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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

Prof. Aline Fernandes de Oliveira, Arquiteta Urbanista - 2010

VIDROS

VIDROS

Prof. Aline Fernandes

.Os vidros são hoje utilizados em quase todos os aspectos das atividades humanas; em

casa, na ciência, na indústria e mesmo em arte, pois eles podem ser ajustados às suas

finalidades.

. A tecnologia desenvolvida e aplicada ao vidro permitiu que ele adquirisse novas

vantagens em relação a outros materiais. Seu peso foi sensivelmente reduzido, ao

mesmo tempo em que se tornou mais resistente.

. Como embalagem, o vidro é o único material que corresponde plenamente a duas

características essenciais das embalagens modernas: protege a natureza, pois o vidro é

completamente reciclável; um quilo de vidro usado dá origem a um quilo de vidro novo,

e protege o consumidor, não contaminando o produto embalado, não exigindo aditivos

para proteção da embalagem e deixando visível o seu interior.

VIDROS


. Alguns vidros podem ser utilizados em temperaturas extremas, enquanto outros só

têm utilidade porque se fundem a baixas temperaturas.

. Algumas peças conservam suas formas mesmo submetidas a mudanças extremas de

temperatura como entre o fogo e o gelo, outras podem conduzir ou bloquear a luz.

. Os vidros podem ter diversos graus de resistência mecânica, ser densos ou leves,

impermeáveis ou porosos.

. Em suas muitas finalidades, eles podem filtrar, conter, transmitir ou resistir às

radiações eletromagnéticas pertencentes a quase todas as faixas do espectro.

VIDROS


. O vidro que era invariavelmente considerado de pouca resistência mecânica pode hoje

ser usado em novas aplicações, nunca imaginadas poucas décadas atrás.

. As técnicas de têmpera térmica e química são responsáveis pela alta resistência de

pára-brisas de automóveis, vidros a prova de bala e lentes de óculos.

. A fibra de vidro é utilizada na produção de lã extremamente isolante, térmica e

acústica, utilizada em imóveis, geladeiras, fogões e também como reforço de plásticos

utilizados na confecção de automóveis, piscinas, etc. Também se presta como reforço de

cimento utilizado em caixas de água e telhas.

VIDROS - HISTÓRICO


. Os povos que disputam a primazia da invenção do vidro são os fenícios e os egípcios.

. Os fenícios contam que, ao voltarem à pátria, do Egito, pararam em Sidom. Chegados

às margens do rio Belus, pousaram os sacos que traziam às costas, que estavam cheios

de trona. A trona é carbonato de sódio natural, que eles usavam para tingir lã.

. Acenderam o fogo com lenha, e empregaram os pedaços mais grossos de trona para

neles apoiar os vasos onde deveriam cozer os animais caçados. Depois comeram e

deitaram-se; adormeceram e deixaram o fogo aceso. Quando despertaram, ao

amanhecer, em lugar das pedras de trona encontraram blocos brilhantes e

transparentes, que pareciam enormes pedras preciosas.

. Os fenícios caíram de joelhos, acreditando que, durante a noite, algum gênio

desconhecido realizara aquele milagre, mas o sábio Zelu, chefe da caravana, percebeu

que, sob os blocos de trona também a areia desaparecera.

VIDROS - HISTÓRICO


. Os fogos foram então reacesos e, durante a tarde, uma esteira de líquido rubro e

fumegante escorreu das cinzas. Antes que a areia incandescente se solidificasse, Zelu

tocou, com uma faca, aquele líquido e lhe conferiu uma forma que embora aleatória era

maravilhosa, arrancando gritos de espanto dos mercadores fenícios. O vidro estava

descoberto.

. Esta é a versão, um tanto lendária, que nos transmitiram as narrativas de Plínio, um

historiador latino que viveu de 23 a 79 d.C.. Mas, notícias mais verossímeis sobre o

conhecimento do vidro remontam ao ano 4000 a.C., após descobertas feitas em túmulos

daquela época.

