CENTRO UNIVERSITÁRIO BARRIGA VERDE-UNIBAVE

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

DAIANE CROZETA CORREA

EMANUELLE DE SOUZA SPRICIGO

MABIANE FRANCISCONI DAMIAN INÁCIO

MAIARA LOLE FACHIN

VIDROS E SUAS APLICAÇÕES NA ENGENHARIA CIVIL

ORLEANS

2013

1

DAIANE CROZETA CORREA

EMANUELLE DE SOUZA SPRICIGO

MABIANE FRANCISCONI DAMIAN INÁCIO

MAIARA LOLE FACHIN

VIDROS E SUAS APLICAÇÕES NA ENGENHARIA CIVIL

Trabalho apresentado à disciplina de

Materiais de Construção Civil da 4ª fase

do Curso de Engenharia Civil do Centro

Universitário Barriga verde – UNIBAVE.

Professor: Ernani Benincá Cardoso

ORLEANS

2013

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LISTA DE TABELAS

Tabela 01: Tabela de peso do vidro...........................................................................09

Tabela 02: Densidade dos vidros...............................................................................14

3

LISTA DE FIGURAS

Figura 01: Ciclo do Vidro...........................................................................................11

4

LISTA DE GRÁFICO

Gráfico 01: Composição do Vidro..............................................................................08

5

SUMÁRIO

1 VIDRO......................................................................................................................7

1.1 O QUE É VIDRO....................................................................................................7

1.2 HISTÓRIA DO VIDRO...........................................................................................7

1.3 O VIDRO NO BRASIL............................................................................................8

1.4 DO QUE É FEITO O VIDRO?................................................................................8

1.5 FABRICAÇÃO DO VIDRO.....................................................................................9

1.6 APLICAÇÕES PARA O VIDRO.............................................................................9

1.7 DECOMPOSIÇÃO DO VIDRO............................................................................10

1.8 UTILIZAÇÃO DO VIDROS...................................................................................11

1.9 VANTAGENS.......................................................................................................12

1.10 DESVANTAGENS.............................................................................................12

1.11 PROPRIEDADES..............................................................................................13

1.11.1 Densidade......................................................................................................13

1.11.2 Dureza............................................................................................................14

1.11.3 Resistencia a abrasão..................................................................................14

1.11.4 Elasticidade...................................................................................................14

1.11.5 Resistencia a tração.....................................................................................15

1.11.6 Resistencia a compressão...........................................................................15

1.11.7 Resistencia a flexão......................................................................................15

1.12 CARACTERISITICAS........................................................................................16

1.13 APLICAÇÃO DO VIDRO NA CONSTRUÇÃO CIVIL.........................................16

1.14 CLASSIFICAÇÃO DOS VIDROS.......................................................................17

1.14.1 Quanto ao tipo...............................................................................................17

1.14.2 Quanto à forma.............................................................................................18

1.14.3 Quanto à transparência................................................................................18

1.14.4 Quanto ao acabamento da superfície.........................................................18

1.14.4 Quanto à cor..................................................................................................19

1.15 CURIOSIDADES................................................................................................19

CONCLUSÃO............................................................................................................20

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................21

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INTRODUÇÃO

Os vidros estão massivamente presentes em nosso cotidiano, seja por meio

de embalagens, nas esquadrias e fechamentos de nossas casas, na arte.

No nosso campo de atuação, ou seja, na construção civil, inúmeras são as

suas aplicações: podem garantir mais luminosidade, transparência, segurança,

acabamento e decoração.

São encontrados no mercado em diversos formatos, composições, tipos e sob

as mais variadas formas de produtos, contudo, sua escolha deve ser criteriosa. Na

escolha deve-se observar e relacionar os mais diversos pontos como, por exemplo,

tipo, funcionamento, dimensões, especificações do fabricante e aplicação a qual se

destina, atentando-se sempre às normas técnicas correlatadas e se o fabricante

possui certificações da ISO.

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1 VIDRO

1.1 O QUE É VIDRO.

O vidro é uma substância inorgânica, homogênea e amorfa, obtida através do

resfriamento de uma massa a base de sílica em fusão.

1.2 HISTÓRIA DO VIDRO

Os povos que disputam a primazia da invenção do vidro são os egípcios e os

fenícios. Segundo a Enciclopédia Trópico: “Os fenícios contam que ao voltarem à

pátria, do Egito, pararam às margens do Rio Belus, e pousaram sacos que traziam

às costas, que estavam cheios de natrão (carbonato de sódio natural, que eles

usavam para tingir lã). Acenderam o fogo com lenha, e empregaram os pedaços

mais grossos de natrão para neles apoiar os vasos onde deviam cozer animais

caçados. Comeram-se e deitaram-se, adormeceram e deixaram o fogo aceso.

