Materiais de Construção I
O VIDRO
série MATERIAIS
João Guerra Martins
Emanuel Lopes Pinto
1.ª edição / 2004
Apresentação
Este texto resulta do trabalho de aplicação realizado pelos alunos da disciplina de Materiais de
Construção I do curso de Engenharia Civil, sendo baseado no esforço daqueles que frequentaram a
disciplina no ano lectivo de 1999/2000, vindo a ser anualmente melhorado e actualizado pelos
cursos seguintes.
A sua fonte assenta nas sebentas das cadeiras congéneres da Academia Militar, Faculdade de
Engenharia da Universidade do Porto e Instituto Superior Técnico de Lisboa, bem como de outros
documentos de entidades reconhecidas (caso do L.N.E.C.), bibliografia e pesquisas diversas.
Contributo decisivo teve, igualmente, o Eng.º António Emanuel Lopes Pinto, sendo parte
importante do texto apresentado conteúdo revisto da monografia de licenciatura por si elaborada.
Pretende o seu teor evoluir permanentemente no sentido de responder quer à especificidade dos
cursos da UFP, como contrair-se ao que se julga pertinente e alargar-se ao que se pensa omitido.
Esta sebenta insere-se num conjunto que perfaz o total do programa da disciplina, existindo uma por
cada um dos temas base do mesmo, ou seja:
I.
II.
Metais
Pedras naturais
III.
Ligantes
IV.
Argamassas
V.
VI.
VII.
VIII.
IX.
X.
XI.
Betões
Aglomerados
Produtos cerâmicos
Madeiras
Derivados de Madeira
Vidros
Plásticos
XII.
Tintas e vernizes
XIII.
Colas e mastiques
Embora o texto tenha sido revisto, esta versão não é considerada definitiva, sendo de supor a
existência de erros e imprecisões.
Conta-se não só com uma crítica atenta, como com todos os contributos técnicos que possam ser
endereçados. Ambos se aceitam e agradecem.
João Guerra Martins
Série Materiais
O Vidro
Sumário
Este trabalho tem como objectivo o estudo do vidro como matéria-prima na construção civil.
De uma forma global, pretende-se abordar a sua origem, passando pelas técnicas de
fabricação, os tipos de vidro existentes no mercado e a sua aplicação prática.
O texto está dividido em cinco capítulos fundamentais:
¾ O primeiro capítulo é dedicado, fundamentalmente, à origem do vidro e aos processos
de fabricação;
¾ No segundo capítulo são abordadas as características e propriedades do vidro;
¾ No terceiro capítulo faz-se referência aos diferentes tipos de vidros existentes, suas
características especiais e a sua aplicação na construção civil;
¾ O quarto capítulo aborda toda a metodologia intrínseca ao dimensionamento de
vidros;
¾ No quinto e último capítulo foca-se a temática da colocação do vidro em obra e a sua
armazenagem, passando pela escolha da caixilharia, tipo de calços e o seu
dimensionamento, tipo de juntas e tipo de vedantes a utilizar entre outros aspectos.
I
Série Materiais
O Vidro
Índice Geral
Sumário ......................................................................................................................................I
Índice Geral ............................................................................................................................. II
Índice de Figuras .................................................................................................................. VII
Índice de Tabelas....................................................................................................................IX
1. O vidro e processos de fabricação....................................................................................... 1
1.1. O vidro e a sua origem ...................................................................................................... 1
1.1.1. A evolução........................................................................................................................ 2
1.2. História da indústria vidreira em Portugal .................................................................... 3
1.3. Dificuldades da indústria vidreira nos seus primórdios ................................................ 4
1.4. Produção do vidro plano................................................................................................... 5
1.4.1. Processo Libbey-Owens................................................................................................... 7
1.4.2. Processo Pittsburgh .......................................................................................................... 7
1.5. Os fornos ............................................................................................................................ 9
2. Características gerais e propriedades do vidro ............................................................... 11
2.1. Composição ...................................................................................................................... 11
2.2. Propriedades físicas......................................................................................................... 12
2.2.1. Densidade ....................................................................................................................... 12
2.2.2. Dureza ............................................................................................................................ 13
2.2.3. Resistência à abrasão...................................................................................................... 13
2.3. Propriedades mecânicas ................................................................................................. 13
2.3.1. Elasticidade .................................................................................................................... 13
2.3.2. Resistência à tracção ...................................................................................................... 14
2.3.3. Resistência à compressão ............................................................................................... 14
II
Série Materiais
O Vidro
2.3.4. Resistência à flexão........................................................................................................ 14
2.4. Propriedades térmicas .................................................................................................... 16
2.4.1. Calor específico.............................................................................................................. 16
2.4.2. Condutividade térmica ................................................................................................... 16
2.4.3. Dilatação linear .............................................................................................................. 17
2.4.4. Transmissão térmica....................................................................................................... 17
2.4.4.1. Radiação solar global ............................................................................................. 18
2.5. Tensões Térmicas ............................................................................................................ 24
2.5.1. Resistência ao choque térmico ....................................................................................... 25
2.5.2. Resistência ao fogo......................................................................................................... 25
2.6. Propriedade acústicas ..................................................................................................... 27
2.6.1. Intensidade, pressões e níveis acústicos......................................................................... 27
2.6.2. Frequência ...................................................................................................................... 28
2.6.3. Transmissão de sons....................................................................................................... 28
2.6.4. Altura.............................................................................................................................. 29
2.7. Propriedades espectro – fotométricas (ópticas)............................................................ 29
2.7.1. Transmissão da radiação através do vidro...................................................................... 29
2.7.2. Transmissão luminosa .................................................................................................... 31
2.7.3. Transmissão energética .................................................................................................. 31
2.7.3.1. Factor Solar ............................................................................................................ 32
2.8. Cores................................................................................................................................. 32
2.8.1. O efeito do ferro na cor .................................................................................................. 33
2.8.2. O efeito do crómio na cor............................................................................................... 34
2.8.4. Cor âmbar....................................................................................................................... 34
2.8.5. Cores verdes ................................................................................................................... 35
3. Tipos de vidros e derivados ............................................................................................... 37
3.1. Diferenças entre vidro estirado, float e cristal.............................................................. 37
3.5. Espelhos............................................................................................................................ 40
3.6. Vidro aramado................................................................................................................. 42
III
Série Materiais
O Vidro
3.7. Vidro temperado ............................................................................................................. 43
3.7.1. Definição e processo de fabrico ..................................................................................... 43
3.7.2. Tipos de Tempera........................................................................................................... 44
3.8. Laminado ......................................................................................................................... 47
3.8.1. Definição e processo de fabrico ..................................................................................... 47
3.8.2. Propriedades ................................................................................................................... 48
3.9. Vidro curvo – laminado .................................................................................................. 50
3.10. Vidro curvo .................................................................................................................... 50
3.11. Lã de Vidro .................................................................................................................... 50
3.12. Lã Mineral ..................................................................................................................... 53
3.13. Tijolos ou bloco de Vidro.............................................................................................. 53
3.13.1. Modo de aplicação ....................................................................................................... 54
3.14. Vidros duplos ................................................................................................................. 54
3.14.1. Bloqueio térmico .......................................................................................................... 54
3.14.2. Bloqueio acústico ......................................................................................................... 55
3.15. Vidros de segurança ...................................................................................................... 55
3.15.1. Tipos de acabamentos .................................................................................................. 56
4. Dimensionamento de vidros para a construção civil....................................................... 57
4.1. Determinação da espessura – Fórmula geral................................................................ 57
4.2. Determinação da Espessura – Vidros para edifícios.................................................... 60
4.2.1. Determinação da pressão do vento................................................................................. 60
4.2.1.1. Zonamento do território.......................................................................................... 60
4.2.1.2. Rugosidade aerodinâmica do solo .......................................................................... 61
4.2.1.3. Quantificação da acção do vento ............................................................................ 61
4.2.1.4. Pressão dinâmica do vento ..................................................................................... 61
4.3. Dimensões e superfícies do vidro ................................................................................... 63
4.3.1. Factor de redução para os vidros em caixilhos fixos ..................................................... 63
4.3.2. Escolha da espessura do vidro........................................................................................ 63
IV
Série Materiais
O Vidro
4.3.3. Dimensões máximas de utilização............................................................................... 64
4.3.4. Várias aplicações e recomendações ............................................................................... 64
5. Colocação do vidro em obra.............................................................................................. 65
5.1. Independência em relação ao vão .................................................................................. 65