VIDROS - HISTÓRICO


. Sob a ampla denominação genérica de vidros ou de corpos vítreos, esta compreendida

uma grande variedade de substâncias que, embora à temperatura ambiente tenham a

aparência de corpos sólidos proporcionada por sua rigidez mecânica, não podem se

considerar como tais, já que carecem da estrutura cristalina que caracteriza e define o

estado sólido.

. Se pela estabilidade de sua forma os vidros podem assimilar-se a sólidos, do ponto de

vista estrutural suas semelhanças são muito menos evidentes. Este fato que constitui

uma limitação para incluir os vidros entre os sólidos, por outro lado resulta insuficiente

para autorizar a aceitá-los como líquidos, ainda que possa justificar a designação de

líquidos de viscosidade infinita, que em muitas vezes é aplicado.

VIDROS - TIPOS


. A dificuldade para se enquadrar adequadamente os corpos vítreos dentro de um dos

três estados de agregação da matéria, deu lugar a se pensar em integrá-los em um

quarto estado de agregação: o estado vítreo. Esta sugestão entretanto, nunca chegou a

ter uma aceitação generalizada.

I. SÍLICA VÍTREA

. Sílica vítrea tem um coeficiente de expansão térmico muito baixo, sendo ideal para

janelas de veículos espaciais, espelhos astronômicos, e outras aplicações aonde são

exigidas baixa expansão térmica a fim de se ter resistência a choques térmicos ou

estabilidade dimensional.

. Devido à extrema pureza obtida pelo processo de deposição de vapor, sílica vítrea é

utilizada para produção de fibras óticas.

VIDROS - TIPOS


II. SILICATOS ALCALINOS

. A adição de alcalinos diminuem a resistência química do vidro. Com altas

concentrações de álcalis, o vidro será solúvel em água, formando a base da indústria de

silicatos solúveis utilizados em adesivos, produtos de limpeza e películas protetoras.

III. VIDROS SODO-CÁLCICOS

. Outros óxidos alcalinos-terrosos podem substituir o cálcio ou magnésio em

composições usadas para produtos especializados. Por exemplo, bulbos de televisão a

cores contêm quantidades consideráveis de óxidos de bário e estrôncio para absorver

raios-X produzidos durante a operação do aparelho de TV.

VIDROS - TIPOS


IV. VIDROS AO CHUMBO

. Devido ao fato do óxido de chumbo ser um bom fluxo e não abaixar a resistividade

elétrica, como fazem os óxidos alcalinos, vidros ao chumbo são usados largamente na

indústria eletro-eletrônica. Funil de tubo de televisão a cores é um exemplo de aplicação

comercial devido essas características elétricas, assim como da propriedade de absorção

dos raios X destes vidros.

Vidros ao chumbo são também utilizados em ótica, devido aos seus altos índices de

refração.

VIDROS - TIPOS


V. VIDROS BOROSSILICATOS

Os vidros borossilicatos apresentam alta resistência ao choque térmico e por isso são

empregados em produtos de mesa que podem ser levados ao forno. É o caso do Pyrex

e do Marinex.

Devido à menor quantidade de óxidos modificadores, além da resistência ao choque

térmicos vidros borossilicatos são também muito resistentes ao ataque químico e por

isso são utilizados em vários equipamentos de laboratório.

VI. VIDROS ALUMINO-BOROSSILICATO

. Vidros alumino-silicatos são utilizados em tubos de combustão, fibras de reforço, vidros

com alta resistência química e vitro-cerâmicos.

VIDROS - PROPRIEDADES


DEFINIÇÕES:

Frágil = Baixa resistência ao impacto

Fraco = Baixa resistência à ruptura

Duro = Difícil de riscar

Rígido = Resistente à deformação elástica

Tenaz = Resistente ao impacto

. O vidro é um material frágil, porém não fraco.

. Ele tem grande resistência à ruptura, podendo mesmo ser utilizado em pisos, é duro e

rígido, porém não tenaz não sendo apropriado para aplicações sujeitas a impactos.