Quando acordaram, em lugar das pedras de natrão encontraram blocos brilhantes e

transparentes, que pareciam enormes pedras preciosas. Um deles, o sábio Zelu,

chefe da caravana, percebeu que sob os blocos de natrão, a areia também

desaparecera. Os fogos foram reacesos, e durante a tarde, uma esteira de liquido

rubro e fumegante escorreu das cinzas. Antes que a areia incandescente se

solidificasse, Zelu plasmou, com uma faca aquele líquido e com ele formou uma

empola tão maravilhosa que arrancou gritos de espanto dos mercadores fenícios. O

vidro estava descoberto.” Esta é uma versão um tanto lendária. Mas, notícias mais

verossímeis, relatam que o vidro surgiu pelo menos 4.000 anos A.C.. Julga-se

entretanto que os egípcios começaram a soprar o vidro em 1.400 A. C., dedicando-

se, acima de tudo, a produção de pequenos objetos artísticos e decorativos, muitas

vezes eram confundidos com belas pedras preciosas. Sua decomposição é de 4000

anos. A cada 1000 kg de Vidro leva se 1300 kg de areia.

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1.3 O VIDRO NO BRASIL

A primeira indústria vidreira a se instalar no Brasil foi a Vidraria São Paulo, na

cidade do Rio de Janeiro, no século XIX. Em 1982, a indústria francesa Saint-Gobain

e a inglesa Pilkington uniram suas forças para construir a primeira fábrica de vidro

Float do Brasil, a CEBRACE, na região do Vale do Paraíba, no estado de São Paulo.

A primeira linha foi construída em Jacareí e, 1982, a segunda em Caçapava,

em 1989 e a terceira em jacareí, em 1996. Juntas, as três unidades produzem até

1.800 toneladas de vidro por dia.

1.4 DO QUE É FEITO O VIDRO?

O vidro é feito de areia (sílica), barrilha, calcário, dolomita, feldspato, sulfato

de sódio e caco de vidro

Gráfico 01: Composição do Vidro.Fonte: Cebrace

9

1.5 FABRICAÇÃO DO VIDRO

A fabricação do vidro pode ser dividida em três partes principais: a fusão,

moldagem e têmpera.

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.

TIPO DE VIDRO KG POR M²Vidro 3mm 7,50 KgVidro 4mm 10,00 KgVidro 5mm 12,50 KgVidro 6mm 15,00 Kg

Vidro 8mm e aramado 20,00 KgVidro 10mm 25,00 KgVidro 12mm 30,00 KgVidro 15mm 37,50 KgVidro 19mm 47,50 Kg

Vidro fantasia 8,00 KgTabela 01: Tabela de peso do vidroFonte: <http://www.destaquevidros.com.br/dicas/tudo_vidros.pdf>

1.6 APLICAÇÕES PARA O VIDRO

• Vidros domésticos - tigelas, travessas, copos, pratos, panelas e produtos

domésticos fabricados em diversos tipos de vidro;

• Vidro para embalagens - garrafas, potes, frascos e outros vasilhames

fabricados em vidro comum nas cores branca, âmbar e verde;

10

• Vidro plano - vidros planos lisos, vidros cristais, vidros impressos,

temperados, laminados, aramados e coloridos fabricados em vidro comum;

• Vidro Temperado - Fusão calórica entre 700° e 750°, através de um forno e

resfriamento com choque térmico causando aumento da resistência por

compactação das camadas superficiais, aumento de resistência de 87%.

• Fibras de vidro - mantas, tecidos, fios e outros produtos para aplicações de

reforço ou de isolamento;

• Vidros técnicos - lâmpadas incandescentes ou fluorescentes, tubos de TV,

vidros para laboratório, para ampolas, para garrafas térmicas, vidros oftálmicos e

isoladores elétricos.

1.7 DECOMPOSIÇÃO DO VIDRO

O vidro não sofrerá biodegradação nunca. Por ser formado de areia,

carbonato de sódio, cal e outras substâncias inorgânicas, os microorganismos não

conseguem comê-lo. Um objeto de vidro demoraria 4 000 anos para se decompor

pela erosão e ação de agentes químicos.

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.

11

Figura 01: Ciclo do VidroFonte: SOUZA Crisley Taise de; DAUX, José Augusto; VIANNA, Gustavo Bulcão; CESCONETTO, Nádia (2012).