5.1.1. Generalidades ................................................................................................................. 65
5.2. Folgas a considerar em vãos........................................................................................... 66
5.3. Calços................................................................................................................................ 69
5.3.1. Tipos de Calços .............................................................................................................. 70
5.3.2. Dimensionamento e colocação dos calços ..................................................................... 71
5.4. Juntas de neoprene.......................................................................................................... 73
5.5. Posicionamento ................................................................................................................ 73
5.5.1. Generalidades ................................................................................................................. 73
5.5.2. Vidro Exterior Agrafado (VEA) – Vidro temperado ..................................................... 76
5.5.2.1. Disposições particulares ......................................................................................... 77
5.5.2.2. Domínio de aplicação e de emprego ...................................................................... 78
5.5.2.3. Condições gerais de concepção .............................................................................. 78
5.5.3. Vidro exterior colado (VEC).......................................................................................... 78
5.5.3.1.- Contraventamentos de envidraçados..................................................................... 82
5.5.4. Estanquidade Vidro – Caixilharia .................................................................................. 83
5.5.4.1. Descrição do problema ........................................................................................... 83
5.5.4.2. Natureza dos vedantes ............................................................................................ 84
5.5.4.2.1. Vedantes de endurecimento total por oxidação .............................................. 84
5.5.4.2.2 Vedantes plásticos endurecíveis com o tempo ................................................ 84
5.5.4.2.3. Vedantes plásticos que conservam a sua plasticidade inicial ......................... 85
5.5.4.2.4. Vedantes plastoelásticos (ou elastoplásticos) ................................................. 86
5.5.4.2.5. Vedantes elásticos........................................................................................... 86
5.5.4.2.6. Outros vedantes............................................................................................... 87
5.5.4.3. Preparação dos rebaixos e dos bites ....................................................................... 88
5.5.4.4. Preparação dos vedantes......................................................................................... 89
5.5.4.5. Colocação dos vedantes.......................................................................................... 90
V
Série Materiais
O Vidro
5.5.4.6. Escolha dos vedantes e dos sistemas de vedação ................................................... 90
5.6. Corrosão do vidro............................................................................................................ 98
5.7. – Armazenamento do Vidro ......................................................................................... 100
5.7.1. Cuidados especiais a ter com o armazenamento de vidros de segurança laminados ... 102
Conclusão .............................................................................................................................. 103
Anexos ................................................................................................................................... 105
Anexo I - Variedades de tipos e acabamentos [1].............................................................. 106
Anexo II - Exemplos da gama de placas de lã de vidro que a empresa Fibrosom tem no
mercado (fonte: Internet - www.fibrosom.pt, 25/11/03). .................................................. 107
Anexo III - Tipos de tijolo de vidro da marca Saint-Gobain ........................................... 110
Anexo IV - Factores solares de diferentes tipos de vidros em função dos factores de
transmissão energética:........................................................................................................ 111
Anexo V - Raios Solares atingindo uma vidraça e suas repercussões ............................. 113
Anexo VI - Lã de Vidro como isolante Acústico................................................................ 114
Anexo VII - Lã de Vidro como isolante Térmico .............................................................. 115
Anexo VIII - Estabilizadores............................................................................................... 116
Anexo IX - Número de chapas a Empilhar/Tipo de vidro................................................ 117
Anexo X – Resumo dos tipos de Vidro Especiais na Arquitectura.................................. 118
Bibliografia ........................................................................................................................... 121
VI
Série Materiais
O Vidro
Índice de Figuras
Figura 1 – Processo Fourcault de produção contínua do vidro estirado [1].___________ 5
Figura 2 – Processo Libbey-Owens de produção contínua de vidro estirado [1]._______ 7
Figura 3 - Processo Pittsburgh Plate Glass Company (PPG) [1].____________________ 8
Figura 4 – Processo de fabricação do vidro polido (processo antigo) [1]______________ 8
Figura 5 – Processo Pittsburgh com a introdução do float [1].______________________ 9
Figura 6 – Radiação solar global máxima – Superfícies verticais [8]. _______________ 19
Figura 7 – Temperaturas exteriores no Verão - máximas absolutas [8]._____________ 20
Figura 8 – Temperaturas exteriores de Inverno - mínimas absolutas [8].____________ 20
Figura 9 – Fabricação do vidro impresso [1].___________________________________ 38
Figura 10 – Gráfico espectro solar [1]. ________________________________________ 40
Figura 11 – Tensões induzidas no vidro temperado [1]. __________________________ 44
Figura 12 – Aparência do vidro temperado em fornos verticais [1]. ________________ 45
Figura 13 – Atenuação sonora [1].____________________________________________ 49
Figura 14 – Fabrico de Lã de vidro – Processo do filtro de ar [1].__________________ 51
Figura 15 – Processo contínuo de produção de fibras têxteis [1].___________________ 51
Figura 16 – Processo contínuo com uso de tambor [1]. ___________________________ 52
Figura 17 – Tijolos ou Blocos de Vidro. _______________________________________ 53
Figura 18 – Bordas dos vidros temperados [1]. _________________________________ 56
VII
Série Materiais
O Vidro
Figura 19 – Golas de madeira ou de metal [1].__________________________________ 67
Figura 20 – Tipos de golas [1]. _______________________________________________ 68
Figura 21 – Calços [7]. _____________________________________________________ 69
Figura 22 – Tipos de caixilhos [2]. ____________________________________________ 74
Figura 23 – Esquema das dimensões das golas [2]. ______________________________ 75
Figura 24 – Junta preenchida com mástique de silicone [2]. ______________________ 76
Figura 25 – Esforços – Vidro exterior agrafado [7]. _____________________________ 78
Figura 26 – Fixação – Vidro exterior agrafado [7]. ______________________________ 79
Figura 27 – Esquema de aplicação – Vidro exterior colado [7]. ____________________ 81
Figura 28 – Portas com bandeira fixa fraccionada [2]. ___________________________ 82
Figura 29 – Portas com bandeira fixa inteira [2]. _______________________________ 83
Figura 30 – Gola aberta com moldura de vedação – Sem contra-vedação [2]. ________ 91
Figura 31 – Gola aberta com moldura de vedação – Com contra-vedação [2]. _______ 92
Figura 32 – Gola fechada com bites – Sem vedação (gola seca) [2]._________________ 92
Figura 33 – Gola fechada com bites – Com vedação do lado do bite [2]._____________ 93
Figura 34 – Gola fechada com bites – Com contra-vedação [2]. ___________________ 93
Figura 35 – Gola fechada com bites – Com vedação e contra-vedação [2].___________ 94
Figura 36 – Sistema composto de vedação [2]. __________________________________ 96
Figura 37 – Sistema composto de vedação [2]. __________________________________ 96
Figura 38 – Sistema composto de vedação [2]. __________________________________ 97
VIII
Série Materiais
O Vidro
Índice de Tabelas
Tabela 1 – Tensões de segurança à flexão de vidros recozidos e temperados
12
Tabela 2 – Propriedades mecânicas comparativas de alguns materiais
12
Tabela 3 – Coeficientes de dilatação linear de diversos materiais
14
Tabela 4 – Radiação solar máxima – Superfícies verticais
15
Tabela 5 – Radiação solar global máxima – Superfícies inclinadas
16
Tabela 6 – Temperaturas exteriores convencionais
17
Tabela 7 – Temperaturas interiores
17
Tabela 8 – Coeficientes de transferência de calor
18
Tabela 9 – Temperatura média nas superfícies interiores
18
Tabela 10 – Temperatura média nas superfícies exteriores por convecção natural
18
Tabela 11 – Temperatura média nas superfícies interiores por convecção natural
19
Tabela 12 – Resistência térmica / Posição do envidraçado e do sentido do fluxo de calor
19
Tabela 13 – Coeficiente de condutibilidade térmica / Espessura da camada
20
Tabela 14 – Coeficiente de condutibilidade térmica / Tipo de vidro
20
Tabela 15 – Graus atingidos por elementos de construção exposta a um incêndio simulado
22
Tabela 16 – Tipo de som / Local da emissão – Grau de intensidade do som
24
Tabela 17 – Nível sonoro do ambiente exterior
25
Tabela 18 – Espessura da película de PVB de vidros laminados / % de radiação filtrada
43
Tabela 19 – Empenamento admissível em mm / dimensões dos vidros
44
Tabela 20 – Coeficiente de Timoshenko
53
Tabela 21 – Conversão de unidades
54
Tabela 22 – Tensões de trabalho admissíveis
54
Tabela 23 – Tabela de conversão das velocidades do vento em pressões dinâmicas
57
Tabela 24 – Tabela de obtenção da pressão dinâmica do vento
57
Tabela 25 – Limitação de largura e comprimento máximo
58
Tabela 26 – Folga mínima / Semiperímetro
63
Tabela 27 – Comprimento dos calços em função do tipo de material de que são feitos
66
Tabela 28 – Comprimento dos calços em função da dureza do neoprene
67
Tabela 29 – Dimensões das golas em função do tipo de golas
70
Tabela 30 – Portas com bandeira fixa fraccionada / Necessidade de contraventamento
77
Tabela 31 – Portas com bandeira fixa inteira / Necessidade de contraventamento
78
IX
Série Materiais
O Vidro
1. O vidro e processos de fabricação
1.1. O vidro e a sua origem
A data exacta da descoberta do vidro ainda não foi encontrada e em relação a este assunto
existem diversas opiniões. Mas um consenso foi estabelecido: a existência deste material é
bastante remota. Também não são conhecidos dados específicos sobre a sua origem. Alguns
historiadores afirmam que a sua descoberta remonta a 3000 anos a.C. (5000 a.C.) e os
primeiros objectos de vidro foram encontrados nas necrópoles egípcias.
Com a descoberta da impermeabilização das vasilhas através de um verniz que se obtinha a
partir de uma mistura fundida de soda natural, substância esta que se encontrava em grandes
proporções no deserto Ocidental do Egipto, ou extraída das cinzas de certas plantas ricas em
alcalis, com pedra calcária ou cal e areia de quartzo. Deitava-se este líquido sobre os
recipientes depois de frios ou submergia-se em massa de fusão e ficava coberto de uma
película solidificada de vidro.
Também se atribui a Tebas o berço da indústria vidreira egípcia. Desde 1550 a.C. até à era
cristã, o Egipto conservou o primeiro lugar na indústria do vidro. Foi dos mercadores fenícios
que este material foi levado a todos os mercados do Mar Mediterrâneo. A partir do momento
em que esta indústria se estabeleceu em Roma o seu desenvolvimento e aperfeiçoamento
foram dignos de registo. Os romanos aprenderam esta arte com os egípcios mas
desenvolveram processos de lapidagem, pintura, colorido, gravura e a moldagem do vidro
assoprado. Estávamos, então, no tempo de Tibério quando esta indústria se expande aos
outros países conquistados pelos romanos.
Mas esta indústria correu sérios riscos com a invasão dos bárbaros. Outro nome a
salvaguardar é o de Constantino Magno que, ao mudar a capital para Bizâncio, levou consigo
excelentes trabalhadores do vidro. Foi nesta época que o Oriente passou a ter o monopólio
deste comércio. O fabrico de artigos de vidro foi incentivado por Teodósio II que isentou os
seus trabalhadores de diferentes tipos de impostos e dava-lhes outros benefícios, quer sociais
quer comerciais. O vidro nesta época tinha um grande valor. Inclusivamente os romanos,
1
Série Materiais
O Vidro
quando invadiram o Egipto, estabeleceram como imposto de guerra o fornecimento de
artefactos de vidraria. Mais uma vez, os romanos desenvolveram a arte do vidro para a
decoração, desta feita fabricando objectos de luxo.
Ao longo dos anos a protecção aos vidreiros foi elevada, chegando-se ao ponto de proibir a
saída destes operários para o estrangeiro.
Como exemplo, cite-se o monopólio das fábricas e oficinas de Murano, pequena ilha próxima
de Veneza, para onde em 1289 haviam sido transferidas todas as oficinas, para que os
trabalhadores pudessem ser mais controlados e para preservar a cidade do perigo dos
incêndios. Apesar de todos os esforços, alguns trabalhadores conseguiram emigrar para a
Alemanha e aí desenvolver esta indústria que, a pouco e pouco, se foi espalhando pelo
mundo.
