Materiais de Construção José Carlos G. Mocito email:jmocito@ipcb.pt Materiais sólidos que se obtêm por arrefecimento rápido de uma massa em fusão, impedindo a sua cristalização (a estrutura não é completamente amorfa: sólidos não cristalinos). Tb cerâmicos não cristalinos. Material duro, frágil e transparente? Resistência Química 1
Matérias Primas Substâncias vitrificáveis: Ácidos (Sílico e bórico) Bases (Óxido de potássio, sódio, cálcio e magnésio Substâncias Auxiliares (Elementos de afinação) Oxidantes: Nitrato de sódio e potássio Descorantes: Manganês, níquel, cobalto RedutoresS - Sulfatos, cloretos e carbono Opacidade: fosfatos, compostos de fluor, óxidos metálicos Côr: Óxidos metálicos Processos de Produção Estiragem manual: Cilindro ou disco (c/ canal de soprar) Estiragem mecânica: Por mergulho c/ barra metálica, por processo de Fourcault, ou por processo Libbey-Owens. Laminagem: Vidro em fusão passa por bica de material refractário e é lançada em dois rolos laminadores. 2
Processos de Produção Processo de flutuação (Float) Vidro em fusão (1050 o C) passa em flutuação sobre um banho de estanho líquido, em processo de escoamento contínuo, sendo à saída da flutuação recozido para aliviar tensões. Também o vidro é polido com polideiras. Composição sílico-soda-cálcicos compostos de: Vitrificante: a sílica, sob a forma de areia (70 a 72%) Fundente: a soda (óxido de sódio), sob a forma de carbonato e sulfato (14%) Estabilizante: o óxido de cálcio, sob a forma de calcário (10%) Vários óxidos: alumínio, magnésio, etc. que - melhoram as propriedades físicas (ex. resistência à acção dos agentes atmosféricos) - permitem a coloração 3
Fabrico Forno: Fusão 1550 0 C Afinação: Homogeneização e libertação de bolhas gasosas Acondicionamento térmico: arrefecimento até temperatura que permita viscosidade correspondente às condições de fabric. Banho de estanho: Vidro líquido é vertido sobre estanho fundido a cerca de 1000 0 C. O vidro menos denso flutua e forma naturalmente uma chapa com 6a7mmdeespessura. Fabrico Recozimento: A temperatura é reduzida gradualmente de 620 0 C para 250 0 C passando depois a ser ao ao livre. Corte: Corte automático em chapas de 6000x3210mm 4
Fabrico Como se fabrica o vidro (Portugues) https://www.youtube.com/watch?v=hz09jrxfexy Fabrico Densidade: 2.5 (2.5kg/m2. mm de espessura) Resistência à compressão: 1000 N/mm 2 = 1000MPa (1ton para 1x1x1cm) Resistência à flexão: - 40 MPa para vidro polido recozido - 120 a 200 MPa para vidro temperado (segundo a espessura, manufactura dos bordos e tipo de fabrico) Elasticidade: é perfeitamente elástico e frágil. Tratamento térmico sujeita faces do vidro a forte compressão 5
Comportamento térmico Coeficiente de dilatação linear 9x10-6 (unidade de comprimento. 1 0 C) Madeira de Pinho: 4x10-6 ; Ferro: 12x10-6 ; Alumínio: 23x10-6 ; Poliestireno: 70x10-6 ex. Vidro de 2m aquecido de 300 0 C 2000 x 9.10-6 x 300 = 0.60 mm Tensões de Origem Térmica Tratamento térmico sujeita faces do vidro a forte compressão permitindo suportar diferenças de temperatura de 150 0 C a 200 0 C. Fraca condutibilidade, reaquecimento ou arrefecimento parcial conduzem a tensões que podem provocar quebras. (ex. vidros em caixilhos que aquecem mais lentamente). 6
Luz, isolamento térmico e acústico Efeito de estufa: vidros são opacos a radiação térmica no campo dos infravermelhos. Medidas: colocação de estores circulação de ar vidros de transmissão energética limitada (iluminar sem aquecer diminuindo os ganhos solares) vidros duplos e triplos caixilharias com corte térmico Resistência ao Choque Risco de lesões em caso de choques acidentais Queda de objectos em coberturas Queda de pessoas Vandalismo e intrusão Tiro de armas de caça Tiro de espingarda ou pistola 7
Tipos de Vidro Vidro recozido - Obtido por fusão dos seus componentes, sendo à saída do forno sujeito a um tratamento de recozimento para eliminar as tensões internas. Vidro temperado - Obtido a partir do vidro recozido. O vidro é de novo aquecido a 650ºC, e submetido a um arrefecimento brusco (têmpera), o que provoca um aumento da sua resistência às tensões mecânicas, além de melhorar as suas condições térmicas. Em caso de rotura, o vidro fragmenta-se em pequenos bocados, limitando o risco de acidente por corte Tipos de Vidro Simples: Lisos incolores, Impressos, Aramados, Atérmicos, Reflectantes e Laminados, Foscado, Esmaltado translúcido, Espelhado, Opaco lacado. Isolantes: Duplos c/ cx. de ar (6mm, 8mm, 10mm e 12mm). Perfilados: Impressos em U, Painéis simples e duplos 8
