Ngành kính xây dựng có hai tầng: nhà máy kính nổi nấu nguyên liệu thành tấm kính phẳng khổ lớn, và rất nhiều xưởng gia công cắt tấm kính đó, xử lý cường lực, dán nhiều lớp, ghép kính hộp theo đơn công trình. Nhà máy kính nổi rất ít, vốn rất lớn và chạy liên tục nhiều năm; xưởng gia công thì nhiều, quy mô từ nhỏ tới vừa, nằm gần thị trường xây dựng.
Người tìm nhà cung cấp kính cho công trình gần như luôn làm việc với tầng thứ hai. Hiểu được tầng thứ nhất giúp bạn biết tấm kính gốc đến từ đâu và những lỗi nào có gốc rễ ngay từ lúc nấu. Bài này đi qua cả hai, cùng những nguy cơ đặc thù của nghề kính.
Từ cát trắng đến tấm kính nổi
Nguyên liệu chính của kính tấm là cát thạch anh có hàm lượng silic cao và ít sắt, cùng soda, đá vôi, đôlômit, tràng thạch và một tỷ lệ kính vụn tái sử dụng. Hàm lượng sắt trong cát quyết định độ xanh của cạnh kính; kính siêu trong cần cát rất sạch sắt. Việt Nam có những mỏ cát trắng ven biển miền Trung, nổi tiếng là vùng Cam Ranh ở Khánh Hoà, được dùng làm nguyên liệu kính.
Phối liệu được nấu chảy trong lò bể lớn, đốt bằng khí hoặc dầu, ở nhiệt độ rất cao. Thuỷ tinh lỏng chảy ra một bể thiếc nóng chảy; vì thuỷ tinh nhẹ hơn thiếc, nó nổi lên và tự dàn phẳng thành băng kính có hai mặt song song, độ dày được điều chỉnh bằng các con lăn kéo ở mép. Đây là phương pháp kính nổi, được phát triển ở Anh giữa thế kỷ hai mươi và đến nay là cách làm chủ đạo của kính tấm trên thế giới.
Băng kính sau đó đi qua lò ủ dài để nguội từ từ, giải phóng ứng suất bên trong, rồi được kiểm lỗi bằng hệ thống quét quang học, cắt thành tấm khổ lớn và xếp lên giá. Lò nấu kính chạy liên tục nhiều năm liền giữa hai lần sửa chữa lớn; dừng lò là chuyện hệ trọng. Vì vậy số nhà máy kính nổi ở Việt Nam ít, vốn lớn, và sản phẩm của chúng đi tới xưởng gia công khắp cả nước, bên cạnh kính tấm nhập khẩu.
Các loại kính gia công và cách làm
Phần lớn kính lắp vào công trình đã qua ít nhất một bước gia công. Mỗi loại có thiết bị và mục đích riêng.
| Loại kính | Cách làm ở xưởng | Mục đích chính | Lưu ý sản xuất |
|---|---|---|---|
| Kính cường lực | Cắt, mài cạnh, khoan lỗ xong mới đưa vào lò nung gần mềm rồi thổi gió làm nguội nhanh | Chịu lực, chịu sốc nhiệt; vỡ thành hạt nhỏ ít sắc | Sau khi cường lực hoá không cắt, khoan được nữa |
| Kính dán an toàn | Kẹp phim nhựa giữa hai hay nhiều lớp kính, ép nhiệt trong nồi hấp | Vỡ không rơi, giữ người và vật | Phòng ép phải sạch bụi, kiểm soát ẩm |
| Kính hộp | Hai lớp kính cách nhau bằng thanh đệm chứa hạt hút ẩm, bơm khí khô hoặc khí trơ, gắn keo hai lớp | Cách nhiệt, cách âm | Keo kín là sống còn, hở là đọng hơi nước bên trong |
| Kính phủ Low-E, phản quang | Phủ lớp kim loại mỏng ở nhà máy hoặc xưởng có dây chuyền phủ chân không | Giảm nhiệt bức xạ, kiểm soát ánh sáng | Mặt phủ dễ trầy, phải đặt đúng mặt khi ghép |
| Kính uốn, kính in, kính màu | Nung uốn trên khuôn, in men gốm rồi cường lực hoá | Thẩm mỹ, mặt dựng, nội thất | Thường kết hợp với cường lực hoá |
Nguyên tắc vàng của xưởng gia công: mọi việc cắt, mài, khoan phải xong trước khi cường lực hoá. Một bản vẽ sai kích thước phát hiện sau khi cường lực hoá là bỏ đi cả tấm kính.
Dòng chảy một đơn kính cường lực ở xưởng gia công
Lấy ví dụ một đơn vách kính cho một văn phòng:
- Đo và bóc tách. Đội đo đạc lấy kích thước thực tế tại công trình, kỹ thuật lập danh sách tấm, vị trí lỗ, khoét.