Em relação a Veneza não podemos ignorar a participação de alguns artistas, como é o caso de
Beroviero e Godi de Padua. As tentativas de retirar de Veneza todo este monopólio
começaram pela Alemanha, que aí foi buscar alguns artistas e conseguiu desenvolver esta
indústria. Os artistas que aqui estavam transformaram e aperfeiçoaram os processos de fabrico
e o estilo das obras feitas anteriormente. Veneza fazia-se representar pelas filigranas e os
artistas alemães, por sua vez, apresentavam peças esmaltadas em relevo, nas quais
sobressaíam brasões e diversas figuras alegóricas. Alguns dos artistas que assinaram estas
obras foram: Scaper, Benchat, Keyel e Kunkel.
De seguida é de salientar Gaspas Lehman, checoslovaco, que iniciou o fabrico do vidro e
cristal gravado e lapidado. Ao longo do tempo a indústria vidreira espalhou-se por todo o
mundo.
1.1.1. A evolução
Até 1500 a.C., o vidro tinha pouca utilidade prática e era utilizado principalmente como
adorno. A partir desta época, no Egipto, começaram a ser produzidos recipientes da seguinte
maneira: a partir do vidro fundido, faziam-se finas tiras que eram enroladas em forma de
espiral em moldes de argila. Quando o vidro arrefecia, tirava-se a argila do interior, obtendose um frasco que, pela dificuldade de obtenção, era somente acessível aos muito ricos.
2
Série Materiais
O Vidro
Por volta de 300 a.C., uma grande descoberta revolucionou o vidro: o sopro, que consiste em
colher uma pequena porção de vidro com a ponta de um tubo (o vidro fundido é viscoso como
o mel) e soprar pela outra extremidade de maneira a que se produza uma bolha no interior da
massa, que passará a ser a parte interna da embalagem. A partir daí, ficou mais fácil a
obtenção de frascos e recipientes em geral. Para termos noção da importância desta
descoberta, basta dizer que, ainda hoje, mais de 2000 anos depois, utiliza-se o princípio do
sopro para moldar embalagens, mesmo nas mais modernas máquinas.
Também a partir de gotas, colhidas na ponta de tubos e sopradas, passou-se a produzir vidro
plano. Depois que da bolha estar grande, cortava-se o fundo, deixando a parte que estava
presa no tubo e, com a rotação deste, produzia-se um disco de vidro plano, que era utilizado
para fazer vidraças e vitrais.
No século I a.C., os melhores vidros vinham de Alexandria e já eram obtidos por sopro.
Graças à contribuição dos romanos, iniciou-se a produção de vidro por sopro dentro de
moldes, aumentando em muito a possibilidade de fabricação em série das manufacturas.
Foram eles, também, os primeiros a inventar e usar o vidro para janelas. Com a queda de
Roma, o vidro praticamente desapareceu da Europa, mas desenvolveu-se em grande escala na
Síria e no Egipto, com a produção de vitrais, lâmpadas e outros objectos de fino acabamento.
1.2. História da indústria vidreira em Portugal
Tal como a origem do vidro, o início da história vidreira no nosso país não tem uma data
precisa. Os primeiros vidreiros estrangeiros, consta que se fixaram em Portugal no século
XVI. Com precisão pode-se abordar a Fábrica do Covo, que se fundou em 1484, talvez uma
das mais antigas e importantes.
Mais tarde, D. João V também mostrou interesse por esta indústria, fundando também uma
fábrica na região sul de Lisboa com bastante importância. Esta fábrica entrou em decadência e
teve que ser transferida para a Marinha Grande. Por volta de 1748, passou a ser administrada
por John Beare. Esta unidade fabril ultrapassou diversas dificuldades, entre as quais, os
mercadores estrangeiros tentaram dificultar a sua laboração para poderem vender para
Portugal os seus produtos. Mas a indústria que aqui se fazia era de boa qualidade, pois
trabalhavam lá bons mestres estrangeiros.
3
Série Materiais
O Vidro
Deve-se, no entanto, ao Marquês de Pombal o maior impulso na indústria vidreira nacional.
Este impulso tem origem no facto do restabelecer a Real Fábrica de Vidros da Marinha
Grande, passando o alvará a Guilherme Stephens. Passados cerca de 15 anos, a fábrica estava
apta a funcionar nas suas melhores condições, à frente da qual Stephens colocou quatro dos
melhores mestres que havia na Inglaterra e cinco genoveses. Quando este administrador
morreu passou a gerir a fábrica o seu irmão e sócio João Diogo. Tudo prosseguia bem até à
morte do seu fundador, em que esta foi à falência, por falta de administradores capazes. No
entanto, o seu fim ainda não era definitivo, pois, em 1928, ela passou para a administração
directa do Estado e teve a denominação de Fábrica-Escola Irmãos Stephens.
Desde esse tempo para cá, a indústria vidreira em Portugal tem proliferado pelos diversos
pontos do país.
1.3. Dificuldades da indústria vidreira nos seus primórdios
Várias foram as dificuldades com que se defrontaram as fábricas de vidros nacionais. Uma
das maiores foi a concorrência estrangeira, principalmente o Brasil e a África. Concorrência
essa difícil de ultrapassar quando as nossas indústrias estavam atrasadas e tinham que
contratar operários especializados e competentes que gerissem de forma útil o nível de
desenvolvimento tecnológico. A dificuldade de obtenção dos moldes de ferro a preços baixos
era outra barreira, isto é, havia falta de moldagem. Existia também carência de matériasprimas, as quais tinham que ser importadas. Um problema que ainda se mantém e a falta de
capitais e de combustível.
Com a queda do império Romano verificou-se o declínio da manufactura de vidro, embora se
tivessem preservado as tecnologias e formas estilisticas, como o mosaico. Tornou-se
frequente a aplicação de chapa de vidro em janelas, nomeadamente nos grandes templos
góticos, onde membranas translúcidas e coloridas (vitrais) preenchiam os enormes vãos dos
edifícios. Os melhores exemplares de vitrais datam dos séculos XII e XIV e foram realizados
em França e Inglaterra.
4
Série Materiais
O Vidro
De lamentar é que as nossas indústrias tenham ainda processos de fabrico há muito
ultrapassados, não fomentando a concorrência e provocando uma baixa produtividade.
1.4. Produção do vidro plano
No início do século XX, a fabricação do vidro foi sujeita a um aperfeiçoamento do antigo
sistema do vidro soprado e as vidraças passam a ser feitas pelo processo do cilindro.
Este sistema era feito por meio de ar comprimido que formava um cilindro de mais ou menos
13 mm de comprimento e 1 mm de diâmetro, tirado do banho do vidro fundido, que era
resfriado, cortado e esticado. Mas, o produto daqui resultante era de baixa qualidade e era
apenas utilizado em janelas. Mais tarde, no ano 1914, foi inventado o processo Fourcault, que
está representado na seguinte figura.
A – debiteuse
B – resfriadores da lâmina de vidro
C – máquina de estirar e recozimento vertical
Figura 1 – Processo Fourcault de produção contínua do vidro estirado [1].
O sistema deste método consistia na estiração vertical da lâmina de vidro através de uma barra
de refractário com uma ranhura, cujo nome era debiteuse, por onde o vidro sobe até 10/15m
de altura. A tracção na parte superior produz estiramento e os roletes laterais de amianto
auxiliam a ascensão.
Existem quatro factores que podem afectar a espessura da lâmina de vidro:
• a temperatura do vidro na câmara: quanto maior a temperatura menor a espessura;
• o nível de debiteuse: quanto mais submersa, mais espessa a lâmina;
5
Série Materiais
O Vidro
• resfriadores: quanto mais próximos do vidro, e menor a temperatura da água de
circulação, mais espessa a lâmina;
• velocidade do estiramento: quanto mais rápido o estiramento, mais fina a lâmina de
vidro.
O início do estiramento é feito atirando-se uma lança no vidro fundido e elevando-a
verticalmente. A tensão superficial e a viscosidade farão o vidro segui-la, formando uma
lâmina de vidro.
A falta de homogeneidade química e térmica que provocam diferenças de viscosidade, as
irregularidades e rachaduras na ranhura da debiteuse, as variações de temperatura na câmara e
nos resfriadores, as flutuações na velocidade de estiramento são combinadas para provocar as
ondulações características dos vidros estirados. Por último, o vidro passa pela fase de
recozimento, cuja principal função é eliminar as tensões internas que poderiam impedir o seu
corte.
A produção do vidro faz-se através da moagem da matéria-prima: a sílica (proveniente da
areia siliciosa), o óxido de cálcio (fornecido pelo carbonato de cálcio) e óxido de sódio
(fornecido pelo sulfato de sódio ou pelo carbonato de sódio). Em seguida, a mistura moída é
homogeneizada e cozida num forno. Após ter perdido toda a água, junta-se a esta massa o
fundente, que é, em geral, constituído por bocados de vidro finamente moídos. A temperatura
é elevada até 1200 a 1400º C de acordo com a composição de matéria prima. Nesta fase
juntam-se-lhe os aditivos (dióxido de manganês, borato de sódio e óxido de arsénio) e os
corantes (óxidos metálicos), se for o caso de se querer obter vidro colorido. A partir daí a
temperatura do forno desce até aos 800 a 400º C, sobre a qual fica pastoso, pronto a ser
moldado.
Muitas vezes é necessário proceder ao recozimento do vidro para melhorar as suas
características, com vista à eliminação das tensões residuais que condicionam a sua resistência
ao choque.
No recozimento existem duas excepções: as fibras, pois são muito finas e por isso não
requerem recozimento, e alguns produtos domésticos, que já são temperados directamente no
final do processo (o Duralex, por exemplo). O recozimento é realizado em fornos tipo túnel,
6
Série Materiais
O Vidro
cuja entrada fica perto de onde se faz a conformação, e a saída, no local onde o produto passa
por inspecção e controle da qualidade. A partir daí, o vidro está pronto para ser
inspeccionado, embalado ou transformado.
1.4.1. Processo Libbey-Owens
Este processo foi introduzido em 1920. Neste processo o vidro é estirado na forma vertical
mas, a dada altura, a lâmina curva-se sobre um rolo dobrador, e prossegue na forma
horizontal. Existem dois pares de roldanas refrigeradas para evitar a contracção da lâmina.
