Kính xây dựng là loại vật liệu được làm từ thủy tinh. Nó có dạng tấm và sử dụng trong thiết kế, xây dựng công trình. Kính xây dựng thường có chiều dài và chiều rộng lớn, trong khi chiều dày nhỏ hơn rất nhiều. Mỗi dòng kính có đặc trưng riêng với các thông số kỹ thuật khác nhau. Kính được sản xuất theo công nghệ khác nhau.
Càng ngày dòng kính được phát triển mới và được cải tiến với nhiều ưu việt vượt trội. Điều này khiến loại vật liệu xây dựng này phủ khắp các công trình lớn nhỏ. Từ nhà ở cá nhân đến các trung tâm thương mại, nhà cao tầng, khách sạn, sân bay, bến tàu xe hay công trình nhà ở dân dụng.
Có nhiều cách phân loại kính xây dựng khác nhau. Có thể dựa trên đặc tính, độ dày, công nghệ gia công. Trong đó, phổ biến nhất là các dòng kính xây dựng. Chẳng hạn như: kính thường, kính cường lực, kính dán an toàn, kính thủy lực,… được ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên để biết kính đạt chất lượng hay không nên thử nghiệm độ bền uốn theo tiêu chuẩn. Độ bền uốn của kính bị tác động bởi thay đổi nhiệt độ. Với dải nhiệt độ thông thường khi kính ở trong công trình xây dựng, tác động này không lớn, nhưng để tránh phức tạp khi so sánh các giá trị độ bền uốn, thử nghiệm cần được tiến hành trong dải nhiệt độ hạn chế.
Căn cứ theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13959-1:2024 kính xây dựng - Xác định độ bền uốn - Phần 1: Nguyên lý thử nghiệm kính do Bộ Khoa học và Công nghệ công bố các nguyên lý thử nghiệm xác định độ bền uốn của kính đơn lớp dùng trong xây dựng thì kính phải là vật liệu đồng nhất đẳng hướng, có ứng xử đàn hồi tuyến tính gần như tuyệt đối trong phạm vi độ bền kéo của nó.
Kính có độ bền nén rất cao và trên lý thuyết cũng có độ bền kéo rất cao, nhưng bề mặt của kính có sự không đồng đều dẫn tới dễ vỡ hơn khi kính chịu ứng suất kéo. Sự không đồng đều gây ra bởi tác động của độ ẩm, tiếp xúc với vật liệu cứng (ví dụ như hạt sạn) và tiếp tục bị tác động bởi độ ẩm luôn tồn tại trong không khí.
Phương pháp thử độ bền uốn của kính xây dựng được sử dụng làm cơ sở cho đánh giá thống kê độ bền của kính. Ảnh minh họa
Độ bền kéo vào khoảng 10.000 MPa được dự đoán từ cấu trúc phân tử, nhưng phần lớn kính thường vỡ tại ứng suất dưới 100 MPa. Tác động của sự không đồng đều và của độ ẩm đến tính chất của kính cần được tính đến khi thử nghiệm độ bền.
Do độ bền nén rất cao, kính luôn vỡ dưới ứng suất kéo. Do kính trong công trình rất hiếm khi sử dụng theo hướng chịu kéo, tính chất chịu lực quan trọng nhất là độ bền uốn kéo. Các phương pháp thử được mô tả trong tiêu chuẩn này đều nhằm đánh giá độ bền uốn kéo của kính.
Độ bền uốn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố điều kiện bề mặt; Tốc độ và thời gian gia tải; Diện tích bề mặt chịu ứng suất kéo; Môi trường xung quanh, thông qua rạn nứt do ăn mòn dưới ứng suất, cũng như việc bảo dưỡng hư hại bề mặt kính; Lão hóa, ví dụ như thời gian tính từ lần xử lý hoặc biến đổi bề mặt bằng cơ học cuối cùng đến lúc hư hại; Nhiệt độ.
Để các thử nghiệm độ bền uốn tuân thủ theo tiêu chuẩn này, kính phải ứng xử là vật liệu đàn hồi tuyến tính gần như tuyệt đối, bằng cách vỡ giòn. Tính giòn có nghĩa là khi tiếp xúc với bất kỳ vật liệu cứng nào sẽ gây ra các hư hại bề mặt ở dạng rất nhỏ, ví dụ các vết rạn nứt ở kích thước hiển vi. Hư hại bề mặt ở dạng này, trên thực tế là không thể tránh được trong quá trình thao tác thông thường với kính, gây ra những vết khứa trên bề mặt, là nhân tố chính làm giảm độ bền cơ học, trong trường hợp này ảnh hưởng của thành phần hóa học của kính chỉ là nhân tố nhỏ và trong nhiều trường hợp có thể loại bỏ hoàn toàn.
Chính vì vậy, độ bền uốn được xác định bởi các phương pháp nêu trong tiêu chuẩn này, sẽ bị tác động nhiều bởi điều kiện bề mặt của mẫu được thử nghiệm.
Do kính sử dụng trong công trình xây dựng thường ở kích cỡ lớn, phương pháp thử nêu trong TCVN 13959-2 và TCVN 13959-3 sẽ cho các giá trị thích hợp hơn với kính phẳng sử dụng trong công trình xây dựng. Phương pháp thử nêu trong TCVN 13959-5 cũng có thể sử dụng như phương pháp đánh giá so sánh độ bền uốn của kính phẳng.
Tác động của môi trường xung quanh ở nơi mà kính được thử nghiệm có ảnh hưởng đến độ bền của kính, đặc biệt khi độ ẩm rất thấp. Khi kính được sử dụng trong công trình xây dựng, độ ẩm tương đối điển hình sẽ thay đổi từ 30% đến 100%. Trong khoảng này, tác động lên độ bền uốn, được thử nghiệm theo tiêu chuẩn này, sẽ không lớn. Tuy vậy, thử nghiệm cho kính sử dụng trong xây dựng phải được tiến hành trong điều kiện với độ ẩm tương đối nằm trong khoảng 40% - 70%, nhằm loại trừ ảnh hưởng của yếu tố này đến độ bền uốn.
Nếu bề mặt kính được gia công (bởi ăn mòn, khắc, gia công cạnh,...) trước khi thử nghiệm, cần phải để các hư hại mới được hàn gắn trước khi thử. Thay đổi bề mặt liên tục bởi tác động của ẩm tới hư hại, có thể làm giảm tác động tới cường độ của kính. Trên thực tế, kính không nên chịu ứng suất sau khi gia công, cần phải ổn định mẫu ít nhất là 24 h trước khi thử.
Độ bền uốn của kính bị tác động bởi thay đổi nhiệt độ. Với dải nhiệt độ thông thường khi kính ở trong công trình xây dựng, tác động này không lớn, nhưng để tránh phức tạp khi so sánh các giá trị độ bền uốn, thử nghiệm cần được tiến hành trong dải nhiệt độ hạn chế.