Definição. Produto fisicamente homogêneo obtido pelo resfriamento de uma massa inorgânica em fusão,

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1 Vidros

2 Definição Produto fisicamente homogêneo obtido pelo resfriamento de uma massa inorgânica em fusão, que enrijece sem cristalizar através de um aumento contínuo de viscosidade.

3 Histórico 3000 AC Fenícios (origem) 1500 AC Egito (uso) 100 AC Romanos (vidro por sopro) Séculos III e IV da era Cristã proteção de janelas. Século VI primeiro vidro colorido da arquitetura na Catedral de Santa Sofia (Constantinopla). Século XI Através das Cruzadas, o vidro chega do Oriente para Veneza. Séculos XIII e XVI Vidro cristal, incolor, transparente e espelhos em Veneza. Século XVII - Placas de vidros. Século XVIII Vidro plano transparente e a janela é protagonista na composição da fachada. Século XIX Aumento de vãos e aberturas. Século XX Com o desenvolvimento do aço e do concreto, o vidro passa a ser mais difundido Processo contínuo de laminação de vidros de janelas por Emil Fourcault (Bélgica) e Irwing Golbern (EUA) Vidro Float

4 Histórico: Vidro no Brasil Período das invasões holandesas em Olinda, Recife e Pernambuco, entre 1624 e Nessa região foi construída a primeira oficina de vidro, criada por quatro artesões que acompanhavam o príncipe Maurício de Nassau. Após a expulsão dos holandeses das terras brasileiras, a oficina fechou e, nesse período, todo o vidro passou a ser importado de países europeus. Apenas no ano de 1812 a produção de vidro no país voltou a ser realizada, com a instalação de uma indústria baiana na qual eram produzidos vidros lisos, de cristal branco, frascos, garrafas e garrafões. Mais tarde, fábrica também acabou sendo fechada. Em 1839, outra fábrica é aberta, no Rio de Janeiro, enfrentando a concorrência de produtos da Europa. Entre o final século XIX e o início do século XX, algumas fábricas foram instaladas. A produção de vidro era essencialmente artesanal, utilizando os processos rudimentares de fabricação. Só no final deste período é que a indústria do vidro passou a se desenvolver, com a instalação de máquinas. Também nesta fase, surgiram várias empresas que estão presentes no mercado brasileiro até hoje.

5 Componentes O constituinte primordial do vidro é a sílica (óxido de silício), que, por resfriamento, enrijece sem cristalizar. Assim, em função da temperatura, o vidro pode passar a tomar os aspectos: líquido, viscoso e frágil (quebradiço). Livro: Materiais de Construção Civil: Geraldo C. Isaia Quartzo (sílica cristalizada) Sílica Vítrea

6 Componentes Componente Função Observações Sílica Vitrificante Introduzida sob a forma de areia. Alumina (Al 2 O 3 ) Sódio (Na 2 SO 4 ) Soda ou potassa Barrilha Óxido de cálcio (CaO) Fundente Estabilizante Aumenta a resistência mecânica. Aumenta a resistência mecânica. Proporciona estabilidade ao vidro contra ataques de agentes atmosféricos. Óxidos metálicos Alteram as propriedades Em determinados tipos de vidro podem determinar a coloração. Magnésio (MgO) Garante resistência ao vidro para suportar mudanças bruscas de temperatura e aumenta a resistência mecânica. Sucata de vidro Baixa a temperatura de fusão (1450 a 1550 C).

7 Componentes Produtos minerais Produtos químicos Mistura vitrificável SiO 2 (areia) CaCO 3 (calcário) CaMg 2 (CO3) (dolomita) Na 2 O 3.Al 2 O (feldspato) Na 2 CO 3 (barrilha) Na 2 SO 4 100% 57,46% 10,56% 9,88% 2,96% 16,46% 2,96% Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia

8 Componentes Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia

9 Vidro comum e cristal Vidro comum: ordinários ou alcalinos. Vidro cristal: obtido pela adição de chumbo ao vidro comum. O chumbo aumenta a refração (desvio na direção da luz), a transparência e reduz a dureza, permitindo melhor polimento. A adição de bórax resulta num vidro de alta resistência ao calor.? Borato de sódio ou Tetraborato de sódio Na 2 B 4 O 7

10 Fabricação A fabricação do vidro consiste em: Misturar os componentes Levar os componentes à fusão (1350 a 1450 C) Moldagem Resfriamento Beneficiamento Recozimento (alívio das tensões)