Como quase tudo este processo apresenta vantagens e desvantagens sobre o processo anterior:
Fourcault.
Como desvantagem podemos referir o facto da superfície não ser tão brilhante devido ao rolo
dobrador. Por outro lado, as vantagens são as seguintes:
•
não precisa de debiteuse;
•
não apresenta tantas inclusões e defeitos e é melhor recozido porque essa
região pode ser maior.
A – tanque de estiragem
B – resfriadores do vidro
C – rolo dobrador
D – recozimento horizontal
Figura 2 – Processo Libbey-Owens de produção contínua de vidro estirado [1].
1.4.2. Processo Pittsburgh
Processo introduzido por volta de 1925, pela Pittsburgh Plate Glass Company. Este processo é
similar ao Fourcault mas a qualidade do produto é superior.
7
Série Materiais
O Vidro
A diferença está na debiteuse que é substituída por um bloco refractário submerso, o chamado
draw-bar, algumas polegadas abaixo da superfície da massa fundente. Determinar a linha de
origem da lâmina e controlar as correntes de convecção na câmara são as suas funções.
A – draw-bar submerse
B – resfriador do vidro
C – máquina vertical de estiramento e recozimento
Figura 3 - Processo Pittsburgh Plate Glass Company (PPG) [1].
Antigamente o processo utilizado era idêntico ao do vidro estirado apenas com mais fases de
rectificação e de polimento.
Figura 4 – Processo de fabricação do vidro polido (processo antigo) [1]
A partir da década de 50, o processo que passou a ser utilizado na produção do vidro polido
foi o Float. Este fabrico mantinha as mesmas propriedades do Pittsburgh, mas tinha uma
grande vantagem que era a redução dos custos de produção.
8
Série Materiais
O Vidro
Figura 5 – Processo Pittsburgh com a introdução do float [1].
O Float processa-se da seguinte forma: o vidro fundido corre para o banho de flutuação e sob
uma atmosfera devidamente controlada a faixa de vidro flutua (float) num banho de estanho
fundido, produzindo uma perfeita planimetria das faces.
Os custos são reduzidos quando os cerca de 20% da espessura do vidro não se perdem durante
o processo de polimento.
1.5. Os fornos
Os fornos têm por função promover a reacção de fusão dos componentes, clareamento, e
homogeneização da massa fundida (refino), resultando vidro fundido a uma temperatura
própria para a moldagem.
Nos fornos contínuos estas fases sucedem-se no tempo, ao longo da extensão do forno.
O forno de crisol é o forno utilizado na indústria vidreira para todas as operações do seu
fabrico. O vidro é fundido em crisóis de argila refractária que se introduzem no interior do
forno. Actualmente o vidro industrial já não sofre este tipo de tratamento e é fundido em
fornos de cuba - são aqueles em que o combustível está misturado com a matéria a fundir. Um
dos exemplos mais importantes deste tipo de fornos são os altos-fornos.
9
Série Materiais
O Vidro
Defeitos do vidro:
• pedras, nós, intundidos e estrias (má granulação e má mistura);
• bolhas (falta de afinantes e de temperatura);
• defeitos de moldagem (temperatura incorrecta);
• excesso de quebras (resfriamento muito rápido na moldagem);
• decomposição superficial;
• diferenças de coloração (variações nas matérias-primas e temperatura do forno);
• desvitrificações.
10
Série Materiais
O Vidro
2. Características gerais e propriedades do vidro
O vidro é um material tão comum nas nossas vidas que, muitas vezes, nem nos apercebemos o
quanto ele está presente. Porém, basta olharmos à nossa volta com um pouco de atenção e
vamos encontrá-lo nas janelas, nas lâmpadas, na mesa de refeições, em garrafas, copos,
pratos, travessas. Além disso, muitos estarão a ver tudo isso através de óculos com lentes de
vidro.
Mas, o que é o vidro? E o que faz este material ter tantas aplicações e continuar a ser usado
em tão larga escala ao longo de todos este milhares de anos? Segundo a definição aceite
internacionalmente, "o vidro é um produto inorgânico, de fusão, que foi resfriado até atingir a
rigidez, sem formar cristais".
O vidro é uma substância inorgânica, amorfa e fisicamente homogénea, 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 (Barsa).
2.1. Composição
Na construção são utilizados os vidros silíco-sodo-cálcicos são compostos por:
• um vitrificante, a sílica, introduzida sob a forma de areia ( 70 a 72 %);
• um fundente, a soda, sob a forma de carbonato e sulfato ( cerca de 14%);
• um estabilizante, o óxido de cálcio, sob a forma de calcário (cerca de 10%);
• vários outros óxidos, tais como o alumínio e o magnésio, melhoram as propriedades
físicas do vidro, especialmente a resistência à acção dos agentes atmosféricos;
• para determinados tipos de vidro, a incorporação de diversos óxidos metálicos
permitem a coloração na massa.
11
Série Materiais
O Vidro
Uma das razões de o vidro ser tão popular e duradouro, talvez esteja na sua análise, pois os
vidros mais comuns, aqueles usados para fazer os vidros planos e embalagens e que,
tecnicamente, são denominados "silíco-sodo-cálcicos", têm uma composição química muito
parecida com a da crosta terrestre:
Óxido
% na crosta
terrestre
% nos vidros
comuns
SiO2 (sílica)
60
74
Al2O3 (alumina)
15
2
Fe2O3 (Óxido de
Ferro)
CaO (cálcio)
7
0,1
5
9
MgO (magnésio)
3
2
Na2O (sódio)
4
12
K2O (potássio)
3
1
2.2. Propriedades físicas
2.2.1. Densidade
As densidades são muito variáveis, assim temos:
Cristal ordinário ………..3.33
Vidro para óculos ………2.46
Vidro ordinário ……. …..2.56
Vidro para garrafas ……..2.64
Normalmente aceita-se o valor 2.5, o que dá uma massa de 2,5 kg por m2 e por mm de
espessura para os vidros planos.
12
Série Materiais
O Vidro
2.2.2. Dureza
Para determinar a dureza superficial, isto é, 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).
2.2.3. Resistência à abrasão
É 16 vezes mais resistente que o granito.
2.3. Propriedades mecânicas
2.3.1. Elasticidade
O vidro é um material perfeitamente elástico: nunca apresenta deformação permanente.
No entanto é frágil, ou seja, submetido a uma flexão crescente, parte sem apresentar sinais
precursores.
A) Módulo de YOUNG
É o coeficiente E que relaciona o alongamento ∆L sofrido por uma barra de vidro de
comprimento L e de secção S, submetida a um esforço de tracção F:
F E
* ∆L
=
L
S
E é tanto maior quanto mais rígido for o material.
Para o vidro: E = 72 x 10 10 Pa
B) Coeficiente de Poisson (ou coeficiente de contracção lateral)
13
Série Materiais
O Vidro
É a relação, por unidade de comprimento, entre a contracção transversal e o alongamento de
uma barra de vidro submetida a esforços de tracção.
Para o vidro, este coeficiente é ν = 0,22.
2.3.2. Resistência à tracção
A resistência à tracção varia de 300 a 700 daN/cm2 e depende de:
•
Duração da carga para cargas permanentes, a resistência à tracção 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.
2.3.3. Resistência à compressão
A resistência do vidro à compressão é 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.
2.3.4. Resistência à flexão
Um vidro submetido à flexão tem uma face a trabalhar à compressão e a outra à tracção. A
resistência à rotura por flexão é 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,
manufactura dos bordos e tipo de fabrico).
14
Série Materiais
O Vidro
O elevado valor da resistência do vidro temperado deve-se à operação de têmpera que coloca
as superfícies do vidro em forte compressão.
Tendo em conta os coeficientes de segurança, as tensões de segurança, σ, habitualmente
utilizadas são as indicadas na tabela 1 (em daN/cm2).
Tabela 1 – Tensões de segurança à flexão de vidros recozidos e temperados [2].
Tipo de vidro
Recozido
horizontais
Vidros
Vidros verticais de edifícios
Cargas
acidentais
Cargas
permanentes
Temperado
200
500
170
250
60
250
Tabela 2 – Propriedades mecânicas comparativas de alguns materiais [2]
Módulo de
Materiais
Tensão de Rotura
elasticidade
Tracção
Compressão
(daN/cm )
(daN/cm2)
(daN/cm2)
Aço para construção
20.6x105
3600 a 5100
-
Cobre laminado
11.3x105
1960 a 2260
-
Ferro fundido
9.8x105
1180 a 3130
6850 a 8330
2
5
Madeira (pinho)
0.98x10
880
490
Betão
3.5x105
30
350
Vidro recozido
7.2x105
300
10000
Tijolo
1.05x105
-
140
15
Série Materiais
O Vidro
2.4. Propriedades térmicas
2.4.1. Calor específico
O calor específico C de um corpo é a quantidade de calor necessária para elevar de um grau,
um kilograma desse material a 20ºC. Para o vidro, o calor específico é:
C=795 J/Kg.ºC = 0.22W.h/Kg.ºC = 0.19 Kcal/.Kg.ºC
2.4.2. Condutividade térmica
Fluxo de calor é a quantidade de calor emitida por unidade de tempo. Exprime-se em watt (w)
ou em kilocaloria por hora (Kcal/h).
A condutividade térmica é o fluxo de calor que passa, por hora, através de um metro quadrado
de uma parede, com um metro de espessura, para a diferença de 1ºC de temperatura, entre as
suas duas faces.
Para o vidro: ------------------------------- λ = 1.16w/m.ºC ou 1Kcal/h.mºC
Condutividade térmica (W.m-1.K-1)
Material
Cobre
401
Ferro
53
Água
0,57
Ar (seco)
0,026
Cimento
1,4
Betão
1,28
Vidro
0,72 – 0,86
Tijolo
0,4 – 0,8
Madeira
Esferovite
0,11 – 0,14
0,033
16
Série Materiais
O Vidro
2.4.3. Dilatação linear
O coeficiente de dilatação linear de um sólido é a variação sofrida por uma unidade de
comprimento, ao alterar de 1ºC a sua temperatura. No intervalo de 20ºC a 220ºC, o
coeficiente de dilatação linear do vidro é de 9x10 –6.