- Cắt tấm. Bàn cắt tự động hoặc cắt tay theo danh sách, tối ưu để ít hao hụt từ tấm khổ lớn.
- Mài cạnh. Máy mài cạnh thẳng hoặc mài vát; cạnh mài kém là điểm khởi đầu của vết nứt khi vào lò cường lực.
- Khoan, khoét. Khoan lỗ bản lề, tay nắm, khoét góc.
- Rửa, sấy. Rửa sạch bột mài, dầu, dấu tay trước khi vào lò.
- Cường lực hoá. Nung trong lò cường lực rồi thổi gió làm nguội nhanh theo chế độ phù hợp độ dày.
- Kiểm và dán nhãn. Kiểm cong vênh, vết, kiểm mẫu vỡ định kỳ; đánh dấu kính cường lực theo quy định để phân biệt.
- Đóng giá, vận chuyển. Xếp nghiêng trên giá chữ A có đệm, chằng chắc, xe chuyên dùng.
Mỗi bước có thể là một xưởng riêng ở quy mô nhỏ: có xưởng chỉ cắt mài, rồi gửi đi cường lực hoá ở xưởng có lò. Người đặt hàng nên hỏi rõ khâu cường lực hoá làm ở đâu.
Những lỗi đặc thù của kính và gốc rễ của chúng
Kính cường lực tự vỡ. Một tỷ lệ rất nhỏ kính cường lực vỡ mà không có va đập, thường do tạp chất niken sunfua li ti có từ lúc nấu kính, giãn nở chậm theo thời gian. Xưởng có thể giảm rủi ro bằng thử nghiệm ngâm nhiệt sau khi cường lực hoá, nhất là với kính lắp trên cao.
Kính cong, gợn sóng. Cường lực hoá không đúng chế độ làm tấm kính gợn, nhìn phản chiếu bị méo. Lỗi này thấy rõ trên mặt dựng lớn.
Kính hộp đọng hơi nước. Do keo kín hở hoặc hạt hút ẩm đã bão hoà trước khi ghép. Lỗi thường lộ ra sau vài tháng, rất khó sửa tại công trình.
Bọt khí, sạn trong kính. Có gốc từ khâu nấu ở nhà máy kính nổi; xưởng gia công nên loại tấm lỗi ngay khi cắt.
Lệch màu giữa các tấm. Hai lô kính tấm khác nhau, nhất là kính màu và kính phủ, có thể lệch sắc độ nhìn thấy được khi lắp cạnh nhau trên mặt dựng. Xưởng nên dùng kính cùng lô cho một mặt công trình và giữ mẫu đối chiếu.
Trầy lớp phủ. Kính phủ bị trầy khi vận chuyển, rửa bằng bàn chải sai loại, hoặc ghép sai mặt.
Nhà máy kính nổi: vì sao chạy liên tục và vì sao ít
Lò nấu kính nổi là một bể chứa khối thuỷ tinh nóng chảy khổng lồ, xây bằng vật liệu chịu lửa đặc biệt. Khi đã đốt lò, nhà máy giữ lò nóng và chạy liên tục suốt chiến dịch lò kéo dài nhiều năm, chỉ dừng khi gạch chịu lửa đã mòn và cần xây lại. Để thuỷ tinh đông lại trong lò là hỏng cả bể, nên mọi sự cố về khí đốt, điện, nguyên liệu đều phải có phương án dự phòng.
Chạy liên tục nghĩa là sản lượng gần như cố định mỗi ngày, bất kể thị trường mua nhiều hay ít. Khi thị trường chậm, kính dồn kho; khi thị trường nóng, nhà máy không tăng nhanh được. Nhà máy điều chỉnh bằng cách đổi độ dày, đổi chủng loại kính trên cùng dây chuyền, và bằng kế hoạch bán hàng dài hạn với các xưởng gia công.
Vốn đầu tư rất lớn, công nghệ đòi hỏi chuyên gia vận hành lò, và nhu cầu năng lượng cao là lý do mỗi nước chỉ có số ít nhà máy kính nổi. Với xưởng gia công, điều này có nghĩa là nguồn kính tấm khá tập trung: biết tấm kính của mình đến từ nhà máy nào, lô nào, giúp truy được lỗi gốc khi có bọt khí, sạn hay lệch màu.
An toàn trong nghề kính: cạnh sắc, tấm nặng, lò nóng
Nguy cơ phổ biến nhất ở xưởng kính là cắt đứt tay, cổ tay, và tai nạn khi tấm kính lớn đổ. Một tấm kính khổ lớn rất nặng và có thể trượt khỏi giá khi chằng buộc không chắc. Xưởng làm bài bản trang bị găng và ống tay chống cắt, giày mũi thép, giác hút kính, cầu trục có kẹp chuyên dùng, và quy định rõ hướng đứng khi nâng tấm.