AUMENTO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA

. O que se faz na prática é proteger a superfície contra fissuras decorrentes do

manuseio das peças de vidro, como através da aplicação de rótulos ou por meio de

depósitos superficiais, que aumente a dureza dificultando o surgimento de defeitos.

. Outra maneira é a tempera, que é a criação de tensão de compressão em toda a

superfície da peça que dificulta a penetração da trinca e sua propagação, pois para que

a trinca se propague é necessário uma tensão de tração e um defeito que provoque a

concentração de tensão.

O vidro temperado tem compressão na superfície, portanto mesmo com defeitos

(até certa magnitude) não há tração para que eles cresçam. A região interna do vidro

fica em tração porém, lá não há núcleos de trincas.



. Se compararmos o vidro com um material tenaz, o aço por exemplo, quando este

último é submetido a cargas crescentes num ensaio de tração existe uma fase em que

ele se comporta como uma mola e quando cessada a força que o deforma, retorna à

forma original.

Porém chegando-se a um valor de tensão, denominado limite de resistência, ele vai se

deformar plasticamente (não volta mais à forma original) e se continuar a aumentar o

esforço vai se romper no valor conhecido como limite de ruptura.

O vidro na região elástica se comporta como o aço. Quando a tensão cessa ele volta ao

formato original. Porém o vidro não se deforma plasticamente à temperatura ambiente

e ao passar seu limite de resistência se rompe catastroficamente.

Em outras palavras o vidro não avisa que vai se romper. Ele simplesmente se rompe.

Seu limite de resistência é igual ao limite de ruptura.



AUMENTO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA

. O que se faz na prática é proteger a superfície contra fissuras decorrentes do

manuseio das peças de vidro, como através da aplicação de rótulos ou por meio de

depósitos superficiais, que aumente a dureza dificultando o surgimento de defeitos.

. Outra maneira é a tempera, que é a criação de tensão de compressão em toda a

superfície da peça que dificulta a penetração da trinca e sua propagação, pois para que

a trinca se propague é necessário uma tensão de tração e um defeito que provoque a

concentração de tensão.

O vidro temperado tem compressão na superfície, portanto mesmo com defeitos

(até certa magnitude) não há tração para que eles cresçam. A região interna do vidro

fica em tração porém, lá não há núcleos de trincas.



RESISTÊNCIA AO CHOQUE TÉRMICO

. O vidro é um material mal condutor de calor, isto é, se por exemplo em um dos lados

de uma vidraça se aquece, a face do vidro deste lado esquenta porém o calor leva um

certo tempo até atravessar a espessura e aquecer a outra face, pois o vidro oferece

resistência à passagem do calor.

. Portanto quando colocamos um líquido quente dentro de um copo a superfície do vidro

em contato com a água se aquece e se dilata. Enquanto isto a superfície externa ainda

esta fria e não quer se dilatar. Como resultado gera-se tensões de tração na superfície

fria externa, e se este valor for acima do que o vidro pode suportar ele vai quebrar.

. Desta maneira podemos afirmar que a capacidade de resistir a choques térmicos é

inversamente proporcional a quanto o vidro se dilata quando aquecido. Ou seja quanto

maior for a dilatação térmica, menor será a resistência do vidro a mudanças bruscas de

temperatura.



RESISTÊNCIA AO CHOQUE TÉRMICO

. Para aumentar a resistência ao choques térmicos de produtos de vidro,

fundamentalmente se empregam dois recursos:

1 – A têmpera

2 – A mudança da composição do vidro para outra que dilate menos com o

aquecimento, como por exemplo o marinex.

VIDROS - FABRICAÇÃO


PROCESSO DE FABRICAÇÃO

- Pode ser dividido em três partes:

. Fusão: Nessa etapa a matéria-prima para a produção do vidro é colocada dentro de

um forno, que pode ser um forno de cadinho ou um forno tanque, e a mistura é

aquecida até que o material fique liquido o suficiente para a moldagem.

. Moldagem: O vidro é resfriado até uma temperatura de 800°C para a moldagem.

Existe várias maneira de se moldar o vidro desde a moldagem por flutuação até a

moldagem por sopro.

