VIDRO MCC1001 AULA 10

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1 VIDRO MCC1001 AULA 10 Disciplina: Materiais de Construção I Professora: Dr. a Carmeane Effting 1 o semestre 2014 Centro de Ciências Tecnológicas Departamento de Engenharia Civil

2 Fabricação de materiais vítreos é uma das artes mais belas e nobres Os milagres inerentes à seus materiais e estrutura, e a diversidade de cores que pode ser usado, parece tão estranho e de beleza natural tal que estimulam em nós o desejo de estudar seus princípios e explorar seus segredos profundamente ocultos Jean Haudicquer de Blancourt

3 História Data da descoberta é desconhecida 1500 a.c. Egito 100 a.c. Romanos (prod. vidro por sopro) Século XX Como o desenvolvimento do aço e do concreto, o vidro passou a ser mais difundido e as janelas envidraçadas começaram a predominar nas fachadas dos edifícios. Hoje a indústria do vidro está a serviço do projetista

4 Definição de Vidro Substância inorgânica, homogênea e amorfa, obtida através do resfriamento de uma massa de fusão. Características importantes para a construção civil: durabilidade, transparência, dureza, impermeabilidade (não é poroso nem absorvente), ótimo isolante elétrico e térmico, baixo índice de dilatação, possibilidade de ser produzidos com recursos abundantes na natureza e ser 100% reciclável. *Subst. amorfas não possuem estrutura atômica definida (oposto de est. cristalina).

5 Composição Material inorgânico e fisicamente homogêneo Principal constituinte a sílica (SiO 2 )

6 Tipos de Vidros (composição química) Sílica Vítrea: Areia de sílica pura Temp. maiores que 1725 C Baixo coef. de expansão térmico (estabilidade dimensional) Resistência a choque térmico Utilizada na produção de fibras óticas, espelhos astronômicos, janelas de veículos espaciais

7 Tipos de Vidros (composição química) Sodo-Cálcicos: 8 a 12% em peso de óxido de cálcio e de 12 a 17% de óxido alcalino (princip. óxido de sódio) e peq. quantidade de alumina (0,6 a 2,5%) para incrementar durabilidade química, São utilizados em embalagens em geral, como garrafas, potes e frascos; janelas, bulbos e tubos de lâmpadas, O vidro plano é utilizado na indústrias: automobilística, construção civil e de eletrodomésticos

8 Tipos de Vidros (composição química) Vidros ao chumbo: Sílica e óxido de chumbo, Maior índice de refração, incrementando seu brilho, Vidro nobre aplicado em taças e copos (de cristal ) e peças artesanais. São aplicados na indústria eletro-eletrônica e ótica.

9 Tipos de Vidros (composição química) Boro-silicato: Sílica e óxido de boro Alta resistência ao choque térmico Alta resistência a ataques químicos Casos como Pyrex, Marinex, em utensílios de cozinha e laboratórios de química

10 Tipos de Vidros (composição química) Aluminoborossilicato: Sílica, óxido de boro e alumina (Al 2 O 3 ), Podem ser aquecidos a T superiores, sem deformação, comparativamente a vidros sodo-cálcicos ou à maioria dos boro-silicatos. Utilizados em tubos de combustão, fibras de vidro, vidros com alta resistência química e vitrocerâmicos.

11 Tipos de Vidros (composição química) Vitrocerâmicas: O termo vitrocerâmica refere-se a combinação do vidro com lítio, silício, alumínio e óxidos que produz uma variedade de materiais com interessantes propriedades termomecânicas. Possuem maior resistência que os vidros comuns, uma baixa condutividade elétrica e quase nenhuma dilatação térmica, baixa condutividade térmica e resistência à choque térmico.

12 Vitrocerâmica: Associado a reciclagem escória, areia de fundição. de resíduos: cinzas volantes, Peças de altas temperaturas e na produção de esmaltes para revestimento de edifícios, pisos, mármores.

13 Produção de Vidro (soprado) *A fabricação é feita no interior do forno (panelões). Quando o material está quase fundido 1500 o C, o operário imerge um canudo de ferro e retira-o rapidamente trazendo na sua extremidade uma bola de matéria incandescente.

14 Produção de Vidro (soprado) *O operário coloca a bola incandescente dentro de um molde e assopra o canudo. A bola vai se avolumando até preencher o espaço do molde. -A peça é levada a seção de corte onde parte que é presa no canudo é cortada. -Peça vai para a seção de resfriamento gradativo, e assim ficará pronta para ser usada.