Exemplo: Um vidro com 2m de comprimento, ao ser aquecido 30ºC, sofrerá um aumento de
comprimento de l x ∆l x ∆t =2000 x 9 x 10-6 x 30 = 0,54 mm.
Numa aproximação grosseira pode-se dizer que para um aumento de 100ºC um vidro com 1
metro de comprimento dilata 1 mm.
Tabela 3 – Coeficientes de dilatação linear de diversos materiais [8]
Coeficientes de dilatação linear comparativos
Relação aproximada
Madeira (pinho)
-6
4 x 10
0.5
Tijolo
5 x 10-6
0.5
Calcário
5 x 10-6
0.5
Vidro
9 x 10-6
1
Aço
12 x 10-6
1.4
Cimento(argamassa)
14 x 10-6
1.5
Alumínio
23 x 10-6
2.5
70 x 10-6
8
Cloreto de
polivinil(PVC)
2.4.4. Transmissão térmica
As transferências de calor entre a superfície de uma parede e o meio envolvente são feitas por
convecção e por radiação. Pelo contrário, o fluxo de calor no interior da parede será feito por
condução. As trocas de calor entre o meio circundante e as superfícies da parede são definidas
através dos coeficientes he e hj, de troca superficial das faces exterior e interior,
respectivamente (em Kcal/hmºC).
17
Série Materiais
O Vidro
2.4.4.1. Radiação solar global
Valores máximos
A intensidade da radiação solar global incidente sobre a superfície de um vidro depende:
¾ Da latitude geográfica do local;
¾ Da altitude do solo no local;
¾ Da estação do ano;
¾ Da hora do dia;
¾ Da orientação do vidro;
¾ Da inclinação do vidro;
¾ Da poluição atmosférica;
¾ Do ambiente circundante (sombra projectada sobre o vidro, albedo).
Em Portugal Continental, os valores máximos da radiação solar global são, de uma maneira
geral, os das tabelas 4 e 5.
Superfícies Verticais
Tabela 4 – Radiação solar máxima – Superfícies verticais [8].
Radiação solar máxima (W/m2)
Superfícies Verticais
Estações do Ano
N
E
S-E
S
S-O
O
Inverno
90
680
940
1050
920
670
Prim./Out.
150
720
980
790
940
700
Verão
180
900
880
460
800
780
18
Série Materiais
O Vidro
Figura 6 – Radiação solar global máxima – Superfícies verticais [8].
Superfícies inclinadas
Tabela 5 – Radiação solar máxima – Superfícies inclinadas [8].
Radiação solar global máxima (W/m2)
Superfícies Inclinadas
(todas as Estações e Orientações excepto o Norte)
90°
75°
60°
45°
30°
15°
0°
1050
1100
1150
1150
1150
1100
1100
Radiação solar global máxima (W/m2)
Estações do
Superfícies Inclinadas
Ano
(todas as Estações e Orientações excepto o Norte)
(90°-75°)
(75°-60°)
(60°-45°) (45°-30°) (30°-15°)
Verão
900
1000
1100
1100
1100
1100
Inverno
1050
1100
1100
1050
900
750
19
(15°-0°)
Série Materiais
O Vidro
Figura 7 – Temperaturas exteriores no Verão - máximas absolutas [8].
Figura 8 – Temperaturas exteriores de Inverno - mínimas absolutas [8].
20
Série Materiais
O Vidro
Quando não existe informação sobre a localização do edifício, adoptar-se-ão os valores das
tabelas 6 e 7.
Tabela 6 – Temperaturas exteriores convencionais [8].
Temperaturas exteriores convencionais (°C)
Verão
36.5°C
Inverno
-6.0°C
Tabela 7 – Temperaturas interiores [8].
Temperaturas interiores convencionais (°C)
Verão
25°C
Inverno
20°C
Tabela 8 – Coeficientes de transferência de calor nas superfícies exterior e interior, he
e hi, convencionais [8].
he e hi
[W/(m2.K)] convencionais
he
hi
Verão
Inverno
Sup. Vert
23
34
8
Valores práticos de he e hi (determinação das temperaturas extremas).
O movimento forçado do ar em contacto com o vidro influencia significativamente o valor de
he:
he = 8,23 + 3,33 v – 0,036 v2
v = velocidade do vento [m/s]
21
Série Materiais
O Vidro
Tabela 9 – Temperatura média nas superfícies interiores [8].
hi [W/(m2.K)]
Verão
19
Inverno
29
Os efeitos térmicos sobre os vidros são mais importantes na ausência de vento (convecção
natural). Neste caso, o valor de he depende da posição do vidro e do sentido do fluxo de calor,
conforme tabela 10.
Tabela 10 – Temperatura média nas superfícies exteriores por convecção natural [8].
he [W/(m2.K)]
Posição do Vidro
Fluxo Calor
Verão
Inverno
Horizontal
Ascendente
7
7.5
Vertical
Horizontal
7
7
horizontal
Descendente
7
6
Em convecção natural, reter-se-ão os valores de hi da tabela 11.
Tabela 11 – Temperatura média nas superfícies interiores por convecção natural [8].
he [W/(m2.K)]
Posição do Vidro
Fluxo Calor
Verão
Inverno
Horizontal
Ascendente
8.5
8
Vertical
Horizontal
8
7.5
horizontal
Descendente
6.5
22
Série Materiais
O Vidro
Tabela 12 – Resistência térmica/ Posição do envidraçado e do sentido do fluxo de calor
[8].
Resistência térmica (m2hºc/Kcal)
Posição do envidraçado e sentido do
fluxo de calor
Vertical ou pendente sobre a horizontal 60º
e fluxo horizontal
Horizontal ou com pendente sobre a
horizontal 60º e fluxo ascendente
Horizontal e fluxo descendente
1/hi
1/he
1/hi+1/he
0.13
0.07
0.20
0.11
0.06
0.17
0.20
0.06
0.26
Os valores de he da tabela são válidos para uma velocidade do vento de 10.88 Km/h. Quando a
velocidade aumentar de 10 Km/h, o coeficiente he aumentará 7.5 Kcal/h. m2ºC..
Quando uma das camadas atravessada pelo fluxo de calor fôr constituída por ar, o coeficiente
de condutibilidade térmica λ variará com a espessura da camada. A tabela 13 fornece esses
valores.
Tabela 13 – Coeficiente de condutibilidade térmica / Espessura da camada [1].
Espessura
(mm)
λ
(Kcal/h.m2.ºC)
e/λ
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
.034 .038 .042 .046 .051 .055 .059 .064 .068 .073 .078 .082 .087
.088 .105 .119 .130 .137 .145 .152 .156 .162 .164 .167 .171 .172
Para a velocidade do vento de 40 Km/h os valores de K aumentam de 26% no vidro simples, e
12.6% no vidro duplo. Quer dizer que as perdas caloríficas são mais sensíveis no vidro
simples do que no vidro duplo. Na prática, os valores médios adoptados nos coeficientes para
os principais tipos de vidro em paredes verticais, são os da tabela 14.
23
Série Materiais
O Vidro
Tabela 14 – Coeficiente de condutibilidade térmica / Tipo de vidro [1]
W/m2.ºC
Kcal/hm2
5,7
4,9
6 mm
3,4
2,9
8 mm
3,2
2,8
10 mm
3,1
2,7
12 mm
3,0
2,6
painéis simples
6,4
5,5
painéis duplos
3,5
3,0
Tipos de vidro
1. Vidros simples
lisos incolores, impressos, armados, atérmicos,
reflectantes e laminados
2. Vidros isolantes duplos com caixa de ar de:
3. Perfilados de vidro impresso em U
2.5. Tensões Térmicas
A fraca condutibilidade térmica do vidro, o reaquecimento ou o arrefecimento parcial do
vidro, conduzem a tensões que podem provocar quebras designadas por térmicas.
O exemplo mais frequente de risco de quebra térmica é relativamente aos bordos de um vidro
absorvente montado num caixilho, submetido a uma forte exposição solar e que reaquece
mais lentamente que a superfície do vidro. No vidro recozido não se devem verificar
diferencias de temperatura superiores a 30º C. Quando se preveja passar este diferencial, será
necessário temperar o vidro.
24
Série Materiais
O Vidro
2.5.1. Resistência ao choque térmico
Depende do módulo de elasticidade, da resistência à tracção e do coeficiente de dilatação.
Para o vidro recozido considera-se para o seu valor 60º, para o vidro temperado este valor é
da ordem de 240º C. a 300º C.
2.5.2. Resistência ao fogo
O grau de resistência ao fogo dos elementos de construção é determinado de acordo com os
resultados obtidos em ensaios normalizados; as amostras ensaiam-se em fornos que simulam
um incêndio. O aquecimento em função do tempo é definido através da relação:
T – T0 = 345 log. (8t + 1)
em que:
T – temperatura do meio envolvente da amostra
T0 – temperatura inicial da amostra
t – tempo de exposição ao fogo da amostra (em minutos)
A escala de graus atingidos pela amostra exposta a um incêndio simulado consta da tabela 15.
Tabela 15 – Graus atingidos por elementos de construção exposta a um incêndio
simulado [1]
15 min.
30 min.
60 min.
90 min.
120 min.
180 min.
718º C
827º C
925º C
986º C
1.030º C
1.090º C
Há quatro critérios para determinar a resistência ao fogo, baseados em resultados
experimentais:
1. Resistência mecânica;
2. Isolamento térmico;
3. Estanquidade às chamas;
4. Ausência de emissão de gases inflamáveis.
25
Série Materiais
O Vidro
Segundo os critérios assinalados, os elementos de construção classificam-se em três
categorias:
¾ Elementos estáveis ao fogo (só satisfazem o critério 1) – EF
¾ Elementos pára-chamas (satisfazem os critérios 1, 3 e 4) – PC
¾ Elementos corta-fogo (satisfazem os quatro critérios) – CF
Os elementos enquadrados nas três categorias descritas, distinguem-se por graus expressos em
função do tempo de exposição do ensaio, desde que o material satisfaça nos ensaios durante
tempos pelo menos iguais a: 15 min, 30 min, 60 min, 90 min, 120 min, 180 min, 240 min, 360
min.
Exemplo: um material que satisfaça aos quatro critérios durante 35 minutos será classificada
em CF 30 min. Se satisfazer aos critérios 1, 3 e 4 durante 68min, será classificado em PC: 60
min.