. Têmpera: Depois que o vidro estar conformado ele chega á ultima fase, têmpera, onde

ele é resfriado gradualmente até uma temperatura onde possa ser manejado e depois

armazenado para a venda.

VIDROS


O vidro é um material 100% reciclável, portanto tudo que não é aproveitado como

produto, seja por razões de processo como as bordas do vidro plano, ou por algum

defeito ou quebra retorna ao forno para ser refundido.

VIDROS - TIPOS


VIDROS FLOAT

. O vidro float é um vidro plano transparente, podendo ser incolor ou colorido, com

espessura uniforme e massa homogênea.

. É ideal para aplicações que exijam perfeita visibilidade, por não apresentar nenhuma

distorção óptica, e possui alta transmissão de luz, sendo comumente utilizado na

indústria automobilística, eletrodomésticos, construção civil, móveis e decoração.

. É obtido através do deslizamento do material em fusão, sobre uma camada de estanho

líquido, com temperatura e atmosfera controladas, produzindo lâminas de vidro com

superfícies perfeitamente paralelas sem distorções de imagem com excelente qualidade

ótica.

. Esse vidro é a base para o processamento de todos os demais vidros planos: laminado,

temperado, curvo, serigrafado e usado em duplo envidraçamento.

VIDROS - TIPOS


VIDROS FLOAT

VIDROS - TIPOS


VIDROS COLORIDOS E TERMORREFLETORES

- Além do aspecto estético, podem reduzir o consumo energético;

- Escolha dos vidros - No passado:

. custos iniciais / aparência / conforto dos ocupantes

- Atualmente:

. soluções econômicas, que reduzam o consumo de energia para iluminação e ar

condicionado.

- Reduzem a energia radiante transmitida pelo sol:

. refletindo a radiação solar antes de entrar na habitação

. absorvendo-a no corpo do vidro

. a energia absorvida é reirradiada pelo vidro, com a maior parte fluindo para a parte

externa da construção.

VIDROS - TIPOS


VIDROS IMPRESSOS OU FANTASIA

- Luminosidade sem comprometer a privacidade

- Escolha do vidro

. depende do grau e tipo de privacidade e difusão liminosa que o projeto especifique;

. o acabamento escolhido não deve enfraquecer ou tornar o vidro muito frágil

para o propósito a que se destina;

. consultar fabricantes ou revendedores sobre as dimensões disponíveis nos desenhos

desejados e as espessuras escolhidas em função das dimensões dos painéis, da carga

de vento e da utilização final.

- Exemplos de utilização:

. painéis decorativos / janelas, portas, divisórias / fachadas / boxes de banheiro

VIDROS - TIPOS


VIDROS DE SEGURANÇA

NBR-7199 – estabelece a obrigatoriedade do uso de vidros de segurança nos seguintes

casos:

- balaustradas, parapeitos e sacadas;

- vidraças não verticais sobre passagens;

- clarabóias e telhados;

- vitrines;

- vidraças que dão para o exterior, sem proteção adequada, até 0,10m do piso, no caso

de pavimentos térreos e 0,90m do piso, para os demais pavimentos.

Característica básica dos vidros de segurança:

- ao ser fraturado produz fragmentos menos suscetíveis de causar ferimentos graves do

que o vidro recozido em iguais condições.

VIDROS - TIPOS



TIPOS: TEMPERADO

Tem esse nome por analogia ao aço temperado. Ambos têm sua resistência aumentada

pela têmpera, um processo que consiste em aquecer o material a uma temperatura

crítica e depois resfria-lo rapidamente.

APLICAÇÕES E RECOMENDAÇÕES

- locais sujeitos a impacto, choques térmicos ou condições adversas que requeiram

resistência mecânica;

- na construção civil: locais com o máximo de transparência e um mínimo, ou mesmo

ausência de estruturas horizontais ou verticais de sustentação;

- exemplos de sua aplicação: fachadas de edifícios, divisórias, portas, boxes para

banheiros, vitrines, tampos de mesa, etc.