15 Fabricação de Vidro Float Tecnologia de ponta, em menos de duas décadas, tornou-se o sistema produtivo dominante na indústria mundial. Vem substituindo os processos clássicos de vidro estirado. Esse processo diferencia-se do processo de estiramento na melhoria das qualidades óticas do vidro final. estirado (é um vidro plano transparente, incolor ou colorido, obtido através de um estiramento contínuo, inicialmente vertical, de espessura regular e com suas faces polidas)

16 Fabricação de Vidro Float Esse vidro é obtido por meio de escoamento da mistura vitrificável derretida sobre uma base de estanho líquido, em atmosfera controlada. O vidro forma uma camada contínua que flutua sobre o banho e à T 1100 o C e tempo suficiente para que sumam as irregularidades e as superfícies fiquem planas e paralelas, esfriando ao longo do banho.

17 Fabricação de Vidro Float O vidro ideal para aplicações que exijam perfeita visibilidade, pois não apresenta distorção óptica, e possui alta transmissão de luz.

18 Fabricação de Vidro

19 Fabricação de Vidro Como é feito? Cristais de Murano Lâmpada Fluorescente

20 Fabricação de Vidro Como é feito? Garrafas Espelhos

21 Classificação dos vidros na Construção Civil De acordo com a norma ABNT NBR NM 293: Terminologia de vidros planos e dos componentes acessórios a sua aplicação, 2004.

22 Classificação dos vidros na Construção Civil *Vidro plano cujo processamento de fabricação reduz o risco de ferimentos em casos de quebra. Deve atender aos requisitos de norma específica de classificação dos vidros quanto ao risco de impacto humano acidental. **Vidro submetido à um tratamento térmico visando tornar sua resistência ao impacto e às variáveis térmicas duas vezes maiores que a do vidro comum. Por ter padrão de quebra similar ao vidro comum, não pode ser considerado vidro de segurança. Transparente- é a propriedade de ser transparente, isto é, que permite passar luz. Materiais translúcidos permitem que a luz passe através deles apenas difusamente, e então não permitem uma visão completa. Exemplos de materiais translúcidos incluem o vidro fosco, papel, minerais como o quartzo rosa e alguns tipos de âmbar. Opaco luz não se propaga

23 Classificação dos vidros na Construção Civil ACABAMENTO VIDRO SERIGRAFADO A técnica da serigrafia se traduz na aplicação de uma tinta vitrificada (esmalte cerâmico) no vidro comum, seguida de forno de têmpera a uma T de 700 graus para os pigmentos cerâmicos aderirem a sua superfície. O resultado é um vidro temperado com textura resistente inclusive a materiais pontiagudos. O vidro serigrafado pode conter listas, círculos de várias dimensões e outras estampas, proporcionando: estética, controle de privacidade e segurança. Os vidros serigrafados podem compor fachadas, divisórias, portas feitas de vidro, boxes para banheiro, vitrines e outras aplicações.

24 ACABAMENTO VIDRO SERIGRAFADO

25 Classificação dos vidros na Construção Civil Vidro incolor, colorido e refletivos Incolor: Completamente transparente, sem cores Colorido ou termoabsorvente: Fornecido comercialmente nas colorações verde, bronze, cinza ou azul. Reduz a transmitância solar, reduzindo o ganho de calor direto e o ofuscamento no interior. Refletivos ou termorrefletores: Aplica-se uma fina camada de um metal (prata, ouro, cobre, etc.) sobre um dos lados do vidro a fim de se obter uma reflexão da luz. Lugares frios Lugares quentes Vidros incolores Termoabsorventes

26 VIDROS COLORIDOS E TERMORREFLETORES

27 Classificação dos vidros na Construção Civil Impressos ou fantasias Vidros translúcidos com desenhos em uma ou ambas as partes Podem ser do tipo canelado, martelado, pontilhado, miniboreal, bolinha, etc. São indicados em locais onde se deseja luminosidade, porém sem comprometer a privacidade (portas, janelas, divisórias, fachadas,etc.)

28 Classificação dos vidros na Construção Civil Impressos ou fantasias

29 Classificação dos vidros na Construção Civil Vidros de Segurança Possuem maior resistência mecânica que o vidro convencional Indicados para área com risco de acidentes (portas de vidro, envidraçamento nos banheiros e nas piscinas, etc.) Quando fraturado, produz fragmentos menos suscetíveis de causar ferimentos graves Podem ser do tipo temperado, laminado e aramado

30 Classificação dos vidros na Construção Civil Vidros de Segurança Temperado: Tratamento térmico para aumento de resistência. Aquecimento com resfriamento rápido. Não suporta o impacto de balas. Laminado: Duas ou mais lâminas de vidro interligadas por uma ou mais camadas de polivinil butiral PVB ou resina plástica sob ação de calor e pressão. OBS: Temperado e laminado exigem técnicas para o corte (dimensões que ocorrem na obra). Aramado: Malha metálica é incorporada ao vidro. Material antichama, resistente ao fogo e de segurança, pois não estilhaça. TEMPERADO -Boxes -Tampos de mesa -Divisórias LAMINADO Simples são encontrados em automóveis, fachadas de edifícios,sacadas. Múltiplos são recomendados em janelas de carros blindados, torres de segurança, aeronaves, joalherias. ARAMADO Portas corta-fogo, janelas,dutos de ventilação e passagens para saídas de incêndio. É recomendado em locais sujeitos a impacto como sacadas, divisórias e coberturas.