Tipos de Vidro (ex. Saint Gobain) Vidro "Float" - o Float é um vidro cristal plano de base, que após algum tipo de transformação e acabamento é destinado à construção civil e às indústrias automobilística, de eletrodomésticos, móveis e outras. A partir do vidro float, é fabricada uma ampla gama de produtos, como os vidros laminados de segurança, os vidros refletivos de controle solar SGG COOL-LITE e SGG ANTELIO e os espelhos MIRAGE e OPTIMIRROR, os vidros duplos, os vidros serigrafados, os vidros temperados e outros. Tipos de Vidro Vidro Impresso O vidro impresso é translúcido e produzido com grande variedade de padrões, texturas, espessuras e cores, proporcionando efeito decorativo, privacidade e conforto. É indicado para boxes de banheiro, divisórias, fachadas, esquadrias, decoração em geral, movéis, eletrodomésticos e instalações industriais. 9
Tipos de Vidro Vidro Temperado - Vidro de segurança, utilizado na construção civil, indústria de móveis, instalações e em outras aplicações; Vidro Serigrafado - Vidro serigrafado temperado, utilizado na construção civil, indústria de móveis, instalações e em outras aplicações que visam estética, privacidade e controle solar; Tintas Vidro Reflectivo - Vidro com tratamento que assegura alto grau de reflexão dos raios solares, utilizado em particular na construção civil. Tipos de Vidro Vidro Laminado - Vidro de segurança laminado, composto por um ou mais vidros recozidos ou temperados, colados fortemente entre si por um ou mais filmes de polivinil butiral - PVB, utilizado na construção civil: lojas, vitrines, fachadas, guarda-corpo, coberturas, pisos e locais que precisam de segurança e/ou privacidade, como guichês de banco e caixas eletrônicos. Opções para diferentes graus de segurança com proteção até AR 15 e Fal 7,62; 10
Tipos de Vidro Vidro Duplo - Vidro para isolamento térmico e acústico, formado por um conjunto de pelo menos dois vidros separados por uma câmara de ar ou gás, utilizado na construção civil (fachadas, janelas, coberturas e divisória) e refrigeradores. em estruturas Fachadas cortina 11
em estruturas Coberturas Defeitos 12
Colocação do Vidro em Obra (Independência em relação ao vão) O vidro é um material cujas deformações se situam exclusivamente no domínio elástico. Quando se flecte uma placa de vidro, não até à rotura, ela retoma integralmente a sua forma inicial, após cessar o esforço. As consequências de qualquer deformação plástica no vidro são muito importantes. Assim, a rotura não é anunciada por uma deformação permanente prévia, como além disso, uma vez iniciada a fractura em qualquer ponto, ela prossegue rapidamente até ao rompimento total. Um risco numa face de uma chapa de vidro produzirá um arranque de material, provocando um enfraquecimento na fenda; é esta propriedade que permite cortar o vidro com o riscador de diamante. Do mesmo modo um choque pontual num bordo, produzirá uma lasca e não uma marca como aconteceria num corpo metálico. Colocação do Vidro em Obra Para que um vidro esteja protegido de tais acidentes, deve-se evitar em obra não só contactos com pontos duros como também compressões de montagem que ocasionam a sua rotura. Os contactos com elementos duros são tanto mais perigosos quanto mais próximos estiverem das arestas e quanto menor for a superfície, devendo-se assim evitar os contactos com os cantos dos vidros. São de evitar os contactos vidro-vidro, vidro-alvenaria e vidrometal, embora para estes últimos haja acessórios especiais para interpor na sua ligação. 13
Colocação do Vidro em Obra Contacto vidro recozido-alvenaria deverá ser evitado colocando os vidros independentes da estrutura do edifício, isto é, prevendo uma folga suficiente a toda a volta e assegurando um posicionamento adequado através de um calçamento correcto. Assim, quaisquer movimentos da estrutura podem fazer-se sem prejuízo para os vidros. Só os vidros temperados, graças à sua elevada resistência mecânica, podem ser encastrados rigidamente na alvenaria com a condição de se utilizarem as folgas anteriores. Colocação do Vidro em Obra Contacto vidro recozido-metal deverá ser evitado através de folgas, assim como o calçamento criterioso nas três direcções tanto em folhas fixas como em móveis. Contacto vidro-vidro, deve-se evitar o contacto entre arestas de dois painéis de vidro colocados no prolongamento um do outro; o contacto entre painéis perpendiculares não é geralmente tão perigoso como o anterior. A coragem do vidro com a ajuda de mastigues à base de silicones é o processo mais fácil e expedito; a coragem torna as juntas estanques e também retém os pedaços resultantes de uma eventual fractura. 14