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VIDROSVIDROS Prof. Dr.: Carlos Augusto de Souza OliveiraProf. Dr.: Carlos Augusto de Souza Oliveira Prof. Prof. MScMSc.: Henrique Jardim Raad.: Henrique Jardim Raad VIDROSVIDROS VIDROSVIDROS DefiniDefiniççãoão Substância inorgânica, homogênea Substância inorgânica, homogênea e amorfa, obtida atrave amorfa, obtida atravéés do s do resfriamento de uma massa em resfriamento de uma massa em fusão. fusão. Suas principais qualidades são a Suas principais qualidades são a transparência e a dureza (6,5 transparência e a dureza (6,5 –– escala Mohs). escala Mohs). VIDROSVIDROS Substância amorfa: não apresenta ordenamento espacial Substância amorfa: não apresenta ordenamento espacial periperióódico de seus dico de seus áátomos.tomos. VIDROSVIDROS O vidro distingueO vidro distingue--se de outros materiais por vse de outros materiais por váárias rias caractercaracteríísticas: sticas: Não Não éé poroso nem absorvente;poroso nem absorvente; ÓÓtimo isolante ttimo isolante téérmico;rmico; Possui baixo Possui baixo ííndice de condutividade tndice de condutividade téérmica;rmica; ÉÉ 16 vezes mais resistente a abrasão que o granito.16 vezes mais resistente a abrasão que o granito. VIDROSVIDROS O vidro é um material frágil, porém não fraco. Ele tem grande resistência à ruptura, suporta pressões de 5.800 a 10.000 kg/cm², podendo mesmo ser utilizado em pisos. Material duro e rígido, porém não tenaz não sendo apropriado para aplicações sujeitas a impactos. Algumas CaracterAlgumas Caracteríísticas dos sticas dos vidrosvidros Materiais inorgânicosMateriais inorgânicos Transparentes ou translTransparentes ou translúúcidos (cidos (àà temperatura ambiente)temperatura ambiente) BrilhantesBrilhantes QuebrQuebrááveisveis FrFráágeisgeis ReciclReciclááveisveis TornamTornam--se base baçços com a fricos com a fricççãoão Muito densosMuito densos EsterilizEsterilizááveisveis Fundem a temperaturas muito elevadasFundem a temperaturas muito elevadas COMPOSICOMPOSIÇÇÃO QUÃO QUÍÍMICAMICA VIDROSVIDROS VIDROSVIDROS Composição química Sílica (SiO2) é a base química do vidro. Apresenta composição química muito variada, pois pequenas alterações são feitas para proporcionar propriedades específicas, tais como índice de refração, cor, viscosidade etc. ComposiComposiçção Quão Quíímica de Diferentes Tipos de Vidrosmica de Diferentes Tipos de Vidros VAN VLACK, 1973.VAN VLACK, 1973. • Podem ser óxidos metálicos ou carbonatos metálicos Têm como objetivo: Baixar o ponto de fusão Diminuição da viscosidade dos vidros Diminuição os custos de produção Diminuir o consumo de energia Conferir características específicas aos vidros FUNFUNÇÇÕES RELATIVAS DOS ÕES RELATIVAS DOS ÓÓXIDOS NO VIDROXIDOS NO VIDRO Aumentar a dureza – óxido de potássio; Conferir resistência térmica – óxido de Boro; Melhorar a resistência mecânica – óxido de magnésio; Melhorar a resistência química – óxido de cálcio; Melhorar a resistência térmica – óxido de Magnésio; Aumentar a transparência – óxido de chumbo; Vidro Sólido Amorfo Reciclado Estrutura Amorfa Sílica Estrutura tetraédrica Óxidos metálicos ou carbonatos metálicos Diminuir o ponto de fusão Fundentes Chumbo Boro - silicato Especiais Sódico- cálcico Características diferentes Pode ser É um Tem Constituído por Tem Conferem Que se traduzem em diferentes tipos de vidro Que são Cuja função é PRODUPRODUÇÇÃOÃO VIDROSVIDROS VIDROSVIDROS ETAPAS DO PROCESSAMENTO 1. Seleção e preparação das matérias-primas; 2. Fusão (líquido viscoso); 3. Conformação. VIDROS VIDROS -- Seleção e Preparação das Matérias-primas VIDROSVIDROS Produção de Vidro Plano Processo Float (década de 50): gera um vidro plano, transparente, com faces polidas, sem distorção de visão. Inicialmente o processo era empregado somente para espelhos e automobilística. Hoje o processo é empregado em todos os setores. 