31 Classificação dos vidros na Construção Civil Vidro duplo ou insulado É composto por 2 ou mais lâminas de vidros, separadas por um gás inerte (ar desidratado até gás nobres-argônio). As bordas de vidro, são, hermeticamente fechadas com materiais que suportam altas e baixas temperaturas e resistem à radiação ultravioleta.

32 Classificação dos vidros na Construção Civil Vidro duplo ou insulado Sistema com isolamento acústico e térmico muito superior aos vidros comuns, efeito antiembaçamento e segurança (quando composto com laminado duplo ou múltiplo). Permitem reduzir as perdas de calor (películas de baixa emissividade), permitindo uma maior regulação da luz natural e a redução dos ruídos provenientes do exterior da habitação. O vidro duplo também aumenta a eficiência energética da habitação, dado que permite reduzir o consumo de energia no que toca a climatização Aplicados em fachadas, coberturas, portas, janelas e também em refrigeradores, fogões, veículos e aeronaves.

33 Classificação dos vidros na Construção Civil Vidro de baixa emissividade (low-e) Vidros com películas (óxidos metálicos) de baixa emissividade que reduzem a transferência de calor. Superwindows (Superjanelas): Combinação de múltiplas camadas de películas e vidros reduzindo muito a transferência de calor Aplicação em locais com clima muito frio, para que o calor seja mantido dentro do recinto. Ilustração de uma super janela: vidro triplo, inserção de gás inerte e película de baixa emissividade (Fonte: Caram, 2002).

34 Classificação dos vidros na Construção Civil Materiais cromogênicos A propriedade básica desses materiais é exibir uma alteração em suas características óticas, a partir da variação do campo elétrico, carga, intensidade da luz ou temperatura. Podem ser classificados como envidraçamentos passivos ou ativos.

35 Classificação dos vidros na Construção Civil Materiais cromogênicos passivos Quando respondem à diferença de temperatura (termocrômicos) ou presença de luz (fotocrômicos) VIDROS FOTOCRÔMICOS VIDROS TERMOCRÔMICOS Mudam suas propriedades óticas tornando-se escuros quando expostos à radiação ultravioleta, mas revertem à sua cor original na ausência da luz. Quando submetidos à uma T maior que a do ambiente, tornam-se opacos (não permite passagem da luz) através das reações químicas termicamente induzidas. Reversível qdo T.

36 Classificação dos vidros na Construção Civil Materiais cromogênicos ativos Chamados ativos: quando passíves de sofrerem interferência do usuário na aplicação de uma voltagem (cristais líquidos ou eletrocrômicos), assim como as smart windows (janelas inteligentes). Com aplicação da Voltagem, ocorre alinhamento das moléculas, permitindo a transmissão da luz, enquanto o campo elétrico é aplicado O vidro mantémse incolor e transparente. Influência elétrica no alinhamento molecular em cristais líquidos.

37 Classificação dos vidros na Construção Civil Materiais cromogênicos ativos Não são indicados para uso em fachadas, pois não podem ser submetidos à T superior a 40 o C. No interior das edificações, são muito utilizados para recintos que exigem privacidade como unidades de terapia intensiva de hospitais, escritórios, consultórios médicos.

38 Classificação dos vidros na Construção Civil Materiais cromogênicos ativos Já os eletrocrômicos são considerados os mais promissores em termos de aplicação para grandes áreas envidraçadas na construção civil. As janelas eletrocrômicas são sistemas constituídos de camadas de filmes finos que mudam a sua coloração conforme a aplicação de potencial elétrico nos seus condutores eletrônicos.

39 Classificação dos vidros na Construção Civil Materiais cromogênicos ativos São formados por 5 filmes finos prensados entre 2 substratos de vidro. 1 e 7 Vidros 2 e 6 Condutor transparente 3 Reservatório de íons 4 Eletrólito 5 Filme eletrocrômico

40 Empresas do Ramo Os vidros float (incolor ou coloridos) e os vidros refletivos encontrados mercado sob duas diferentes marcas Santa Marina Blindex Produzidos pela mesma indústria CEBRACE Companhia Brasileira de Cristais

41 Empresas do Ramo CEBRACE Companhia Brasileira de Cristais Unidade C4 - Barra Velha: Inaugurada em 2004 em Barra Velha, no estado de Santa Catarina. Produz vidros Float incolor e colorido, além do vidro de controle solar Reflecta Float.