Todos os materiais em vidro têm a classificação de “materiais incombustíveis”. Quanto à sua
resistência ao fogo, apresentam a categoria de pára-chamas (PC) e alguns a de corta-fogo
(CF).
Através dos ensaios realizados é possível tirar as seguintes conclusões:
¾ O vidro recozido parte rapidamente por choque térmico;
¾ O vidro temperado resiste melhor, mas a resistência diminui muito quando se está a
fragmentar, excepto se for de pequenas dimensões;
¾ Nos vidros aramados, a armadura metálica mantém uma certa coesão no vidro,
suficiente para assegurar a estanquidade às chamas e retardar o aparecimento de
fractura logo que o vidro entre em fluência (650/700ºC.).
Estudos recentes conduziram ao aparecimento de um gel especial perfeitamente transparente
que, colocado entre dois vidros aramados ou temperados, permite constituir um novo conjunto
de qualidades excepcionais, obtendo-se Vidro Corta-fogo. Este gel, posto rapidamente em
contacto com o fogo pelo desaparecimento do vidro exposto, comporta-se como uma barreira
térmica. A temperatura da face protegida eleva-se só lentamente e o conjunto responde ao
clássico corta-fogo.
26
Série Materiais
O Vidro
2.6. Propriedade acústicas
2.6.1. Intensidade, pressões e níveis acústicos
A “força” de um ruído, som fraco ou forte, pode ser caracterizada pela sua intensidade I ou a
sua pressão P, medidas respectivamente em W/m2 e em Pascal. Na prática utiliza-se o nível de
pressão, ou de intensidade, representando numa escala logarítmica cuja ordem é o patamar de
audição que apresenta os seguintes valores:
Nível de Intensidade: Li = 10 log I
I0 =10-12w/m2
ID
Nível de pressão: Lp = 10 log (P2/ P02) = 20 log (P/ P0)
P0 =2 x 10-5 pa
A unidade de intensidade, o decibel (dB), é o logaritmo de uma relação.
Nota: Se as intensidades acústicas se podem adicionar, o mesmo não acontece aos níveis
acústicos.
Exemplo: duas fontes produzindo cada uma um nível de 40 db dão em conjunto 43 dB (e não
80), isto é, um aumento de apenas 3 dB.
Tabela 16 – Tipo de som / Local da emissão – Grau de intensidade do som [1].
Grau
Tipo de som / Local da emissão
0
Menor intensidade sonora perceptível pelo ouvido humano
20-30
Quase silêncio – jardim tranquilo
30-50
Sons de fraca intensidade – rua local (zona residencial)
60-80
Ruídos de conversação – restaurantes, edifícios comerciais
80-90
Carro eléctrico, autocarro, fábricas
90-100
Rua de grande tráfego, oficina metalúrgica
100-110
Martelo pneumático a 3m
110-120
Motor de avião a 6m
130
Início de sensação dolorosa
27
Série Materiais
O Vidro
2.6.2. Frequência
A frequência é o número de vezes que o fenómeno periódico (acústico ou outro) se repete em
cada segundo. Exprime-se em ciclos por segundo (C/S), sendo esta unidade denominada
Hertz (Hz).
O ouvido humano é sensível a sons cujas frequências estão compreendidas entre 16 e 20.000
Hz.
Na acústica de edifícios só é considerado o intervalo de 100 a 5000 Hz dividido em bandas de
oitava (cada frequência é dupla da anterior), ou de 1/3 de oitava.
2.6.3. Transmissão de sons
A transmissão de sons aéreos através das paredes efectua-se simultaneamente de diferentes
maneiras.
Tabela 17 – Espessura mínima dos vidros aconselhável em função do nível sonoro [1]
Estas são classificadas, grosso modo::
¾ Transmissão e difracção se a estanquidade não for perfeita;
¾ Entrada em vibração da parede que, deslocando-se e deformando-se, se comporta
como um verdadeiro emissor. Através de uma parede não porosa, como o vidro, a
transmissão de um som aéreo depende essencialmente:
ƒ
Da sua massa e da sua rigidez;
ƒ
Do seu modo de fixação: rígido ou flexível.
ƒ
Pode-se concluir que quanto maiores forem as espessuras e a massa do vidro, por um lado, e
sua descontinuidade à caixilharia, por outro, menores serão as vibrações e maior é o
isolamento. Os vidros de alta gama devem ser montados em caixilhos de alta performance
28
Série Materiais
O Vidro
Nível sonoro do ambiente exterior
Hospitais
Escritórios /
bibliotecas
Escolas
Hotéis /
Moradias
Edifícios
Comerciais
Edifícios
Industriais
Isolante
Vidro
Temperado
Vidro
Recozido
Vidro
Isolante
Vidro
Temperado
Vidro
Recozido
Edifício
Vidro
de
Recozido
(62-80 dB)
Vidro
(42-62 dB)
Isolante
(≤42 dB)
Tipo
Vidro
Zona muito ruidosa
Temperado
Zona pouco ruidosa
Vidro
Zona calma
5
5
4+4
8
8
4+4
10
10
12+8
4
4
4+4
5
5
5+4
6
6
8+6
4
6
4+4
5
6
5+4
6
6
8+6
3
4
4+4
4
4
4+4
5
5
6+4
-
8
-
-
8
-
-
8
-
3
4
-
3
4
-
3
4
-
.
2.6.4. Altura
Permite distinguir um som agudo de um grave, consoante a respectiva frequência:
¾ entre 16 e 315 Hz: sons graves;
¾ entre 400 e 1250 Hz: sons médios;
¾ a partir de 1250 Hz: sons agudos.
2.7. Propriedades espectro – fotométricas (ópticas)
2.7.1. Transmissão da radiação através do vidro
A radiação solar que atinge a superfície da terra é composta por:
29
Série Materiais
•
O Vidro
Radiações visíveis, cujos comprimentos de onda estão compreendidos entre 0,38
e 0,75µm (1µm =10-6m), do violeta ao vermelho;
•
Radiações ultravioletas invisíveis, com comprimentos de onda que vão de 0,3 a
0,38µm;
•
Radiações infravermelhas curtas, igualmente invisíveis, de comprimentos de
onda entre 0,75 a 2,5 µm.
As percentagens respectivas de cada tipo de radiação relativamente à radiação total são,
aproximadamente:
•
Radiações visíveis: 50%;
•
Radiações ultravioletas: 3%;
•
Radiações infravermelhas: 47%.
Acima de 2,5 µm existem as radiações infravermelhas longas que, não sendo emitidas pelo
sol, correspondem à emissão de todos os corpos previamente aquecidos por ele, em particular
o solo, as paredes das casas, etc..
Cada uma destas três categorias de radiação são em parte transmitidas, reflectidas e
absorvidas pelos vidros em proporções diferentes e muito variáveis conforme o tipo de vidro.
O vidro incolor é transparente na proximidade da radiação ultravioleta, aproximadamente
90% da radiação visível e 80% da radiação infravermelha curta. É, pelo contrário,
praticamente opaco à radiação infravermelha longa. Esta propriedade confere ao vidro a sua
utilização em estufas, pois permite a entrada da radiação calorífica conservando-a depois no
interior.
Do mesmo modo que numa estufa, a temperatura de uma peça aquecida pelo sol subirá
rapidamente se as janelas estiverem fechadas, o ambiente tornar-se-á assim, desconfortável.
Daqui surge a necessidade de controlar o aquecimento solar.
30
Série Materiais
O Vidro
2.7.2. Transmissão luminosa
Uma primeira característica dos vidros é o factor de transmissão luminosa, relação entre o
fluxo luminoso que atravessa o vidro e o fluxo incidente. Este factor intervém somente na luz
visível, não sendo, por isso, suficiente para apreciar o comportamento dum vidro à radiação
global. Com efeito, falta a acção dos raios infravermelhos que são portadores duma energia
calorífica importante, como se viu anteriormente, sendo absorvidos em proporções muito
variáveis segundo os diferentes tipos de vidro.
O factor de reflexão luminosa é a relação entre o fluxo luminoso reflectido e o fluxo
incidente. As tabelas indicadas no anexo IV dão, para cada tipo de vidro e para a luz natural,
estes dois factores sob uma incidência normal. De notar que estes factores são dados a título
indicativo como ordem de grandeza, pois podem surgir ligeiras alterações em função do
fabrico.
2.7.3. Transmissão energética
Uma segunda característica dos vidros, que tem em conta com maior precisão o seu
comportamento sob a radiação solar, é o factor de transmissão energética, isto é, a relação
entre o fluxo energético que atravessa o vidro e o fluxo incidente (visível ou invisível). Os
factores de reflexão e absorção energética são as relações entre os fluxos energéticos
reflectidos ou absorvidos e o fluxo da energia incidente.
Conforme as percentagens de raios infravermelhos absorvidos forem iguais, superiores ou
inferiores às percentagens de luz visível absorvida, assim os factores de transmissão
energética serão respectivamente iguais, superiores ou inferiores aos factores de transmissão
luminosa.
O factor de transmissão energética, com maior interesse que o factor de transmissão luminosa,
não é ainda suficiente na prática. Isto porque a parte da radiação solar absorvida pelos vidros
aquece estes últimos e a energia calorífica, assim produzida, é distribuída pelos dois meios
ambientes de um e do outro lado do vidro. Para o exterior, a energia é rapidamente dissipada
mas, para o interior ela irá adicionar-se à energia que penetrou por transmissão directa.
31
Série Materiais
O Vidro
2.7.3.1. Factor Solar
É a razão entre a energia total que atravessa determinado material e a energia solar incidente.
Esta energia total é a soma da energia cedida pelo vidro ao ambiente interior, como
consequência do seu aquecimento por absorção energética. As tabelas que se podem consultar
no anexo IV, mostram os factores solares de diferentes tipos de vidros em função dos factores
de transmissão energética. O factor solar depende da posição do sol e das condições
exteriores, tal como a intensidade de convecção natural favorecida pelo vento. Para o cálculo
do factor solar considera-se:
•
O sol 30º acima do horizonte num plano perpendicular à fachada;
•
As temperaturas ambientes, interior e exterior, são iguais entre si;
•
Os coeficientes de troca de energia do vidro para o exterior de 23W/mºC e para o
interior de 8W/m2ºC. O conceito de factor solar é aplicado igualmente aos vidros
associados a outras protecções solares. Deste modo, para vidros com estores temos as
seguintes características energéticas (estores interiores e estores exteriores):
reflexão:0,40; absorção:0,50; transmissão:0,10.