1000 1000 °°CC PROCESSO FLOAT VIDRO FLOATVIDRO FLOAT O Cristal Float O Cristal Float éé um vidro liso, transparente com espessura um vidro liso, transparente com espessura uniforme e massa homogênea. uniforme e massa homogênea. ÉÉ ideal para aplicaideal para aplicaçções que ões que exijam perfeita visibilidade. exijam perfeita visibilidade. Constitui a matConstitui a matéériaria--prima de diversos produtos finais, pode prima de diversos produtos finais, pode ser: laminado, temperado, curvo, serigrafado e usado em ser: laminado, temperado, curvo, serigrafado e usado em duplo envidraduplo envidraççamento. amento. Mais de 90% dos vidros planos produzidos no mundo utiliza o Mais de 90% dos vidros planos produzidos no mundo utiliza o processo Float.processo Float. CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃOÃO VIDROSVIDROS Tipos de vidros Composição básica Exemplos da sua utilização Sódico-cálcicos •71-73% de sílica (SiO2); •12-14% de soda (Na2O); •10-12% de óxido de cálcio (CaO); • Janelas; • Garrafas; • Blocos de vidro para construção. Boro-silicato •Pelo menos 5% de óxido bórico (B2O3); •Pequena quantidade de Al2O3; •Sílica. • Pyrex; • Equipamentos laboratoriais; Chumbo •Sílica com adição de óxido de chumbo. • Fins decorativos; • Proteção de radiações de elevada energia; • Invólucro de lâmpadas fluorescentes; • Tubos de televisão. Especiais (sílica pura) •Sílica pura. • Equipamentos especiais de laboratório; • Janelas de veículos i i O vidro O vidro éé chamado de seguranchamado de segurançça quando sua tecnologia de a quando sua tecnologia de fabricafabricaçção ou sua montagem permite reduzir a probabilidade ão ou sua montagem permite reduzir a probabilidade dos acidentes por choques, por deformados acidentes por choques, por deformaçção ou por incêndio.ão ou por incêndio. VIDROS DE SEGURANÇA Vidros de segurança • Vidro laminado - é composto por camadas alteradas de vidro e plásticos. Ex:. Pára-brisas para automóveis • Vidro à prova de bala – é um vidro laminado, mas mais espesso Ex:. Blindagem de automóveis • Vidro Temperado – é constituído por uma peça única. Ex:. Portas de segurança (Agências bancárias) CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO –– NBR 7199NBR 7199 a) Quanto ao tipo: Aramado, laminado, temperado, ... Vidro aramadoVidro aramado Vidro aramado: É um vidro no qual é incorporada uma rede metálica de malha quadrada, com 12,5mm de lado. Esta tela metálica oferece maior resistência a perfuração e proteção, pois em caso de quebra, os cacos ficam presos na tela diminuindo o risco de ferimentos. LAMINADOLAMINADO SãoSão constituconstituíídos por duas ou mais lâminas de vidro dos por duas ou mais lâminas de vidro fortemente unidas atravfortemente unidas atravéés de calor e pressão a uma ou s de calor e pressão a uma ou mais pelmais pelíículas de Polivinil Butiral (PVB).culas de Polivinil Butiral (PVB). a) Quanto ao tipo: LAMINADOLAMINADO a) Quanto ao tipo: Existem dois tipos de laminação no mercado: Simples: (vidro + PVB + vidro) Múltipla (vidro + PVB + vidro + PVB + vidro). Características principais: Oferece alto grau de resistência mecânica e ao traspassamento. È anti-acidente, anti-vandalismo: empregado em locais onde necessita-se proteção dos bens contra arrombamento e armas de pequeno, médio calibre e armas pesadas. LAMINADOLAMINADO Em caso de quebra, os