Xốp EPS là gì?
Xốp EPS (Expanded Polystyrene — polystyrene nở phồng) là vật liệu xốp nhiệt dẻo sản xuất từ hạt polystyrene nguyên sinh bằng cách cho nở trong hơi nước, tạo ra các tế bào kín chứa 98% khí và 2% polymer. Hệ số dẫn nhiệt λ = 0.033–0.040 W/(m·K) tùy mật độ, giúp EPS là một trong các vật liệu cách nhiệt giá thấp phổ biến nhất trong xây dựng.
Quy trình sản xuất xốp EPS
EPS được sản xuất qua 3 giai đoạn chính:
- Pre-expansion (nở sơ bộ): Hạt polystyrene nguyên liệu (dạng hình cầu, đường kính 0.5–2.5mm) có chứa tác nhân nở pentane (C₅H₁₂, 5–7% khối lượng) được đưa vào lò hơi. Hơi nước ở 100°C làm pentane bay hơi, hạt nở to gấp 20–50 lần thể tích ban đầu. Hạt nở sơ bộ được ủ 12–24 giờ để cân bằng áp suất bên trong.
- Moulding (ép khuôn): Hạt đã nở sơ bộ đổ vào khuôn kim loại, ép chặt. Hơi nước tiếp tục gia nhiệt làm các hạt nở thêm và hàn dính vào nhau tạo khối EPS. Mật độ cuối cùng điều chỉnh bằng lượng hạt nạp vào khuôn và áp suất hơi.
- Cắt và định hình: Khối EPS được cắt bằng dây điện trở (hot wire) thành tấm, khối hoặc hình dạng phức tạp theo yêu cầu.
Cấu trúc vi mô và tính chất vật lý
EPS có cấu trúc tổ ong gồm hàng triệu tế bào polystyrene đường kính 3–8mm chứa đầy không khí tĩnh lặng. Không khí tĩnh là chất cách nhiệt tốt nhất về mặt kinh tế (λ ≈ 0.026 W/(m·K)); bản thân polymer polystyrene chiếm rất ít thể tích. So sánh tính chất:
| Thông số | EPS tiêu chuẩn | Đơn vị |
|---|---|---|
| Hệ số dẫn nhiệt λ | 0.033–0.040 | W/(m·K) |
| Mật độ | 10–30 | kg/m³ |
| Độ bền nén (10% biến dạng) | 70–200 | kPa |
| Độ hút ẩm dài hạn | 1–4 (thể tích) | % |
| Cấp cháy tiêu chuẩn | B2 (dễ cháy) | DIN 4102 |
| Cấp cháy loại FR (flame retardant) | B1 (khó cháy) | DIN 4102 |
| Nhiệt độ sử dụng tối đa | 80°C liên tục | °C |
| Hệ số thấm hơi nước μ | 30–70 | — |
Phân loại EPS theo mật độ
Mật độ là thông số phân loại quan trọng nhất của EPS:
- EPS 10–15 kg/m³: loại nhẹ nhất, độ bền nén thấp (70–100 kPa) — đúc hộp dầm, bọc trang trí ngoại thất, lấp hố kỹ thuật.
- EPS 15–20 kg/m³: tiêu chuẩn xây dựng — trần giả, ốp tường, EIFS lớp ngoài.
- EPS 20–25 kg/m³: tấm cách nhiệt mái và tường — λ ≈ 0.036, độ bền nén 120–150 kPa.
- EPS 25–30 kg/m³: sàn và nền nhẹ — độ bền nén 150–200 kPa, dùng cho nền nhà ít tải.
- EPS 30+ kg/m³ (EPS mật độ cao): kho lạnh, dưới nền đường — độ bền nén >200 kPa.
Ứng dụng trong xây dựng
- EIFS — hệ cách nhiệt ngoài mặt tường: tấm EPS 15–25 kg/m³ dán thẳng lên tường bê tông hoặc gạch, phủ lưới sợi thủy tinh, vữa khoáng và sơn finish ngoài — phổ biến ở châu Âu và đang phát triển tại Việt Nam.
- Trần và vách cách nhiệt: EPS đúc hình theo ô khuôn trần, hoặc dán lên vách trong.
- Đúc hộp dầm sàn phẳng: hộp EPS nhẹ đặt vào coffa sàn để giảm trọng lượng sàn bê tông (sàn phẳng rỗng).
- Nền kho lạnh EPS mật độ cao: nền kho lạnh cần EPS ≥30 kg/m³ để chịu tải xe nâng và ngăn đóng băng nền đất.
- Xốp đóng gói thiết bị điện tử: ứng dụng phi xây dựng phổ biến nhất.
Hạn chế cần biết trước khi dùng EPS
EPS không chịu được dung môi hữu cơ (acetone, xylene, toluen, xăng) — tiếp xúc dung môi làm tan chảy EPS ngay lập tức. Nhiệt độ sử dụng tối đa 80°C liên tục — không dùng cho ứng dụng nhiệt độ cao. Cấp cháy B2 (loại thường) yêu cầu phải có lớp bảo vệ chống cháy khi dùng trong công trình có yêu cầu phòng cháy.