Kính hay thủy tinh là vật liệu lâu đời và linh hoạt nhất do con người tạo ra trên thế giới. Vật liệu này được ứng dụng rộng rãi trong đời sống nhờ vào những đặc tính tuyệt vời. Quá trình sản xuất kính có truyền thống xa xưa từ khoảng năm 2000 trước CN. Kể từ đó, quy trình sản xuất đã không ngừng phát triển từ sản xuất thủ công đến sử dụng công nghệ cao cùng với sự tăng lên gấp bội của số lượng, loại kính cũng như ứng dụng của kính. Vậy, kính được làm ra như thế nào và có những ưu điểm gì nổi bật? Cùng Karawindows tìm hiểu trong bài viết dưới đây.
Ảnh bìa
1. Kính là gì?
Dù bạn có tin hay không, kính được làm từ cát lỏng gốc silicate, được nung chảy ở nhiệt độ khoảng 1700oC và sau đó làm nguội đột ngột để tạo hình dạng cố định. Về mặt khoa học, kính là một chất rắn vô định hình - trạng thái giao thoa giữa 2 hình thái chất lỏng và chất rắn. Ngoài đặc tính trong suốt, kính dễ tạo hình khi nóng chảy, cách nhiệt - cách điện tốt, không có phản ứng hóa học với các vật chất khác và có khả năng tái chế vô hạn.
Một trong những đặc tính nổi bật của kính là dễ vỡ dưới tác dụng của lực hay nhiệt một cách đột ngột. Tuy nhiên, tình trạng này có thể được khắc phục bằng cách bổ sung thêm một số chất khác vào thành phần nấu chảy kính hay xử lý nhiệt. Đặc biệt, các loại kính an toàn hiện nay như kính cường lực, kính bán cường lực, kính dán mang lại giải pháp an toàn hơn cho người sử dụng so với kính thông thường.
Kính là chất rắn vô định hình – trạng thái giao thoa giữa chất lỏng và chất rắn
2. Lịch sử quá trình sản xuất kính
Kính có lịch sử rất lâu đời
Việc sản xuất kính có lịch sử rất lâu đời (khoảng năm 2000 TCN) tại các nền văn hóa cổ đại như Ai Cập và Mesopotamia bằng phương pháp đúc thô sơ.
Trải qua nhiều thiên niên kỷ, việc chế tạo kính đã cải tiến rất nhiều. Đặc biệt là cuộc cách mạng đầu tiên vào khoảng năm 300 TCN với sự phát minh ra chiếc ống thổi, tạo ra những sản phẩm khác nhau về hình dáng và độ dày.
Nhiều năm sau đó, vào khoảng thế kỷ 13 những cửa sổ kính màu của các công trình thời Trung cổ đến những tấm gương nổi tiếng ở Venecia thời Phục Hưng, cuộc cách mạng công nghiệp sản xuất kính chính thức khởi xướng và phát triển mạnh mẽ.
Với sự ra đời của công ty kính tấm của Anh vào năm 1773, nước Anh đã trở thành trung tâm kính cửa sổ chất lượng cao của cả thế giới và mở rộng ra toàn cầu. Sang thế kỷ 20, công nghệ kính nổi đã cho ra đời nhiều sản phẩm kính mới đáp ứng nhu cầu càng cao về năng lượng và những đặc tính ưu việt.
Cùng Karawindows khám phá chi tiết quá trình kính được làm ra như thế nào.
3. Kính được làm ra như thế nào?
Điểm đặc trưng của ngành công nghiệp kính hay thủy tinh tùy thuộc vào sản phẩm cuối cùng được sản xuất cũng như các ứng dụng của nó. Tuy nhiên, tất cả quá trình sản xuất này đều có một công đoạn chung nhất: Quá trình nấu chảy!
Dưới đây là các bước trong quá trình sản xuất kính nổi (kính phẳng):
BƯỚC 1: CHUẨN BỊ NGUYÊN VẬT LIỆU
Mặc dù quá trình chế tạo kính đơn giản nhất là nấu chảy cát thạch anh hay silica sau đó làm lạnh nhanh silica, việc sản xuất kính mà chúng ta thường thấy có thể phức tạp hơn chút bằng cách bổ sung thêm các hợp chất khác. Dưới đây là danh sách các thành phần trong hỗn hợp nấu chảy trong quá trình sản xuất kính:
- Cát nguyên chất chứa các tinh thể thạch anh với thành phần SiO2 không nhỏ hơn 95%
- Soda (NaOH) hoặc Potash (KOH)
- Đá vôi (CaCO3) ở nhiệt độ trên 1000oC.