fragmentos Em caso de quebra, os fragmentos gerados ficam aderidos ao PVB, gerados ficam aderidos ao PVB, reduzindo o risco de acidentes, não reduzindo o risco de acidentes, não projetando estilhaprojetando estilhaçços no chãoos no chão. . a) Quanto ao tipo: VIDRO TEMPERADO Tem esse nome por analogia ao Tem esse nome por analogia ao aaçço temperado.o temperado. Vidro tem a sua resistência Vidro tem a sua resistência aumentada pela têmpera aumentada pela têmpera –– processo que consiste em processo que consiste em aquecer o material ataquecer o material atéé uma uma temperatura crtemperatura críítica e depois tica e depois resfriresfriáá--lo rapidamente. lo rapidamente.a) Quanto ao tipo: VIDRO TEMPERADO A têmpera produz um sistema de tensões que aumenta a A têmpera produz um sistema de tensões que aumenta a resistência induzindo tensões de compressão na sua resistência induzindo tensões de compressão na sua superfsuperfíície. cie. Desta forma aumenta, por exemplo, a resistência Desta forma aumenta, por exemplo, a resistência àà tratraçção do ão do vidro, considerado um material frvidro, considerado um material fráágil.gil. Os vidros temperados Os vidros temperados possuem resistência de atpossuem resistência de atéé cinco vezes cinco vezes maior que o vidro comummaior que o vidro comum. . a) Quanto ao tipo: VIDRO TEMPERADO a) Quanto ao tipo: Tem como característica partir-se em pequenas partículas, não apresentando, no entanto, ângulos cortantes. Assim, é classificado de não estilhaçável. As normas brasileiras para uso de vidro na construção civil indicam que o vidro comum só pode ser instalado a partir de 10 cm acima do piso. Para envidraçamento abaixo desta cota deve-se especificar de vidros de segurande vidros de segurançça a (vidros (vidros temperados, aramados e laminados, etc.).temperados, aramados e laminados, etc.). VIDROS DE SEGURANÇA CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO –– NBR 7199NBR 7199 b) Quanto à forma: Plano... CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO –– NBR 7199NBR 7199 b) Quanto à forma: Curvo... CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO –– NBR 7199NBR 7199 b) Quanto à forma: Ondulado, ... CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO –– NBR 7199NBR 7199 c) Quanto à transparência: Transparente, ... CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO –– NBR 7199NBR 7199 c) Quanto à transparência: Translúcido, ... CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO –– NBR 7199NBR 7199 c) Quanto à transparência: Opaco... CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO –– NBR 7199NBR 7199 d) Quanto ao acabamento: Esmaltado, ... Produzidos através da aplicação de esmaltes vitrificáveis em cores lisas ou decoradas, fundido durante o processo de têmpera sobre a superfície do vidro, permanecendo inalterável e irremovível. CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO –– NBR 7199NBR 7199 d) Quanto ao acabamento: Liso, ... CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO –– NBR 7199NBR 7199 d) Quanto ao acabamento: Impresso, etc. Conhecido como vidro fantasia, Conhecido como vidro fantasia, éé transltranslúúcido e texturizado.cido e texturizado. Apresenta em sua superfApresenta em sua superfíície desenhos impressos no vidro cie desenhos impressos no vidro ainda quente. ainda quente. Com grande variedade de padrões, texturas, espessuras e Com grande variedade de padrões, texturas, espessuras e cores, proporciona efeito decorativo, privacidade e conforto. cores, proporciona efeito decorativo, privacidade e conforto. CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO –– NBR 7199NBR 7199 e) Quanto à coloração: Incolor, colorido, etc. PROPRIEDADES FPROPRIEDADES FÍÍSICASSICAS VIDROVIDRO PROPRIEDADESPROPRIEDADES Densidade A densidade do vidro é de 2,5 g/cm3. A massa volúmica, expressa no sistema de unidades oficial é de 2500 kg/m3. Um m² de vidros com 4 mm tem assim uma massa de 10 kg. PROPRIEDADESPROPRIEDADES COR O vidro comum é incolor mas, no entanto, pode aparecer colorido se no seu processo de fabricação forem incorporados óxidos metálicos estáveis. A cor garante a estética do vidro e pode reduzir o consumo energético de uma construção. È garantida através da introdução de pigmentos na sua composição química. PROPRIEDADESPROPRIEDADES COR Os pigmentos proporcionam ao vidro a “filtragem” da radiação solar ou artificial. PROPRIEDADESPROPRIEDADES TEXTURA As superfícies, geralmente, são lisas, podendo ser modificadas de acordo com a sua utilização posterior: - vidro polido; - superfície lisa; - vidro martelado; - superfície rugosa. ISOLAMENTO TÉRMICO A melhoria nas características de isolamento térmico é obtida durante o processo de fabricação. Tal melhoria é conseguida utilizando duas placas de vidro unidas por folhas de plástico. Os vidros produzidos resistem a altas temperaturas externas e proporcionam boa visibilidade. PROPRIEDADES PROPRIEDADES Condutividade tCondutividade téérmica: Fluxo de calor que passa, por hora, rmica: Fluxo de calor que passa, por hora, atravatravéés de um metro quadrado de parede, com um metro de s de um metro quadrado de parede, com um metro de espessura, para a diferenespessura, para a diferençça de 1 a de 1 ººC de temperatura, entre as C de temperatura, entre as suas duas faces.suas duas faces. PROPRIEDADES MECÂNICASPROPRIEDADES MECÂNICAS VIDROVIDRO PROPRIEDADESPROPRIEDADES RESISTÊNCIA AO CHOQUE Os vidros podem ser mais resistentes ás diferenças de temperatura, se se adicionar aos seus componentes ácido bórico. Podem, ainda, apresentar maior resistência ao choque se na sua fabricação forem introduzidas folhas de plástico endurecido ou malha de aço, como acontece no caso dos vidros de segurança. PROPRIEDADESPROPRIEDADES RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO A resistência do vidro à compressão é muito elevada, em torno de 1000 MPa. Isto significa que, para quebrar um cubo de vidro com 1 cm de aresta, a carga necessária é da ordem de 10 toneladas. PROPRIEDADESPROPRIEDADES RESISTÊNCIA À FLEXÃO - Vidro recozido polido - 40 MPa. - Vidro temperado – 120 a 200 MPa PROPRIEDADESPROPRIEDADES ELASTICIDADE O vidro é um material perfeitamente elástico: nunca apresenta deformações permanentes. Contudo, é frágil. PROPRIEDADESPROPRIEDADES Módulo de Young, E Este módulo exprime a força de tração teoricamente necessária para produzir um alongamento em um corpo de prova de vidro igual ao seu comprimento inicial. Para o vidro e segundo as normas europeias: E = 7 x 1010 Pa = 70 GPa PROPRIEDADES ConcretoConcreto 72 GPa72 GPa 210 GPa210 GPa 1000 MPa1000 MPa CRITCRITÉÉRIOS DE PROJETORIOS DE PROJETO VIDROVIDRO VIDROVIDRO Os vidros para construOs vidros para construçção devem atender ão devem atender àà EBEB--92/55, NBR 92/55, NBR 11706 e NBR 7210.11706 e NBR 7210. As chapas, se apoiadas nos 4 lados, terão suas espessuras As chapas, se apoiadas nos 4 lados, terão suas espessuras calculadas pela fcalculadas pela fóórmula simplificada de HERZOGENRATH, rmula simplificada de HERZOGENRATH, obedecendo a espessura mobedecendo a espessura míínima de 3 mm.nima de 3 mm. FFÓÓRMULA SIMPLIFICADA DE HERZOGENRATHRMULA SIMPLIFICADA DE HERZOGENRATH VIDROVIDRO DETERMINAÇÃO