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VIDROS UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DEPARTAMENTO DE ENG. SANITÁRIA E AMBIENTAL MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL IGOR PINTO LONDON LUCAS OLEGÁRIO BUENO LUIZ AVANCI PROF. DR. JOSÉ MANUEL HENRIQUES DE JESUS SUMÁRIO INTRODUÇÃO CONCEITO HISTÓRIA COMPOSIÇÃO PROCESSOS DE FABRICAÇÃO TIPOS PROPRIEDADES FÍSICAS PROPRIEDADES QUÍMICAS PROPRIEDADES MECÂNICAS INTRODUÇÃO O vidro é uma substância inorgânica, amorfa e fisicamente homogênea, obtida por resfriamento de uma massa em fusão que endurece pelo aumento contínuo de viscosidade até atingir a condição de rigidez, mas sem sofrer cristalização. Quando aquecido, o vidro se encontra em estado líquido. Á medida que a temperatura vai diminuindo sua viscosidade aumenta, quando se atinge a temperatura de fusão – na qual ele deveria se solidificar – fica tão viscoso que suas moléculas não conseguem se agrupar para formar cristais definidos. SÓLIDO AMORFO ALTAMENTE VISCOSO Baltimore Convention Center Foto: Pilkington Planar System, cortesia de W&W Glass Systems, Inc. SÍNTESE DA HISTÓRIA DO VIDRO Séc. VII chega ao Brasil na época das invasões holandesas em Olinda e Recife; Séc. XVII e XVIII aparecem as janelas com vidraças em igrejas e palácios; Séc. XX a indústria se desenvolveu com a introdução de fornos e era dominada pela vidraria São Paulo. Sopro Coroa Fonte: Corning Museum of Glass, Corning, New York. COMPOSIÇÃO DO VIDRO Formadores de rede Intermediários Modificadores SiO2 B2O3 GeO2 P2O5 As2O5 Al2O3 TiO2 PbO BeO ZnO MgO K2O BaO CaO Na2O Óxido de silício‐ Sílica (SiO2): matéria‐prima básica (72%). Óxido de boro (B2O3): fabricação de vidros especiais. Óxido de alumínio (Al2O3): aumenta a resistência química e mecânica; eleva a sua viscosidade (0,7%). Óxido de chumbo (PbO): melhora a resistência, aumenta a refração e o brilho da luz. Óxido de Magnésio (MgO): melhora a resistência mecânica; mudanças bruscas de temperatura (4%). Óxido de potássio (K2O): melhora o processo de fundição, baixa o risco de cristalização e obtêm-se cores mais brilhantes (0,3%). Óxido de cálcio (CaO): aumenta a qualidade química, facilita a homogeneização e a fundição do vidro (9%). Óxido de sódio (Na2O) e sulfatos de sódio: auxiliar a diluição do SiO2 (14%). PROCESSO DE FABRICAÇÃO CONSISTE EM AQUECER OS CONSTITUINTES DO VIDRO A UMA TEMPERATURA ENTRE 1600 E 1800°C, TORNANDO-OS FLUIDOS E POSSIBILITADOS DE SEREM MOLDADOS. INÍCIO DO RESFRIAMENTO E ENDURECIMENTO, PASSANDO DE ESTADO LÍQUIDO PARA A CONSISTÊNCIA PARECIDA AO DO “MELADO”, CAINDO PARA APROXIMADAMENTE 800°C. RESFRIAMENTO HOMOGÊNEO, SOB CONDIÇÕES MUITO CONTROLADAS, DE 600°C A 100°C. O TERMO TÊMPERA REFERE-SE AO PROCESSO DE AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO GRADUAIS. PROCESSO DE FABRICAÇÃO Até os anos 20 O vidro derretido era derramado num leito, prensado com cilindros até o dobro da espessura desejada temperado, e por fim, desgastado e polido, um lado de cada vez. Após os anos 20 Processo Bicheroux O vidro derretido era prensado por dois cilindros permitindo melhores espessuras com maiores tolerâncias e menos gastos de material. Float Glass Pilkington (1952) - Padrão mundial para fabricação de vidro de alta qualidade. Espessuras: 0,4 a 25mm Mistura precisa Fundidas em forno (1000°C) Tanque com estanho liquefeito quimicamente controlado Espalha uniformemente Espessura controlada pela velocidade; Recozimento: resfriamento controlado CLASSIFICAÇÃO DOS VIDROS EXEMPLOS CARACTERÍSTICAS / FUNÇÕES / APLICAÇÕES VIDRO FLOAT GLASS Características: melhor qualidade óptica, liso, transparente, faces paralelas, sem distorção e alta transmissão de luz. Função: decoração e privacidade ao ambiente. Aplicações: box, espelhos, fachadas, janelas, portas, entre outros. EXEMPLOS CARACTERÍSTICAS / FUNÇÕES / APLICAÇÕES VIDRO IMPRESSO (FANTASIA) Características: com diversas impressões e formatos, são translúcidos, mas não transparentes, podendo ser temperado, curvado, espelhado e laminados. Função: decoração e privacidade ao ambiente. Aplicações: box, janelas, portas e divisórias. EXEMPLOS CARACTERÍSTICAS / FUNÇÕES / APLICAÇÕES VIDRO ARAMADO Características: vidro impresso com tela metálica incorporada à massa do vidro Função: Segurança Aplicações: Coberturas, divisórias, sacadas. EXEMPLOS CARACTERÍSTICAS / FUNÇÕES / APLICAÇÕES VIDRO TEMPERADO Características: até 5 vezes mais resistente. Função: Segurança – quebra sem pontas. Aplicações: box, portas, visores de fogão. EXEMPLOS CARACTERÍSTICAS / FUNÇÕES / APLICAÇÕES VIDRO REFLETIVO Características: recebem camada de óxido metálico. Função: reduz calor e luminosidade refletindo os raios solares. Aplicações: fachadas, cobertura de grandes áreas e empreendimentos comerciais. EXEMPLOS CARACTERÍSTICAS / FUNÇÕES / APLICAÇÕES VIDRO LAMINADO Características: possui Película de Polivinil Butiral (PVB) ou resina entre suas lâminas. Função: Segurança – retém estilhaços em caso de quebra. Aplicações: sacadas, fachadas, tetos de vidros, janelas, vitrines de lojas, e locais com proteção a projéteis. PROPRIEDADES FÍSICAS PROPRIEDADES QUÍMICAS PROPRIEDADES MECÂNICAS ELATICIDADE O vidro é um material perfeitamente elástico, não apresenta deformação permanente. No entanto é frágil, ou seja, submetido a uma flexão crescente, quebra sem apresentar sinais. Suportam esforços de compressão do que de tração. Para aumentar sua dureza, é realizado um tratamento térmico, denominado têmpere. PROPRIEDADES MECÂNICAS REITENCIA À TRAÇÃO PROPRIEDADES ACÚSTICAS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS OBRIGADO!