VIDROS - TIPOS



TIPOS: LAMINADO

Consiste em duas ou mais lâminas de vidro fortemente interligadas, sob calor e pressão,

por uma ou mais camadas de polivinil butiral – PVB, resina muito resistente e flexível.

As chapas de vidro preparadas (cortadas, lavadas e secas) são montadas em uma sala

especial, com temperaturas e umidades controladas, juntamente com o butiral, e, em

seguida, transportadas para uma estufa que proporciona uma primeira aderência entre

vidro e butiral. O conjunto vidro-butiral é submetido a uma pré-remoção de ar e enviado

para a autoclave, onde é submetido a um ciclo que atinge 10 a 15 atmosferas de

pressão, a mais de 100º de temperatura.

Após o ciclo da autoclave, as lâminas de vidro e butiral estão firmemente unidas,

constituindo o laminado.

VIDROS - TIPOS



TIPOS: LAMINADO

TIPOS E APLICAÇÕES

- laminados simples, compostos de duas lâminas de vidro e uma película de PVB;

- usados em locais onde se queira evitar o risco de queda de lascas de vidro ou

lacerações, bem como penetração de objetos. Ex: automóveis, fachadas de edifícios,

paredes divisórias, portas, parapeitos ou sacadas, vitrines, clarabóias;

- laminados múltiplos, compostos de três ou mais lâminas de vidro e uma ou mais

películas de PVB;

- são recomendados em casos de severas exigências de segurança, tais como pára-

brisas e janelas de carros blindados, visores de cabines de vigilância, torres de

segurança, joalherias, aeroportos.

VIDROS - TIPOS



TIPOS: ARAMADO

As pesquisas de materiais resistentes ao fogo levaram ao desenvolvimento do vidro de

segurança aramado que em 1899, foi testado e aprovado nos Estados Unidos para essa

finalidade.

O processo de fabricação consiste em fazer passar o vidro em fusão, juntamente com

uma malha metálica, através de um par de rolos, de tal modo que a malha fique

posicionada aproximadamente no centro do vidro.

A principal característica desse vidro é sua resistência ao fogo, sendo considerado um

material antichama. Ele reduz também o risco de acidentes, pois caso quebre, não

estilhaça, e os fragmentos mantém-se presos à tela metálica. É resistente à corrosão,

não se decompõe, nem enferruja.

VIDROS - TIPOS



TIPOS: ARAMADO

TIPOS E APLICAÇÕES

- no Brasil só se produz vidro aramado incolor e translúcido, com malha métalica de ½”

(12,7 mm);

- pode ser utilizado em portas corta-fogo, janelas, dutos de ventilação vertical e

passagens para saídas de incêndio;

- locais sujeitos a impacto, onde a queda de lascas de vidro represente um risco para os

usuários, como peitoris, sacadas, divisórias e coberturas.

VIDROS - TIPOS



TIPOS: ESPELHOS

A espelhação é um processo pelo qual compostos prata-amônia são quimicamente

reduzidos a prata metálico.

A maioria dos espelhos é fabricada por processos automáticos, nos quais o vidro limpo

passa por entre uma esteira no interior de uma câmara, onde soluções

convenientemente preparadas, encontram-se em forma de spray, depositando-se prata

diretamente sobre o vidro.

A qualidade do espelho vai depender do vidro e da pintura refletora.

VIDROS - TIPOS



TIPOS: ESPELHOS

TIPOS E APLICAÇÃO:

Os espelhos podem ser fabricados a partir de:

- vidro estirado comum / float ou vidro polido / vidros espiões

O espelho fabricado a partir do vidro comum será de qualidade inferior ao fabricado

utilizandos o vidro polido;

O vidro espião é principalmente utilizado em locais onde a observação e pesquisa

devem ser desenvolvidas, sem que o observador seja percebido. Ex: estabelecimentos

penais, hospitais psiquiátricos.

Na arquitetura o vidro espião é usado para refletir o calor solar e, ao mesmo tempo,

reduzir o ofuscamento, sem sacrificar a transparência.

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