- Hỗn hợp silicat của natri, kali và canxi.
Các nguyên liệu như cát thạch anh, soda, đá vôi, … được chuẩn bị
BƯỚC 2: TRỘN NGUYÊN VẬT LIỆU
Các nguyên vật liệu được trộn đều thành từng mẻ theo tỷ lệ trộn quy định trong một thiết bị trộn lớn. Độ trong suốt của kính là kết quả của độ tinh khiết trong nguyên liệu thô, độ chính xác trong thành phần và việc tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn chất lượng trong quá trình sản xuất.
BƯỚC 3: NẤU CHẢY NGUYÊN LIỆU THÔ TRONG LÒ NUNG
Các nguyên liệu thô theo mẻ được chuyển từ silo trộn đến lò nung 5 ngăn, để trải qua quá trình nóng chảy. Nhiệt độ trong lò lên tới 1700°C. Sau khi nóng chảy, nhiệt độ của thủy tinh sẽ được duy trì ổn định ở mức khoảng 1200oC để đảm bảo sự đồng nhất.
BƯỚC 4: TẠO HÌNH KÍNH
Thủy tinh nóng chảy sau đó được "thả" vào bể thiếc ở nhiệt độ khoảng 1000oC để tạo thành một dải băng kính thường có kích thước 5-6 mm và độ nhẵn ở hai mặt.
Sau đó nhiệt độ được giảm dần từ 1000oC xuống 600oC. Khi đó tấm kính sẽ được nâng từ bể thiếc lên các con lăn. Tiếp theo, băng kính được kéo ra khỏi con lăn.
Trong quy trình tạo hình này, có một chiếc máy kéo biên đặt hai bên bể thiếc để tạo ra các sản phẩm kính với độ dày và kích cỡ khác nhau nhờ vào sự thay đổi tốc độ dòng chảy và góc độ của máy kéo biên.
BƯỚC 5: Ủ KÍNH VÀ LÀM NGUỘI
Sau khi ra khỏi bể thiếc, tấm kính ở nhiệt độ 600oC sẽ được di chuyển qua lò ủ và làm lạnh dần. Kính bây giờ đủ cứng để đi qua các con lăn và được ủ, giúp điều chỉnh ứng suất bên trong và cho phép cắt và gia công kính theo ý muốn độ phẳng của kính được đảm bảo. Bước ủ còn giúp tấm kính không bị căng, nứt do thay đổi nhiệt độ đột ngột. Khi rời khỏi lò ủ, nhiệt độ trên băng kính sẽ rơi vào khoảng 50 - 60oC.
BƯỚC 6: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG, CẮT VÀ ĐÓNG GÓI
Sau khi làm mát, kính trải qua quá trình kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt. Sau đó, nó được cắt thành các tấm có kích thước khác nhau tối đa là 6000mm x 3660 mm, sau đó sẽ tự động được xếp chồng lên nhau, lưu trữ và sẵn sàng để vận chuyển.
Trong quá trình sản xuất kính, cát được trộn với kính tái chế nung trong lò và thường được bổ sung soda (natri cacbonat) cùng đá vôi (canxi cacbonat). Soda làm giảm nhiệt độ nóng chảy của cát, giúp tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, việc thêm soda vào hỗn hợp sẽ làm giảm độ bền hóa học của nó, khiến nó dễ bị hòa tan khi tiếp xúc với chất lỏng. Chính vì vậy, đá vôi được thêm vào như một chất ổn định để khắc phục nhược điểm này. Kính cũng có thể được tăng cường về mặt hóa học thông qua quá trình trao đổi ion làm cho bề mặt kính cứng hơn.
Tùy vào nhu cầu sử dụng mà các chất hóa học khác nhau sẽ được thêm vào trong quá trình sản xuất, nhằm thay đổi tính chất của kính. Ví dụ, các hóa chất gốc sắt và crom được thêm vào cát nóng chảy khiến kính có màu xanh lục hay oxit chì giúp kính lấp lánh màu sắc nhờ khả năng khúc xạ ánh sáng đi qua nó. Kính chống đạn được sản xuất từ nhiều lớp kính và nhựa liên kết với nhau.
