)
- Với blanket: hỏi về phân loại cháy EN 13501-1
- Với granule: hỏi về tỷ lệ trộn khuyến nghị để không giảm cường độ vữa dưới mức chấp nhận
- Aerogel nhập khẩu hiện chủ yếu từ Trung Quốc, Mỹ (Aspen Aerogels) và châu Âu — yêu cầu xuất xứ rõ ràng
Câu hỏi thường gặp
- Aerogel blanket có cần vapor barrier không?
- Phụ thuộc vị trí. Ở mái hoặc tường ẩm ướt, nên dùng màng kiểm soát hơi ẩm thêm để bảo vệ lớp aerogel hydrophobic không bị quá tải. Ở tường trong khô ráo thì không bắt buộc.
- Granule aerogel trộn vào vữa xi măng có ảnh hưởng cường độ không?
- Có. Tỷ lệ granule >40% thể tích làm giảm cường độ nén đáng kể. Cần tuân theo khuyến nghị của nhà sản xuất và kiểm tra mẫu trước khi thi công đại trà.