1.8 UTILIZAÇÃO DO VIDROS

Vidro para embalagens - garrafas, potes, frascos e outros vasilhames

fabricados em vidro comum nas cores branca, âmbar e verde;

Vidros para a construção civil - Vidro plano - vidros planos lisos, vidros

cristais, vidros impressos, vidros refletivos, vidros anti-reflexo, vidros temperados,

vidros laminados, vidros aramados, vidros coloridos, vidros serigrafados, vidros

curvos e espelhos fabricados a partir do vidro comum;

Vidros domésticos - tigelas, travessas, copos, pratos, panelas e produtos

domésticos fabricados em diversos tipos de vidro;

Fibras de vidro - mantas, tecidos, fios e outros produtos para aplicações de

reforço ou de isolamento;

Vidros técnicos - lâmpadas incandescentes ou fluorescentes, tubos de TV,

12

vidros para laboratório (principalmente o vidro borossilicato), para ampolas, para

garrafas térmicas, vidros oftálmicos e isoladores elétricos;

Vidro temperado - aquecimento entre 700° e 750° através de um forno e

resfriamento com choque térmico, normalmente a ar, causando aumento da

resistência por compactação das camadas superficiais. O aumento da resistência

mecânica chega a 87%. O vidro após o processo de têmperanão poderá ser

submetido a lapidação de suas bordas, recortes e furos.

Vidro laminado - composto por lâminas plásticas e de vidro. É utilizado em

para-brisas de automóveis, claraboias e vitrines.

Vidros comuns decorados ou beneficiados - São os vidros lapidados,

bisotados, jateados, tonalizados, acidados, laqueados e pintados, utilizados na

fabricação de tampos de mesas, prateleiras, aparadores, bases e porta-retratos. Nas

espessuras de 2 mm a 25 mm (já se fabricam vidros planos de até 50 mm, para fins

especiais em construção civil).

Vitrocerâmica - obtido submetendo o vidro comum a temperaturas elevadas

(500°C-1000°C) o que provoca a sua cristalização. Possui maior resistência.

1.9 VANTAGENS

Reciclável;

Higiênico;

Inerte;

Versátil;

Impermeável;

Transparente;

Difícil corrosão.

1.10 DESVANTAGENS

Fragilidade;

13

Preço mais elevado;

Peso relativamente grande;

Menor condutibilidade térmica;

Dificuldade no fechamento hermético;

Dificuldade de manipulação.

1.11 PROPRIEDADES

As propriedades dos vidros, assim como de todos os outros materiais,

dependem de suas características estruturais. A estrutura por sua vez, esta

condicionada principalmente pela composição química, e em menor escala também

pela historia térmica.

As propriedades do vidro mudam de acordo com a sua composição e a

quantidade de cada composto. E quanto a historia térmica o tempo de resfriamento

do vidro tem grande influencia nas suas características finais.

Por exemplo:

Aumentando-se o Na2O (Óxido de sódio) do vidro aumenta-se a sua

fluidez, expansão e solubilidade, mas por outro lado diminui a sua durabilidade.

O Al2O3 (alumina ou óxido de alumínio), ao contrário do Na2O, aumenta a

durabilidade e faz aumentar a viscosidade.

O BaO (Óxido de bário) e o PbO (Óxido de chumbo) aumentam a

densidade e reduzem a viscosidade, além de aumentarem a expansão térmica.

O CaO (Óxido de cálcio) favorece a desvitrificacão.

1.11.1 Densidade

As densidades são muito variáveis, assim temos:

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Cristal Ordinário 3,33Vidro para óculos 2,46

Vidro ordinário 2,56Vidro para garrafas 2,64

Tabela 02: Densidade dos vidrosFonte: BARROS, 2010.

Normalmente se aceita o valor 2,5, o que da uma massa de 2,5 kg por m2 e

por mm de espessura para os vidros pianos.

1.11.2 Dureza

Para determinar a dureza superficial, isto e, a resistência a ser riscado por

outro material, utiliza-se a escala de MOHS. O vidro tem a dureza 6.5 entre a

ORTOSE (6) e o quartzo (7).

1.11.3 Resistencia a abrasão

E 16 vezes mais resistente que o granito,

1.11.4 Elasticidade

O vidro e um material perfeitamente elástico: nunca apresenta deforma5ao

permanente. No entanto e frágil, ou seja, submetido a uma flexão crescente, parte

sem apresentar sinais precursores.

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1.11.5 Resistencia a tração

A resistência a tração varia de 300 a 700 daN/cm² e depende de:

- Duração da carga para cargas permanentes, a resistência a tração diminui em

cerca de 40%;

- Humidade; diminui em cerca de 20%;

- Temperatura: a resistência diminui com o aumento de temperatura;

- Estado da sua superfície, função de polimento,

- Corte e estado dos bordos;

- Os componentes e suas proporções.