11 Fabricação Vidro Float a) O padrão internacional de fabricação do vidro float foi desenvolvido pela Pilkington em 1952; b) As matérias-primas são misturadas com precisão e fundidas no forno; c) O vidro fundido a aproximadamente 1600 C é derramado em um tanque de estanho liquefeito, quimicamente controlado; d) O material flutua no estanho, espalhando-se uniformemente; e) A espessura é controlada pela velocidade da chapa de vidro que se solidifica à medida que continua avançando;

12 Fabricação Vidro Float f) Recozimento (resfriamento controlado); g) O processo termina com o vidro apresentando superfícies polidas e paralelas; h) Inspeção/Qualidade; i) Corte; j) Empilhamento; k) Expedição.

13 Fabricação Vidro Float

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15 Vídeos de fabricação de vidros Discovery: vidro float Garrafas Cavalo de cristal de Murano (Veneza/Italia) Vaso de cristal colorido Murano (Veneza/Italia) Curiosidades sobre a fabricação do vidro (não mostrado em aula) O professor recomenda que vejam estes vídeos ilustrativos para entender o processo atual de fabricação do vidro, tanto no processo industrial, como no processo artesanal.

16 Classificação dos vidros segundo a ABNT NM 293/2004 Tipo Forma Transparência Acabamento Coloração Colocação Recozido Plano -Liso -Polido -Impresso Temperado Laminado Aramado Plano de segurança Curvo Endurecido Perfilado Transparente Translúcido Opaco -Impresso antireflexo -Serigrafado -Fosco -Metalizado ou reflexivo -Vidro de baixa emissividade ou Low E Incolor Colorido ou absorvente Caixilhos Autoportantes Misto Duplo ou insulado Ondulado -Gravado -Esmaltado

17 TIPOS DE VIDROS Vidro impresso Refletivo Temperado Laminado Aramado Duplo ou Termo-acústico Vidro duplo com cristal liquido

18 VIDRO IMPRESSO O vidro impresso é um vidro translúcido que recebe em uma ou ambas as faces, a impressão de um desenho (padrão ou estampa).

19 VIDRO REFLETIVO Os vidros refletivos, também chamados de vidros metalizados, são vidros que recebem um tratamento, onde recebem óxidos metálicos, com a finalidade de refletir os raios solares, reduzindo a entrada de calor, proporcionando ambientes mais confortáveis e economia de energia com aparelhos de ar condicionado.

20 VIDRO REFLETIVO A luz refletida pelos vidros de um arranha céu foi responsável por derreter partes de um Jaguar XJ estacionado nas proximidades. O carro fora parado pelo empresário em uma rua próxima ao prédio perto da uma da tarde, e lá ficou por cerca de uma hora. Ao chegar ao local, a reportagem do site notou um cheiro de plástico queimado e o reflexo das janelas da construção na lataria.

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22 VIDRO TEMPERADO Vidros temperados são vidros que são submetidos a um processo de aquecimento e resfriamento rápido tornando-o bem mais resistente à quebra por impacto. Apresenta uma resistência cerca de 5 vezes maior que o vidro comum.

23 VIDRO TEMPERADO A fabricação do vidro temperado consiste em um processo de aquecimento gradativo a uma temperatura próxima do ponto de amolecimento do vidro (700ºC); depois, ocorre um resfriamento rápido através de jatos de ar. Já que o vidro é um mau condutor de calor, esse resfriamento provoca apenas o endurecimento da parte externa do vidro, enquanto, no seu interior, as moléculas ainda estão moles. O aquecimento seguido de um resfriamento rápido provoca, no vidro, tensões internas (tração no interior mole e compressão na superfície endurecida), conferindo ao vidro uma resistência mecânica até cinco vezes maior que a do vidro comum.

24 VIDRO LAMINADO O vidro laminado é um vidro constituído por duas ou mais chapas de vidro intercaladas por um plástico chamado Polivinil Butiral (PVB), a principal característica desse vidro, é que em caso de quebra, os cacos ficam presos ao PVB, reduzindo o risco de ferimento às pessoas e também o atravessamento de objetos.

25 VIDRO ARAMADO O vidro aramado é composto por uma tela metálica que oferece maior resistência a perfuração e proteção pois, em caso de quebra, os cacos ficam presos na tela diminuindo o risco de ferimentos. O vidro aramado é translúcido, proporcionando privacidade e estética ao seu projeto, ampliando o conceito de iluminação com segurança e requinte.

