vidro

VIDRO
MCC1001 – AULA 10
Disciplina: Materiais de Construção I
Professora: Dr.a Carmeane Effting
1o semestre
2015
Centro de Ciências Tecnológicas
♦
Departamento de Engenharia Civil
“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
Prof.a Dr.a Carmeane Effting
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”
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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).
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Composição
• Material inorgânico e fisicamente homogêneo
• Principal constituinte a sílica (SiO2)
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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
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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
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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.
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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
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Tipos de Vidros (composição química)
• Aluminoborossilicato:
– Sílica, óxido de boro e alumina (Al2O3),
– 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.
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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.
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• Vitrocerâmica:
– Associado a reciclagem de resíduos: cinzas volantes,
escória, areia de fundição.
– Peças de altas temperaturas e na produção de esmaltes
para revestimento de edifícios, pisos, mármores.
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Produção de Vidro (soprado)
*A fabricação é feita no
interior do forno (panelões).
Quando o material está quase
fundido ≈ 1500oC, o operário
imerge um canudo de ferro e
retira-o rapidamente trazendo
na sua extremidade uma bola
de matéria incandescente.
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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.
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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)
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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 ≈ 1100oC e tempo suficiente para que
sumam as irregularidades e as superfícies fiquem planas e
paralelas, esfriando ao longo do banho.
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Fabricação de Vidro Float
• O vidro ideal para aplicações que exijam perfeita
visibilidade, pois não apresenta distorção óptica, e possui
alta transmissão de luz.
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Fabricação de Vidro
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Fabricação de Vidro – Como é feito?
Cristais de Murano
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Lâmpada Fluorescente
Fabricação de Vidro – Como é feito?
Garrafas
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Espelhos
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.
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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
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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.
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ACABAMENTO VIDRO SERIGRAFADO
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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
Vidros incolores
Lugares quentes
Termoabsorventes
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VIDROS COLORIDOS E
TERMORREFLETORES
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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.)
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Classificação dos vidros na Construção Civil
• Impressos ou fantasias
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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
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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
ARAMADO
Simples são encontrados em
automóveis, fachadas de
edifícios,sacadas.
Múltiplos são recomendados em
janelas de carros blindados, torres de
segurança, aeronaves, joalherias.
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.
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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.
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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,
refrigeradores, fogões, veículos e aeronaves.
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janelas e também
em
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).
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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.
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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
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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.
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.
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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 40oC.
No interior das edificações, são muito utilizados para
recintos que exigem privacidade como unidades de terapia
intensiva de hospitais, escritórios, consultórios médicos.
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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.
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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
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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
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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.
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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).
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Empresas do Ramo
Aplicação: fachadas, portas, janelas, coberturas, sacadas, divisórias,
tampos de mesa, armários e eletrodomésticos.
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Dimensões de Fabricação NBR 11706/1992
Espessuras nominais das chapas referentes ao tipo do vidro.
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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
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Cálculo de espessura dos vidros
Vão em uma obra para
instalação de vidro
b (largura)
a (comprimento)
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
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Cálculo de espessura dos vidros
comp./largura
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Cálculo de espessura dos vidros
Vão em uma obra para
instalação de vidro
b= 1,25 m (largura)
a=2,50 m (comprimento)
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
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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
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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.
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Cuidados na colocação do vidro
• Caixilhos:
– 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)
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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.
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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.
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Referências Bibliográficas
• ISAIA, G.C. Materiais de construção civil e princípios
de ciências e engenharia de materiais. São Paulo, SP:
IBRACON, 2007.
• AKERMAN, M. Apostila: Natureza, Estrutura e
Propriedades do Vidro. Empresa Saint-Gobain – Vidros
Brasil. CETEV – Centro Técnico de Elaboração do Vidro.
Novembro, 2000.
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Referências Bibliográficas
• Como se fabrica o vidro
http://www.youtube.com/watch?v=KiSYdFXPJgc
• Como se fabrica Lâmpada Fluorescente
http://www.youtube.com/watch?v=CEizXyU8lXs
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