4. Vai trò của kính trong Kiến trúc – Xây dựng
Kiến trúc hiện đại rất chú trọng ánh sáng tự nhiên. Chính vì vậy kính trở thành vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi nhờ khả năng lấy sáng tốt. Ngoài ra, sản phẩm kính hộp (được tạo nên từ nhiều lớp kính thường hoặc kính Low-e) là giải pháp hoàn hảo vừa đảm bảo tính thẩm mỹ vừa giúp tiết kiệm năng lượng cho công trình nhờ tính cách nhiệt, cách âm tốt. Ngày nay, các giải pháp kính đa dạng như kính hoa văn, kính hoa đồng hay kính điện vừa nâng tầm tính thẩm mỹ vừa thể hiện sự sang trọng của công trình và sự tiện nghi cho người sử dụng.
Đặc biệt theo phong trào kiến trúc bền vững, kính luôn là sự lựa chọn hàng đầu của KTS cho các hạng mục cửa nhôm kính vừa thân thiện với môi trường vừa hòa mình cùng thiên nhiên.
>> Có thể bạn quan tâm: Đa dạng phong cách với cửa kính hộp trang trí
5. Những ưu điểm nổi bật của kính
Là một vật liệu độc đáo, khi được ứng dụng trong kiến trúc - xây dựng các giải pháp kính thể hiện rất nhiều ưu điểm nổi bật như sau:
- Kích thước tùy chỉnh theo nhu cầu của khách hàng cả về độ rộng khổ kính lẫn độ dày.
- Nâng tầm không gian sống: Các giải pháp kính có khả năng "phù phép" những công trình có diện tích khiêm tốn trở thành không gian sống thoáng đãng, rộng mở và hòa nhập vào thiên nhiên.
- Khai thác tối ưu ánh sáng tự nhiên cho công trình: Những ô cửa kính hay vách kính trong suốt góp phần mang lại sinh khí và nguồn năng lượng dồi dào cho gia chủ cũng như hình thành mối giao cảm tích cực giữa con người và thiên nhiên.
- Mang lại hiệu quả năng lượng cao nhờ khả năng cách nhiệt vượt trội so với các vật liệu khác cộng với hệ số truyền nhiệt U-Value thấp.
- Kính có hệ số SHGC thấp (ít hấp thụ bức xạ mặt trời), giúp kiểm soát dòng nhiệt đi ra vào công trình một cách thụ động.
- An toàn cho người sử dụng nhờ tính cách điện.
- Hiệu quả chống tia UV cao: Kính không bị ảnh hưởng bởi bức xạ tia cực tím và sẽ không bị nứt, đổi màu hoặc xuống cấp khi tiếp xúc lâu dài dưới ánh nắng.
- Chống chịu thời tiết tốt: Kính có thể chịu được tác động của gió, mưa, ánh nắng mặt trời, bền đẹp dưới mọi điều kiện thời tiết.
- Dễ dàng làm sạch nhờ bề mặt bóng, mịn.
- Khả năng chống thấm nước tốt, ngăn chặn rêu mốc phát triển.
- Khả năng gia công linh hoạt.
- Khả năng chống mài mòn cao: Kính là vật liệu chống mài mòn bề mặt tuyệt vời khi cọ xát phẳng hoặc tiếp xúc trực tiếp với vật liệu khác.
- Giá trị thẩm mỹ cao: Hình khối kiến trúc đa dạng, nhẹ nhàng, thanh thoát, khang trang, hiện đại.
- Hiệu quả kinh tế cao nhờ khả năng có thể tái chế vô tận giúp tiết kiệm chi phí và không ảnh hưởng đến môi trường: Kính có thể tái chế 100% nhiều lần hơn mà không ảnh hưởng đến chất lượng hoặc độ tinh khiết của thủy tinh.
Với thật nhiều ưu điểm nổi bật như vậy, không gì khó hiểu khi kính luôn được KTS ưu tiên trong thiết kế.
Lời kết
Qua bài viết trên, bạn hẳn đã nắm được quy trình kính được làm ra như thế nào rồi. Kính là một trong những vật liệu xây dựng lâu đời nhất và trong kiến trúc hiện đại, vật liệu "thần kỳ" này tiếp tục là sự lựa chọn hàng đầu cho các công trình.
Với sứ mệnh cung cấp những sản phẩm chất lượng cao nhất, xứng tầm với đẳng cấp ngôi nhà và ghi đậm dấu ấn cá nhân của gia chủ, những giải pháp kính Karawindows lựa chọn sẽ làm hài lòng mọi mọi mong ước về một tổ ấm hoàn mỹ, mang hơi thở mát lành của cuộc sống chan hòa cùng thiên nhiên.