26 Vidro Duplo ou Termo-acústico Composto por duas ou mais lâminas de vidro separadas por um gás inerte (ar desidratado, argônio, criptônio ou xenônio) O isolamento térmico se dá, pois a câmara de ar, serve como isolante para a passagem de calor do vidro externo para o interior do ambiente. O isolamento acústico, pode ser melhorado utilizando um dos vidros laminados ou vidros de diferentes massas. Efeito antiembaçamento

27 Janelas inteligentes smart windows Materiais cromogênicos Passivos fotocrômicos e termocrômicos Ativos janelas inteligentes É um vidro laminado, composto por duas chapas de vidro, incolor ou colorido, entre os quais é colocado um filme de cristais líquidos em um campo elétrico. Quando este campo é ativado, os cristais líquidos se alinham, tornando o vidro transparente. Quando o campo magnético é desativado, o vidro passa a ser translúcido, podendo ser repetida a operação quantas vezes for desejado.

28 EXEMPLOS

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31 Propriedades dos vidros 1- Densidade A densidade do vidro é de 2,5 Kg/m 2 /mm para os vidros planos. A massa volumétrica, expressa no sistema de unidades oficial é de 2500 kg/m 3. Portanto 1m² de vidro com 4 mm de espessura tem uma massa de 10 kg. 2- Resistência à compressão A resistência do vidro à compressão é muito elevada: 1000 N/mm 2 ou 1000 MPa. Isto significa que, para quebrar um cubo de vidro com 1 cm de aresta, a carga necessária seria de 10 toneladas.

32 Propriedades dos vidros 3- Resistência à tração É inversamente proporcional ao diâmetro da peça. As fibras resistem até 20t/cm 2, sendo o mínimo em peças maciças de 0,4 t/cm Comportamento térmico A dilatação linear é expressa por um coeficiente que mede o alongamento em unidades de comprimento para uma variação de 1 C. Este coeficiente é geralmente dado para um intervalo de temperaturas de 20 a 300 C. O coeficiente de dilatação linear do vidro é de Exemplo: Um vidro com 2 metros de comprimento (expressos em mm) ao aquecer 30 C apresenta um alongamento de: 2000 x x 30 = 0,54 mm Uma elevação de temperatura de 100 C resulta numa dilatação de cerca de 1 mm para um vidro com um metro.

33 Propriedades dos vidros

34 Propriedades dos vidros 5- Tensões de origem térmica Devido à baixa condutividade térmica, o aquecimento ou o arrefecimento parcial de um vidro origina tensões no seu interior que podem provocar ruptura térmica nas bordas. A ruptura térmica ocorre nas bordas de um vidro submetido a forte exposição solar, seu caixilho aquece mais lentamente que a superfície do vidro. O tratamento de têmpera permite ao vidro suportar diferenças de temperatura entre 150 a 200 C. 6- Dureza superficial O vidro possui grande dureza superficial. Só é riscado pelo diamante. 7- Isolamento acústico Apresenta bom isolamento acústico, mas grandes placas podem entrar em ressonância acústica.

35 Propriedades dos vidros 8- O vidro é atacado pelo ácido fluorídrico. 9- O vidro é mau condutor de eletricidade. 10- Em geral o vidro possui grande resistência mecânica, que depende do tratamento térmico sofrido. 11- Resistência à abrasão: é 16 vezes mais resistente que o granito.

36 Propriedades dos vidros Mecânicas: boa resistência à impactos, dependendo da espessura. Dureza: Na escala Mohs é 6. Acústicas: boa atenuação, dependendo da espessura e do tipo. Térmicas: não é bom condutor e possui boa resistência à choques térmicos dependendo da espessura e do tipo.

37 ABNT - NORMA NBR DIMENSIONAMENTO PROPRIEDADES FÍSICAS: Massa específica µ = Kg/m³ Tensão admissível de flexão: VIDRO COMUM σ = (13+-2) MPa VIDRO TEMPERADO σ = (60+-) MPa 1 MPa = 10 kgf/cm²

38 ABNT - NORMA NBR ESFORÇOS SOLICITANTES Vento conforme norma específica Peso próprio Ângulo com a horizontal Esforços de limpeza e manutenção Cálculos pelo retângulo circunscrito FORMA DE APOIO: 2, 3 ou 4 lados

39 Cálculo da espessura dos vidros Tem por finalidade determinar a espessura correta para cada emprego, levando em conta a ação do vento, de choques mecânicos durante a colocação ou manutenção Os cálculos incluem um coeficiente de segurança na ordem 2,33 e a b a b 2 2 Pc 2s Formula simplificada de Herzogenrath e= espessura da chapa a e b = dimensões dos lados da chapa (cm) Pc= Pressão de cálculo considerando a pressão do vento e/ou peso próprio s= Tensão admissível do vidro

