MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

Transcrição

1 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO de Oliveira, Arquiteta Urbanista

2 VIDROS

3 VIDROS.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.

4 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.

5 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.

6 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.

7 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.

8 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.

9 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.

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11 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.

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13 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.

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15 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.

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17 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.

18 VIDROS - PROPRIEDADES 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.

19 VIDROS - PROPRIEDADES. 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.

20 VIDROS - PROPRIEDADES 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.

21 VIDROS - PROPRIEDADES 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.

22 VIDROS - PROPRIEDADES 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.

23 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.

24 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.

25 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.

26 VIDROS - TIPOS VIDROS FLOAT

27 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.

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29 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

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31 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.

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33 VIDROS - TIPOS 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.

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35 VIDROS - TIPOS 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.

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37 VIDROS - TIPOS 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 párabrisas e janelas de carros blindados, visores de cabines de vigilância, torres de segurança, joalherias, aeroportos.

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39 VIDROS - TIPOS 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.

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41 VIDROS - TIPOS 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.

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43 VIDROS - TIPOS 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.

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45 VIDROS - TIPOS 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.

46 VIDROS - TIPOS 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.