2.8. Cores
Uma das características mais interessantes do vidro é a sua cor. Os vidros podem-se
apresentar desde o mais puro incolor até infinitas cores, que também podem variar desde uma
leve tonalidade até a total opacidade. A cor do vidro pode ter uma função apenas estética, e
não por isso menos importante. Basta lembrarmo-nos dos vitrais e de todas as peças artísticas
e decorativas que nos causam prazer em admirar. Em questões de marketing a cor também é
muito importante pois ajuda muito na escolha do produto.
Um exemplo são os frascos de perfumes que existem nas mais diferentes formas e cores para
chamar a atenção dos clientes. Além da função estética, a cor do vidro tem também uma
função utilitária. Quando um vidro apresenta uma determinada cor é porque ele contém na sua
composição química alguns elementos que interferem ou filtram a luz que sobre ele está a
incidir. Por exemplo, uma garrafa é verde porque a luz do sol ou a luz artificial que incide
nela, que contém todas as cores, ao atravessar o vidro, que no caso contém cromo, é filtrada,
32
Série Materiais
O Vidro
passando somente a porção verde da cor sendo as demais retidas. É por esta razão que vemos
a garrafa verde.
Dependendo dos elementos que introduzimos na composição do vidro, este filtra a luz,
deixando passar alguns raios e retendo outros. Por isso se utilizam garrafas âmbar para
cerveja ou verde para o vinho, pois estes vidros impedem a passagem de certas radiações
(ultravioleta), que estragariam os produtos. O vidro é o único material que possibilita a
visualização do produto que ele contém, ao mesmo tempo que o protege contra radiações que
o deteriorariam.
No caso dos vidros planos das janelas, dos prédios ou veículos, utiliza-se o mesmo princípio.
Colora-se o vidro de maneira a que ele impeça a passagem da radiação responsável pelo
aquecimento (infravermelha) mas permita a passagem da luz visível, possibilitando a visão
através das janelas.
Desta maneira, o ambiente aquece menos e ao mesmo tempo não se torna necessário utilizar
iluminação artificial durante o dia, economizando energia na iluminação e no ar
condicionado. Este também é o princípio dos vidros reflexivos, que são utilizados nos prédios
modernos, através dos quais durante o dia parecem um enorme espelho. Na verdade, além de
bonitos, estes vidros reflectem boa parte da radiação solar que de outra forma estaria a entrar e
a aquecer o ambiente.
2.8.1. O efeito do ferro na cor
O ferro encontra-se no vidro no estado tri-valente (Fe2O3), que é o mais oxidado (+) e no
estado bi-valente (FeO) que é o mais reduzido (-).
O efeito corante do FeO é de cinco ou seis vezes mais que o Fe2O3. Portanto, é mais desejável
manter o máximo de ferro no estado de Fe2O3. Este Fe2O3 impacta ao vidro uma tonalidade
ligeiramente amarela esverdeada e o FeO dá uma tonalidade mais azulada, somente mais
intensa para a mesma quantidade.
33
Série Materiais
O Vidro
2.8.2. O efeito do crómio na cor
O óxido crómio (Cr2O3) é agente corante primário para todos os vidros verdes, uma vez que o
crómio dá uma grande coloração de verde ao vidro branco. O crómio no estado reduzido
(Cr2O3) dá uma tonalidade fortemente esverdeada ao vidro, enquanto que o crómio no estado
oxidado (Cr2O3) dá uma cor mais amarela esverdeada. O mesmo acontece com o ferro em que
o crómio se incorpora no vidro pelas matérias primas, caco e outras contaminações.
2.8.3. Descoloração do vidro branco
A descoloração do vidro branco, na realidade, é uma mistura das tonalidades verdes
impregnadas pelo ferro e cromo com materiais. Actualmente estão disponíveis agentes
corantes que neutralizam o verde, dando ao vidro uma tonalidade menos questionável. Os
agentes oxidantes também são utilizados para manter o estado de oxidação sob controlo. Os
materiais descolorantes mais comuns utilizados são o selénio, o qual por ele próprio dá um
aspecto rosado ao vidro, e o cobalto que dá ao vidro uma tonalidade azulada. Estes materiais
utilizam-se juntos em diferentes proporções para obter a tonalidade de cor aceitavelmente
pretendida.
2.8.4. Cor âmbar
A cor âmbar é formada pela combinação dos iões Fe3+ e S- junto com os iões Na+. Apesar da
cor envolver iões oxidantes e redutores, o vidro âmbar é fortemente reduzido. Isto devido ao
estado de valência do enxofre que muda mais facilmente que os iões de ferro ou sódio.
Portanto, enquanto praticamente todo o enxofre se reduz, apenas cerca de 85% do ferro é
reduzido e todo o sódio permanece oxidado.
A cor âmbar controla-se observando o nível de redox, geralmente com uma fonte de carvão.
Adicionando mais carvão reduz-se mais o enxofre de sulfeto (S-) e escurece a cor. No entanto,
deve existir suficiente Fe2O3 (presente) para se poder combinar com o S- e formar a cor
central. De facto, com mais Fe2O3 presente, requer-se menos S- para chegar ao ponto.
34
Série Materiais
O Vidro
Isto é importante porque um nível baixo de enxofre dissolvido significa que estará menos
propenso a produzir bolhas. As experiências mostram que o ferro total, expressado como
Fe2O3, deve estar entre 0,28 a 0,30% em peso. Como a cor âmbar depende do redox do vidro,
qualquer coisa que mude o nível do redox afectará a cor. Os agentes oxidantes, tais como
sulfato de sódio, gesso, etc., clareiam a cor, enquanto os agentes redutores como carvão e
alumínio metálico o escurecem. Como o Fe2O3 está envolvido, o ferro metálico geralmente
provoca manchas escuras no vidro âmbar.
Ao se agregar ao vidro âmbar um agente redutor potente, ou ainda uma grande quantidade de
um agente redutor normal, pode-se clarear a cor em vez de escurecê-la. Isto acontece porque,
após reduzir todo o enxofre, o agente redutor começa a afectar o Fe2O3, reduzindo-o para
FeO. Isto deixa Fe2O3 insuficiente para formar os centros de cor e a cor clareia. O vidro está
agora super reduzido. As tentativas para escurecer a cor com adições de carvão resultam em
clareamentos da mesma. O passo apropriado é retirar carvão ou adicionar um agente oxidante,
como sulfato de sódio.
Aumentar a utilização de caco no âmbar, às vezes, reduz o vidro âmbar. O caco âmbar contém
tão baixos teores de enxofre, grande parte dele já reduzido, que não existe suficiente sulfeto
presente para refinar o vidro e permanecer reduzido pelos contaminantes do próprio caco.
Frequentemente tem-se observado que é necessário aumentar o sulfato de sódio quando o
nível de caco atinge 50% ou mais.
2.8.5. Cores verdes
Todas as cores verdes contêm Cr2O3 em algum nível. A cor actual depende da quantidade de
Cr2O3 e outros corantes específicos para uma determinada cor verde particular que se deseje
fabricar. Por exemplo, o verde esmeralda contém perto de 0,125% de Cr2O3, enquanto o verde
georgia contém perto de 0,018% de Cr2O3 e 0,002% de CoO. O verde geórgia é uma cor
muito menos intensa que o verde esmeralda e tem uma tonalidade azulada.
O verde champanhe contém perto de 0,20% de Cr2O3, 0,01% de CoO, e perto de 0,025% de
NiO. O óxido de níquel absorve quase uniformemente no espectro visível pelo que confere
uma tonalidade cinza ao vidro. Todos os vidros verdes mencionados têm praticamente o
35
Série Materiais
O Vidro
mesmo redox que o vidro branco, ou seja, perto de +10. Também existem vidros verdes que
absorvem a luz na parte ultravioleta do espectro, isto é, menos que 400nm de comprimento de
onda. No passado, isto obtinha-se utilizando CrO3 como corante e mantendo o vidro
fortemente oxidado.
Devido à toxicidade de Cr6+ e a dificuldade em refinar um vidro fortemente oxidado
desenvolveu-se um método diferente. O vidro verde champanhe, absorvente do ultravioleta,
tem um redox de aproximadamente 5.
A absorção ultravioleta se deve a uma cor levemente âmbar que se mascara com 0,20%
Cr2O3. Não se utiliza óxido de níquel. A leve cor âmbar e o redox negativo se obtém
utilizando caco âmbar.
36
Série Materiais
O Vidro
3. Tipos de vidros e derivados
3.1. Diferenças entre vidro estirado, float e cristal
Poucas são as diferenças entre o vidro estirado, o cristal e o vidro float, tanto no que diz
respeito à sua composição química quer à sua resistência mecânica. Grandes diferenças
residem na aparência e nas propriedades ópticas. O vidro estirado e o vidro float,
principalmente em espessuras maiores, apresentam ondulações que são visíveis e que
produzem distorções de imagens.
No cristal não são visíveis ondulações superficiais, porque têm menor percentagem de
defeitos e, por sua vez, também não produzem distorção de imagens devido ao paralelismo
das suas faces.
O verdadeiro cristal é empregue no fabrico de artigos de decoração e não na indústria da
construção civil devido às suas características. É um vidro com excelentes características de
brilho e transparência. Este brilho é consequência do chumbo que aumenta grandemente o
índice de refracção do vidro.
Contudo, a tecnologia actual de fabrico limita a níveis quase imperceptíveis os inconvenientes
dos vidros estirados e float.
3.2. Vidro Impresso
Este tipo de vidro surgiu quando se desenvolveu o processo pelo o qual o vidro emerge do
forno e passa através de dois rolos, um dos quais possui um desenho gravado na superfície.
Esse desenho transmite-se ao vidro e dá-se o recozimento, o arrefecimento e, de seguida, é
cortado.
Este tipo de vidro tem uma similar composição química, é translúcido, com figuras ou
desenhos, numa só ou em ambas as faces. A resistência mecânica deste vidro é aumentada se
também for temperado.
37
Série Materiais
O Vidro
Figura 9 – Fabricação do vidro impresso [1].