42 Empresas do Ramo O Reflecta Float é um vidro de controle solar com grande durabilidade e resistência da camada metalizada em virtude de seu processo de fabricação. Principais benefícios: - Reduz em até 60% a entrada de calor; - Versatilidade de aplicação, podendo ser utilizado monolítico, temperado, laminado, curvo, serigrafado, ou duplo; - Impede em até 80% a entrada dos raios UV (Ultravioleta) quando aplicado monolítico; - Privacidade (aspecto refletivo).

43 Empresas do Ramo Aplicação: fachadas, portas, janelas, coberturas, sacadas, divisórias, tampos de mesa, armários e eletrodomésticos.

44 Dimensões de Fabricação NBR 11706/1992 Espessuras nominais das chapas referentes ao tipo do vidro.

45 Cálculo de espessura dos vidros Leva-se em conta: Ação do vento Choques mecânicos normais durante a limpeza Outros choques de ordem acidental Coeficiente de segurança de 2,33 para vidros existentes no mercado brasileiro Cabe ao engenheiro fazer a melhor escolha facilitando a mobilidade e instalação do vidro, evitando imprevistos

46 Cálculo de espessura dos vidros Vão em uma obra para instalação de vidro b (largura) 1º - Altura de instalação do vidro (andar) 2º - Relação comprimento/largura (a/b) 3º - Retirar valor e/b do gráfico (e = espessura) 4º - Obter valor da espessura 5º - Escolher a espessura comercial mais adequada a (comprimento)

47 Cálculo de espessura dos vidros

48 Cálculo de espessura dos vidros Vão em uma obra para instalação de vidro b= 1,25 m (largura) 1º - 10º pavimento do edifício (aprox. 34 m de altura) 2º - Relação a/b = 2,50/1,25 = 2 3º - Do gráfico, e/b = 5,20 (pressão do vento 100 kg/m²) 4º - Logo, e = 5,20 x 1,25= 6,50 mm 5º - Representa o valor comercial de 7mm ou 8 mm de espessura a=2,50 m (comprimento)

49 Cuidados na colocação do vidro Normas que regulamentam a colocação de vidros: NBR 7199:1989 NBR 10820:1989 NBR 10821:2001 NBR 10830:1989 NBR 10831:1989 NBR NM293:2004

50 Cuidados na colocação do vidro Segundo as Normas: Vidros devem ser aplicados e mantidos de forma que, por ocasião da colocação ou após, não sofram danos ou tensões capazes de alterá-los ou quebrá-los, independentemente da causa.

51 Caixilhos: Cuidados na colocação do vidro Devem ser planos, resistir a agentes externos, movimentação dos edifícios e do peso do vidro. Cuidados com: Rebaixos (dimensionamento) Calços (neoprene, borracha natural, plásticos rígidos, etc.) Colocação dos calços (melhorar a distribuição do peso) Emassamento (nunca aplicar mais de um tipo de massa de qualidades químicas diferentes -uma à base de óleo de linhaça e outra de origem betuminosa- e de acordo com o material da esquadria)

52 Cuidados na colocação do vidro No caso de aplicação em esquadrias que apresentam um elevado coeficiente de dilatação (ex. alumínio), é importante que se use uma massa que apresente boa qualidade de aderência e de plasticidade em relação ao tempo (massas sintéticas, que também apresentem ótima aderência entre vidro e caixilho). As massas tradicionais devem normalmente, depois de secas, serem cobertas com tintas ou verniz, cujo recobrimento deve chegar até o vidro.

53 Cuidados na colocação do vidro Nas esquadrias abertas, em caso algum as massas devem por si só manter a chapa. A fixação terá de ser feita, nas esquadrias de madeira, com pregos de pequeno porte, ou com presilhas, pinos, grampos, etc.; nas esquadrias metálicas, com artefatos de aço inoxidável para impedir a ferrugem.

54 Referências Bibliográficas ISAIA, G.C. Materiais de construção civil e princípios de ciências e engenharia de materiais. São Paulo, SP: IBRACON, AKERMAN, M. Apostila: Natureza, Estrutura e Propriedades do Vidro. Empresa Saint-Gobain Vidros Brasil. CETEV Centro Técnico de Elaboração do Vidro. Novembro, 2000.

55 Referências Bibliográficas Como se fabrica o vidro Como se fabrica Lâmpada Fluorescente