DA ESPESSURA Existem alguns fatores que devem ser levados em Existem alguns fatores que devem ser levados em consideraconsideraçção na determinaão na determinaçção da espessura do vidro: ão da espessura do vidro: região onde se encontra a construregião onde se encontra a construçção, em funão, em funçção da altitudeão da altitude altura do vidro acima do solo; altura do vidro acima do solo; pressões do vento;pressões do vento; inclinainclinaçção do envidraão do envidraççamento; amento; tipo de fixatipo de fixaçção do vidro; ão do vidro; tipo de caixilho; tipo de caixilho; tipo de vidro aplicado .tipo de vidro aplicado . APLICAAPLICAÇÇÕES NA ÕES NA CONSTRUCONSTRUÇÇÃO CIVILÃO CIVIL VIDROVIDRO APLICAAPLICAÇÇÕES DO VIDROÕES DO VIDRO CONSTRUCONSTRUÇÇÃO CIVILÃO CIVIL:: TelhasTelhas Alvenaria;Alvenaria; Fachadas;Fachadas; Portas;Portas; Janelas;Janelas; DivisDivisóórias;rias; Vitrines e em locais que exijam proteVitrines e em locais que exijam proteçção contra vandalismo ão contra vandalismo ou arrombamento.ou arrombamento. TIJOLO DE VIDRO São fabricados por um processo onde duas peças de vidro retangulares ou quadradas são fabricadas. Essas metades são unidas por fusão a altas temperaturas, sendo o ar no espaço entre os vidros evacuado, de modo a criar-se um vácuo. Por fim, as bordas são revestidas por plástico, para melhor vedação. TELHAS DE VIDROTELHAS DE VIDRO TELHAS DE VIDROTELHAS DE VIDRO TELHAS DE VIDRO TELHAS DE VIDRO –– ILUMINAILUMINAÇÇÃO ZENITALÃO ZENITAL CENTRO DE CONVENCENTRO DE CONVENÇÇÕES ÕES DA AMAZÔNIADAAMAZÔNIA CENTRO DE CONVENCENTRO DE CONVENÇÇÕES DA AMAZÔNIAÕES DA AMAZÔNIA COBERTURA E PORTA DE CORRER DE VIDROCOBERTURA E PORTA DE CORRER DE VIDRO COBERTURAS EM VIDROCOBERTURAS EM VIDRO GRADIL E GUARDAGRADIL E GUARDA--CORPO EM VIDROCORPO EM VIDRO DIVISDIVISÓÓRIASRIAS BrasBrasíília Shopping Tower lia Shopping Tower FACHADA EM VIDROFACHADA EM VIDRO EDIFEDIFÍÍCIO COMERCIAL CIO COMERCIAL -- LONDRESLONDRES FACHADA EM VIDROFACHADA EM VIDRO FACHADA EM VIDROFACHADA EM VIDRO JANELAS E PORTAS EM VIDROJANELAS E PORTAS EM VIDRO REFERÊNCIAS BIBLIOGRREFERÊNCIAS BIBLIOGRÁÁFICASFICAS Vidros: Arte, Ciência e Tecnologia de 4000 a.C. a 2000 d.C - Edgar Dutra Zanotto Vidros de segurança - Determinação da transmissão luminosa NBR9503 MB2438 - data 08/1986. Vidros para móveis - Terminologia, classificação e defeitos NBR14355 - data 08/1999. Vidro laminado NBR14697- data 05/2001. VIDROS VIDROS VIDROS VIDROS VIDROS COMPOSIÇÃO QUÍMICA VIDROS Composição Química de Diferentes Tipos de Vidros FUNÇÕES RELATIVAS DOS ÓXIDOS NO VIDRO PRODUÇÃO VIDRO FLOAT CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO – NBR 7199 LAMINADO LAMINADO LAMINADO VIDRO TEMPERADO VIDRO TEMPERADO VIDRO TEMPERADO CLASSIFICAÇÃO – NBR 7199 CLASSIFICAÇÃO – NBR 7199 CLASSIFICAÇÃO – NBR 7199 CLASSIFICAÇÃO – NBR 7199 CLASSIFICAÇÃO – NBR 7199 CLASSIFICAÇÃO – NBR 7199 CLASSIFICAÇÃO – NBR 7199 CLASSIFICAÇÃO – NBR 7199 CLASSIFICAÇÃO – NBR 7199 CLASSIFICAÇÃO – NBR 7199 PROPRIEDADES FÍSICAS PROPRIEDADES PROPRIEDADES PROPRIEDADES PROPRIEDADES PROPRIEDADES PROPRIEDADES PROPRIEDADES MECÂNICAS PROPRIEDADES PROPRIEDADES PROPRIEDADES PROPRIEDADES PROPRIEDADES PROPRIEDADES CRITÉRIOS DE PROJETO APLICAÇÕES NA �CONSTRUÇÃO CIVIL APLICAÇÕES DO VIDRO TIJOLO DE VIDRO TELHAS DE VIDRO TELHAS DE VIDRO TELHAS DE VIDRO – ILUMINAÇÃO ZENITAL CENTRO DE CONVENÇÕES �DA AMAZÔNIA CENTRO DE CONVENÇÕES DA AMAZÔNIA COBERTURA E PORTA DE CORRER DE VIDRO COBERTURAS EM VIDRO GRADIL E GUARDA-CORPO EM VIDRO DIVISÓRIAS Brasília Shopping Tower EDIFÍCIO COMERCIAL - LONDRES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS