Post on 26-Feb-2018
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
Prof. Aline Fernandes
. 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
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. 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
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. 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
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. 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
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. 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
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. 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
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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
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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
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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
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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.
VIDROS - PROPRIEDADES
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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.
VIDROS - PROPRIEDADES
Prof. Aline Fernandes
. 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.
VIDROS - PROPRIEDADES
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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.
VIDROS - PROPRIEDADES
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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.
VIDROS - PROPRIEDADES
Prof. Aline Fernandes
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
Prof. Aline Fernandes
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
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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
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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
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VIDROS FLOAT
VIDROS - TIPOS
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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
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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
Prof. Aline Fernandes
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
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VIDROS DE SEGURANÇA
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
Prof. Aline Fernandes
VIDROS DE SEGURANÇA
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
Prof. Aline Fernandes
VIDROS DE SEGURANÇA
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
Prof. Aline Fernandes
VIDROS DE SEGURANÇA
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
Prof. Aline Fernandes
VIDROS DE SEGURANÇA
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
Prof. Aline Fernandes
VIDROS DE SEGURANÇA
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
Prof. Aline Fernandes
VIDROS DE SEGURANÇA
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.
VIDROS - TIPOS
Prof. Aline Fernandes
VIDROS DE SEGURANÇA
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.