1.11.6 Resistencia a compressão

A resistência do vidro a compressão e muito elevada, cerca de 1000

N/mm2 (1000 MPa) e não limita praticamente o campo das suas aplicações. Em

termos práticos significa que para quebrar um cubo de 1cm de lado, a carga

necessária será na ordem das 10 toneladas.

1.11.7 Resistencia a flexão

Um vidro submetido a flexão tem uma em face de trabalhar a compressão e

a outra a tração. A resistência a rotura por flexão e da ordem de: • 40 MPa

(N/mm2) para um vidro recozido polido; • 120 a 200 MPa (N/mm2) para um vidro

temperado (segundo a espessura, manufatura dos bordos e tipo de fabrico).

O elevado valor da resistência do vidro temperado deve-se a operação de

tempera que coloca as superfícies do vidro em forte compressão. Tendo em conta

os coeficientes de segurança, as tensões de segurança, a, habitualmente

utilizadas são as indicadas na tabela 1 (em daN/cm²).

16

1.12 CARACTERISITICAS

Reciclabilidade

Transparência (permeável à luz)

Dureza

Não absorvência (impermeável à fluidos)

Ótimo isolante elétrico

Baixa condutividade térmica

Recursos abundantes na natureza

Durabilidade

1.13 APLICAÇÃO DO VIDRO NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Desde 1980, o vidro tem conquistado espaço na arquitetura e construção civil.

Ele é utilizado com frequência em fachadas, coberturas, pisos, divisórias, portas,

janelas, escadas e paredes, além do seu uso como elemento de segurança em

guarda-corpos. Podemos considerar que o largo emprego deste material se deve ao

fato de que ele possibilita uma interação entre os meios interno e externo, o que

amplia a segurança e a visibilidade.

O vidro garante leveza aos ambientes, e tem substituído materiais

comumente utilizados em residências, prédios comerciais, hotéis, aeroportos,

parques, shoppings, hospitais e escolas, pois leva beleza e harmonia às formas

delineadas.

O tipo de vidro a ser utilizado para cada projeto irá depender, dentre outros

fatores: i) do efeito que o cliente deseja para o produto final; ii) do esforço ao qual o

vidro será submetido. Para atender à segunda exigência, faz-se necessário

conhecer a tecnologia de resfriamento empregado na fabricação do vidro.

Novas tecnologias já permitem o uso do vidro em paredes de sustentação, em

pisos e em estruturas de escadas de projetos mais leves.

Há a expectativa de que os avanços na tecnologia de fabricação do vidro

permitam, no futuro, ele seja utilizado também substituindo o aço e o concreto das

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estruturas, o que irá provocar grandes reduções no custo final das obras. Dentre os

diversos tipos de vidro, os mais utilizados na construção civil são: Vidro plano, vidros

planos lisos, vidros cristais, vidros impressos, vidros refletivos, vidro anti-reflexo,

vidros temperados, vidros laminados, vidros aramados, vidros coloridos, vidros

serigrafados, vidros curvos e espelhos fabricados a partir do vidro comum.

Encontramos ainda as fibras de vidro, matéria prima para a fabricação de mantas e

tecidos utilizados em aplicações de reforço ou de isolamentos.

1.14 CLASSIFICAÇÃO DOS VIDROS

Os vidros podem se classificar das seguintes maneiras: quanto ao tipo,

quanto a forma, quanto a Transparência, quanto ao Acabamento da superfície e

quanto as CORES.

A NB - 226 adota as seguintes divisões:

1.14.1 Quanto ao tipo

a) Vidro recozido – que, após sua saída do forno e resfriamento gradual, não

recebe nenhum tratamento térmico ou químico;

b) Vidro de segurança temperado – que foi submetido a um tratamento

térmico, através do qual foram introduzidas tensões adequadas e que, ao partir-se,

desintegra-se em pequenos pedações menos cortantes que o vidro recozido;

c) Vidro de segurança laminado – composto de várias chapas de vidro, unidas

por películas aderentes;

d) Vidro de segurança aramado – formado por uma única chapa de vidro, que

contém no seu interior fios metálicos incorporados à massa na fabricação. Ao

quebrar, os fios mantém preso os estilhaços;

e) Vidro térmico absorvente – absorve pelo menos 20% dos raios

infravermelhos, reduzindo deste modo o calor transmitido através dele;

f) Vidro composto – unidade pré-fabricada formada de duas ou mais chapas

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de vidro, selada na periferia formando vazios entre as chapas, contendo no interior

gás desidratado, com a finalidade de isolamento térmico e acústico.