40 Cálculo da espessura dos vidros

41 ABNT - NORMA NBR DIMENSÕES MÁXIMAS DE CHAPA DE VIDRO ESPESSURA NOMINAL (mm) VIDRO COMUM MENOR DIMENSÃO (mm) MAIOR DIMENSÃO (mm) > 6 ESTUDAR ESTUDAR

42 ESPESSURAS COMERCIAIS

43 ABNT - NORMA NBR Balaustradas, parapeitos e sacadas: Recomendado pela norma: 1. Vidro Laminado 2. Vidro Aramado 3. Vidro revestido com película de segurança

44 ABNT - NORMA NBR Em fachadas, a partir do 1º pavimento, vidros abaixo da cota de 1,10 m Recomendado pela norma: 1. Vidro Laminado 2. Vidro Aramado 3. Vidro revestido com película de segurança 3 0 pav 2 0 pav 1 0 pav 1,10 m 1,10 m 1,10 m

45 ABNT - NORMA NBR Claraboias ou telhados para iluminação Vidraças não verticais sobre passagem Recomendado pela norma: 1. Vidro Laminado 2. Vidro Aramado 3. Vidro revestido com película de segurança

46 ABNT - NORMA NBR Vitrinas, portas ou divisórias e Vidros instalados abaixo de 1,10 m Recomendado pela norma: 1. Vidro Laminado 2. Vidro Temperado 3. Vidro Aramado 4. Vidro revestido com película de segurança

47 ABNT - NORMA NBR Vidros próximos a áreas escorregadias 1. Vidro comum * 2. Vidro Temperado 3. Vidro Laminado 4. Vidro Aramado 5. Vidro revestido com película de segurança * Encaixilhado e com altura máxima 25 cm

48 ABNT - NORMA NBR Guarda corpos em vidro O vidro será Laminado Resistência requerida: 100 kgf/m para uso privativo 167 kgf/m para uso coletivo

49 ISOLAMENTO ACÚSTICO Para receber a característica acústica e garantir a redução efetiva do ruído o vidro pode ser duplo, laminado (com resina ou polivinil butiral) ou duplo e laminado. o vidro comum tem redução acústica média de aproximadamente 29 db, enquanto o acústico já apontou valores entre 35 e 41 db.

50 ISOLAMENTO ACÚSTICO Só o vidro duplo com câmara adequada, ou seja, de 15 mm a 18 mm, alia conforto acústico e térmico ao mesmo tempo. O laminado só será térmico se um dos vidros for baixo-emissivo.

51 ISOLAMENTO ACÚSTICO

52 ISOLAMENTO ACÚSTICO

53 ABNT - NORMA NBR Níveis de ruído para conforto acústico Apartamentos de Hospital/Hotel Bibliotecas Quartos residenciais Conforto/Aceitável = 35/45 db(a) Laboratórios Salas aula/estar residencial. 40/50 db(a) Locais para esportes/sala computador 45/65 db(a)

54 Defeitos dos vidros Ondulação: falta de uniformidade na espessura. Produz distorções na imagem. Bolha: presença de vazios no interior da placa, contendo gases. Garoa: agrupamento de bolhas. Fenda: Defeito sensível ao tato, como uma bolha aberta, que não atravessa a placa.

55 Defeitos dos vidros Filete ou estria: linha transparente com aparência de fio de vidro incorporado à placa. Corda: filete muito acentuado. Irisação: defeitos de superfície que decompõem a luz solar nas cores básicas.

56 Defeitos dos vidros Risco: marca produzida por objetos estranhos. Infundido: material opaco, infundido, menor que 1 mm (como se fosse um grão de areia). Pedra: um grão infundido maior que 1 mm. Nó: grão transparente incorporado à placa, com aspecto de gota de vidro.

57 Defeitos dos vidros Greta: pequena fissura que atravessa aplaca. Empenamento: a placa apresenta concavidade. Marca do rolo: amassamento da superfície provocada pelos rolos de estiramento antes do vidro endurecer.

58 Defeitos dos vidros Vidros de qualidade A: não apresentam defeitos de qualidade. Vidros de qualidade B: usados em envidraçamentos comuns. Vidros qualidade C: qualidade inferior e dificilmente são comercializados e entram novamente no processo de produção como sucata.

59 Vidros