Khu lò cường lực có nhiệt độ cao và tiếng ồn lớn của quạt thổi; khu mài dùng nhiều nước và điện, cần chống trơn trượt và chống giật. Khi vận chuyển và lắp đặt, kính cường lực có thể vỡ toàn bộ chỉ vì một va chạm nhỏ ở cạnh, nên người lắp phải được huấn luyện cách cầm, đặt và không bao giờ đặt cạnh kính trực tiếp xuống nền gạch, nền bê tông.
Luật An toàn, vệ sinh lao động 2015 đặt nguyên tắc nhận diện và kiểm soát nguy cơ; với kính dùng trong công trình, các yêu cầu về kính an toàn cho vị trí cụ thể như lan can, cửa đi, mặt dựng nằm trong quy chuẩn, tiêu chuẩn xây dựng hiện hành mà xưởng và nhà thầu cần kiểm trước khi chọn loại kính.
Kiểu xí nghiệp và vùng tập trung trong ngành kính
Nói định tính về cách ngành kính phân bố:
- Nhà máy kính nổi: số lượng rất ít, đặt ở nơi gần nguồn cát, nguồn khí đốt và cảng; sản phẩm đi khắp cả nước.
- Xưởng gia công kính cường lực, kính hộp: dày đặc quanh Hà Nội, TP.HCM, Đà Nẵng và các đô thị lớn, vì kính gia công nặng, dễ vỡ, nên phải ở gần công trình. Nhiều xưởng ở tỉnh nhỏ chỉ cắt, mài và lắp kính thường, còn kính cường lực, kính hộp đặt từ xưởng lớn ở đô thị gần nhất.
- Nhà thầu nhôm kính, mặt dựng: thường có xưởng gia công riêng hoặc liên kết chặt với xưởng kính, làm trọn gói từ thiết kế tới lắp đặt.
- Nhà máy kính bao bì (chai, lọ) và kính gia dụng: là nhánh khác, dùng công nghệ ép, thổi khuôn thay cho kính nổi, phục vụ ngành đồ uống, thực phẩm, dược phẩm.
Khi tìm xưởng kính cho công trình, câu hỏi có ích nhất là xưởng có lò cường lực và dây chuyền kính hộp riêng không, nguồn kính tấm từ đâu, và có phiếu kiểm của lô kính không. Xưởng chỉ cắt mài rồi gửi cường lực hoá ở ngoài vẫn có thể làm tốt, nhưng thời gian và trách nhiệm khi lỗi sẽ phụ thuộc thêm một bên.
Câu hỏi thường gặp
Kính nổi là gì?
Kính nổi là kính tấm được làm bằng cách cho thuỷ tinh nóng chảy chảy lên bề mặt bể thiếc nóng chảy. Thuỷ tinh nổi và tự dàn phẳng, tạo ra tấm kính có hai mặt song song, rất phẳng. Hầu hết kính tấm xây dựng hiện nay làm theo phương pháp này.
Vì sao kính cường lực không cắt được sau khi cường lực hoá?
Quá trình cường lực hoá tạo ra lớp ứng suất nén ở bề mặt và ứng suất kéo ở lõi. Khi cắt hay khoan, sự cân bằng này bị phá vỡ và cả tấm kính vỡ vụn thành hạt nhỏ. Vì vậy mọi việc gia công phải làm xong trước khi đưa vào lò cường lực.
Kính hộp bị mờ hơi nước bên trong có sửa được không?
Rất khó sửa tại chỗ vì hơi nước đã lọt vào khoang kín. Cách xử lý thường là thay cả tấm kính hộp. Phòng ngừa nằm ở khâu sản xuất: hạt hút ẩm còn tốt, keo kín đủ hai lớp và quy trình ghép trong môi trường khô.
Kính dán an toàn khác kính cường lực thế nào?
Kính cường lực mạnh hơn kính thường và vỡ thành hạt nhỏ, nhưng khi vỡ thì rơi khỏi khung. Kính dán có lớp phim nhựa giữa các lớp kính nên khi vỡ, mảnh kính vẫn bám vào phim và tấm kính còn nguyên vị trí. Nhiều vị trí cần kết hợp cả hai: kính dán từ các lớp đã cường lực hoá.
Mở xưởng gia công kính cần thiết bị chính nào?
Ở mức cơ bản cần bàn cắt, máy mài cạnh, máy khoan kính, máy rửa và giá, xe chuyên dùng. Muốn làm kính cường lực cần lò cường lực, muốn làm kính hộp cần dây chuyền ghép và bơm keo. Lò cường lực là khoản đầu tư lớn nhất và quyết định quy mô xưởng.