1.14.2 Quanto à forma

a) Chapa plana;

b) Chapa curva;

c) Chapa Curva;

d) Chapa Ondulada;

1.14.3 Quanto à transparência

a) Vidro transparente – Transmite a luz e permite visão nítida através dele;

b) Vidro Translúcido – Transmite a luz em vários graus de difusão, de modo

não permitir visão nítida;

c) Vidro opaco – Impede a passagem da luz.

1.14.4 Quanto ao acabamento da superfície

a) Vidro liso – transparente, apresentando leve distorção das imagens

refratadas, em virtude das características da superfície ocasionadas pelo processo

de fabricação;

b) Vidro polido – Transparente, mas permitindo visão sem distorção das

imagens, elo tratamento superficial;

c) Vidro Impresso (fantasia) – Durante a fabricação é impresso um desenho

em uma ou nas duas superfícies;

d) Vidro fosco – Translúcido, pelo tratamento mecânico ou químico em uma

ou nas duas superfícies;

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e) Vidro espelhado – Reflete totalmente os raios luminosos, em virtude do

tratamento químico em uma das superfícies;

f) Vidro gravado – Por meio de tratamentos químicos ou mecânicos

apresenta ornamentos em uma ou nas duas superfícies;

g) Vidro esmaltado – Ornamento através da aplicação de esmalte vitrificável

em uma ou nas duas superfícies;

h) Vidro termo-refletor – Colorido e refletor pelo tratamento químico em uma

das fases, feito em alta temperatura.

1.14.4 Quanto à cor

a) Incolor;

b) Colorido.

1.15 CURIOSIDADES

- O estado físico do vidro quase ganhou uma condição única, chamada de

vítreo. A controvérsia existe porque, embora pareça sólida, ele tem a estrutura

molecular de um liquido. Alguns cientistas o classificam como "sólido amorfo", ou

seja, sem forma

- O chamado vidro temperado recebe um tratamento térmico para aumentar

sua resistência. Um exemplo de vidros temperados são os usados nos carros e nos

boxes de banheiros

- A técnica do sopro de ar, descrita na etapas, também pode ser feita

artesanalmente. Os vidros que servem como esculturas, por exemplo, são

assoprados pelo próprio artista, com uma espécie de grande canudo

- Existem vidros feitos de açúcar! Eles não têm nenhuma resistência. Pra que

servem então? Para ser utilizados principalmente em filmagens de TV ou de cinema

em cenas em que abjetos de vidro são quebrados na cabeça de atores e atrizes

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CONCLUSÃO

A Opção pelo vidro está cada vez maior devido ao relacionamento com as

características, que nos proporciona como a translucidez, integração com o meio

externo, eficiência energética (proporcionada pela redução da necessidade de

iluminação e uso de ar-condicionado), acústico e de segurança. Com as técnicas

atuais de fabricação podemos fabricar vidros com diversas características e para

todos os tipos de finalidade.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BARROS, Carolina. Apostila de vidros: materiais de construção / edificações. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia. Pelotas: 2010. Disponível em: < http://edificaacoes.files.wordpress.com/2011/04/apo-vidros-completa-publicac3a7c3a3o.pdf>. Acesso em: 22 ago. 2013.

CEBRACE. Composição química. Disponível em: <http://www.cebrace.com.br/v2/vidro/composicao-quimica>. Acesso em: 22 de ago. 2013.

DESTAQUE VIDROS. Tudo sobre vidros. Disponível em:<http://www.destaquevidros.com.br/dicas/tudo_vidros.pdf>. Acesso em: 22 de ago. 2013.

LOURENÇO, Letícia Rondon; VIANNA, Liandra Araújo; NASCIMENTO, Noemi; MOREIRA, Pãmella Viegas. O vidro e sua aplicação na construção civil. Disponível em: <http://www.arquitetonico.ufsc.br/o-vidro-e-sua-aplicacao-na-construcao-civil>. Acesso em: 05 ago. 2013.

SOUZA Crisley Taise de; DAUX, José Augusto; VIANNA, Gustavo Bulcão; CESCONETTO, Nádia. Vidros. Palhoça, 2012. Disponível em: <http://pt.scribd.com/doc/42827514/Trabalho-Vidros>. Acesso em: 22 ago. 2013.

Vidro. Disponível em: <http://www.lojadecoracao.com.br/como-e-fabricado-o-vidro.php>. Acesso em: 05 ago. 2013.

WIKIPÉDIA. Vidro. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Vidro>. Acesso em: 05 ago. 2013.