A utilização deste tipo de vidro é destinado a locais ou situações que necessitem de
privacidade sem comprometer a quantidade de luz no local que o vidro deixa passar. A
facilidade de manutenção e limpeza são pontos a ter em conta, aquando da escolha do vidro.
Este vidro é muitas vezes utilizado em portas, janelas, divisórias, fachadas, casas de banho,
entre outros.
As duas tabelas que se podem consultar no anexo I mostram a variedade de tipos e
acabamentos existentes no mercado.
3.3. Vidro plano polido
É um vidro transparente cujas faces são polidas e sem distorção de visão, isto é, é possível ver
os objectos através dele, ou reflectidos pela sua superfície em qualquer ângulo.
Diferencia-se do vidro plano liso pela perfeição das suas superfícies polidas isentas de
ondulações, permitindo uma visão indeformada dos objectos através dele.
Classificam-se, segundo a qualidade, em três grupos:
•
Vidraça: envidraçamento fino, vitrinas, mostruários;
38
Série Materiais
O Vidro
•
Seleccionado: espelhos, pára-brisas, vidraças especiais;
•
Espelhamento: espelhos de luxo e decoração.
O polimento é aplicado após a laminação e após ainda a eliminação de ondulações e defeitos
superficiais através de um processo rotatório com aplicação de discos de desbaste. O
polimento propriamente dito é feito com discos de madeira coberto com feltro e impregnados
com uma suspensão de óxido de ferro. A aplicação destes discos de desgaste e de polimento
pode também ser feito sobre ponto contínuo sobre mesas rectangulares.
3.4. Vidros coloridos ou termo-absorventes
Além do aspecto estético, podem reduzir o consumo energético de uma construção. Estes
vidros reduzem a energia radiante transmitida pelo sol, quer reflectindo a radiação solar antes
de entrar na habitação, quer absorvendo-a no corpo do vidro.
Os vidros termo absorventes são produzidos pela introdução de óxidos metálicos na massa do
vidro, que produzem cores variadas e reduzem a transmissão solar, aumentando a absorção do
vidro.
O espectro solar é composto de três partes distintas: ultravioleta, luz ou espectro visível e
infravermelho. A energia ultravioleta representa apenas 2 % da energia solar e causa
descoloração de tapetes, cortinas, móveis, queimaduras solares, entre outros, sendo invisível.
Por outro lado, a luz que representa 45 % da energia solar é a porção de energia à qual a retina
é sensível. Em último, a energia infravermelha que compreende comprimentos de onda
elevados em relação às outras energias, corresponde a 53 % da energia solar e também é
invisível. Todas elas são convertidas em calor.
Conclui-se que a escolha do vidro é importante para minimizar o consumo de energia
eléctrica para iluminação e refrigeração, ou aquecimento. No anexo V, poder-se-á ver uma
figura que mostra como os raios solares atingem uma vidraça e as suas repercussões.
39
Série Materiais
O Vidro
Em comparação, permite-nos concluir que o vidro polido (6mm), com coloração bronze e
superfície reflectante, permite a passagem de apenas 52 % da energia solar, enquanto que o
vidro verde (6 mm) deixa passar 61% e o vidro incolor 83 %.
Figura 10 – Gráfico espectro solar [1].
Estudos mostram os benefícios da luz natural nos humanos, daí a importância da utilização do
vidro como separação do exterior. As construções com muita luz natural podem reduzir o
consumo de energia, melhorando a qualidade da iluminação. A iluminação artificial pode
representar 50 % do consumo total de energia.
Nos locais mais quentes devem ser utilizados vidros termo absorventes, enquanto que em
locais frios o melhor será utilizar vidros incolores que deixam passar o máximo de
iluminação.
3.5. Espelhos
Em tempos antigos, os espelhos consistiam em metais polidos, geralmente o bronze. Alguns
espelhos de vidro revestidos de estanho e prata também foram encontrados. Na Idade Média,
embora o processo de revestimento do vidro com finas camadas metálicas fosse conhecido,
predominavam, quase que exclusivamente, os espelhos de metais polidos como o aço, a prata
ou ouro. Alguns espelhos de vidro foram fabricados em Nurenberg em 1373, e pequenos
40
Série Materiais
O Vidro
espelhos foram produzidos antes de 1500.A fabricação de espelhos como conhecemos hoje
teve início em Veneza. Em 1507, dois cidadãos de Murano obtiveram o privilégio exclusivo
de produzir espelhos por um período de 20 anos. Em 1564, os fabricantes de espelhos de
Veneza uniram-se formando uma associação e, pouco tempo depois, os espelhos de vidro
passaram a substituir os espelhos metálicos.
No inicio, os espelhos eram fabricados soprando-se um cilindro de vidro, cortando-o
longitudinalmente ao meio e alisando-o sobre uma superfície de pedra. O vidro era, em
seguida, polido cuidadosamente. Ao lado, numa superfície plana, uma lâmina de estanho
polido era colocada sobre uma manta e despejava-se mercúrio sobre ela, aplicando-se,
posteriormente, uma folha de papel sobre o mercúrio. Em seguida, o vidro polido era
cuidadosamente assentado sobre o conjunto, retirando-se antes a folha de papel, a fim que
uma superfície limpa de mercúrio entrasse em contacto com o vidro. Pesos eram colocados
sobre o vidro e o excesso de mercúrio eliminado, fazendo com que um amálgama (liga
líquida) de estanho e mercúrio aderisse à superfície do vidro.
A invenção e a fabricação do vidro polido, cristal, em 1691, na França, marcou um outro
avanço na produção de espelhos. Todos os espelhos eram fabricados utilizando o processo
anteriormente descrito, até que Liebig, em 1835, descobriu o processo químico de
revestimento de vidros com prata.
Actualmente a espelhação é um processo pelo qual compostos prata-amônia são
quimicamente reduzidos a prata metálica. A maioria dos espelhos é fabricada desse modo.
Outro processo consiste em fazer passar o vidro limpo por entre uma esteira, no interior de
uma câmara, onde soluções, convenientemente preparadas, encontram-se em forma de spray,
depositando-se prata directamente sobre o vidro.
Muitos vidros, entretanto, são, ainda hoje, espelhados quimicamente por processos manuais.
A película de prata pode ser protegida por uma camada de verniz, laca ou tinta. Para uma
protecção quase permanente, uma camada de cobre electrodepositado pode ser aplicada.
O chamado “vidro espião” (opaco por uma face e transparente por outra) é produzido em
câmaras onde vácuo parcial é criado (um décimo de ar permanece). Ligas de cromo em
partículas são aplicadas num filamento e, quando uma corrente eléctrica atravessa esse
41
Série Materiais
O Vidro
filamento, o metal evapora e as partículas metálicas depositam-se sobre o vidro, formando um
filme metálico resistente e aderente.
3.6. Vidro aramado
As pesquisas de materiais resistentes ao fogo levaram ao desenvolvimento do vidro de
segurança aramado que, em 1899, foi testado e aprovado nos Estados Unidos para esta
finalidade.
O processo de fabricação consiste em fazer passar o vidro em fusão, juntamente com uma
malha metálica, através de um par de rolos, de tal modo que a malha fique posicionada
aproximadamente no centro do vidro. Neste processo, um mecanismo alimenta a malha
metálica a uma velocidade e tensão predeterminadas, compatíveis com a velocidade de
alimentação da massa de vidro fundente, proveniente do forno.
A principal característica desse vidro é a sua resistência ao fogo, sendo considerado um
material anti-chama. Ele reduz também o risco de acidentes, pois, caso quebre, não estilhaça,
e os fragmentos mantêm-se presos à tela metálica. É resistente à corrosão, não se decompõe,
nem enferruja.
Podemos encontrar vidros aramados transparentes, coloridos, com diversos tipos de
acabamento superficial e malhas metálicas hexagonais e em forma de losango.
O vidro aramado como material resistente ao fogo pode ser utilizado em portas corta-fogo,
janelas, dutos de ventilação vertical e passagens para saídas de incêndio. Para essas
aplicações, deverão ser estudados caixilhos, calços e juntas especiais.
O vidro aramado é recomendado, também, em locais sujeitos a impacto e abusos, bem como
onde a queda de lascas de vidros represente um risco para os usuários da instalação. Como
exemplo, podemos citar: peitoris, sacadas, divisórias e coberturas.
Recomendações
42
Série Materiais
O Vidro
1. Os vãos onde são aplicados os vidros aramados devem ser medidos, rigorosamente,
antes da compra dos mesmos, pois as chapas não aceitam cortes ou furos executados
na obra, vindo o material pronto da fábrica para a colocação.
2. A colocação deve ser executada de forma a não sujeitar o vidro a esforços ocasionados
por contracções ou dilatações, resultantes da movimentação dos caixilhos que os
guarnecem ou de deformações devidas a flechas dos elementos da estrutura.
3. Para instalações de cobertura, as dimensões máximas do vidro devem ser
3.00m*0.60m. Para coberturas com mais de 3.00m de comprimento, as chapas devem
ter uma sobreposição mínima de 8cm.
3.7. Vidro temperado
3.7.1. Definição e processo de fabrico
O que é vidro temperado?
O vidro temperado tem esse nome por analogia ao aço temperado. Ambos têm a sua
resistência aumentada pela têmpera, um processo que consiste em aquecer o material até uma
temperatura crítica e depois resfriá-lo rapidamente. Aqui termina a analogia, porque os efeitos
desse tratamento são muito diferentes para os dois materiais. No aço, um novo balanço de
dureza e resistência é produzido pela precipitação de carbides. A têmpera no vidro produz um
sistema de tensões que aumenta a resistência, induzindo tensões de compressão na sua
superfície. Isto acontece porque o vidro, como a maior parte dos materiais frágeis, tem grande
resistência à compressão, porém pouca resistência à tracção.
Como a fractura geralmente ocorre por um defeito na superfície, que provoca uma
concentração de tensões, a pré-compressão da superfície permite uma resistência muito maior.
Uma distribuição típica das tensões na espessura de uma peça de vidro temperado é exibida
na figura 11. A distribuição é aproximadamente parabólica, sendo a compressão na parte
externa compensada pela tracção no interior. Como geralmente não existem defeitos na parte
interna do vidro, que actuariam como elevadores de tensões, a tracção interna não representa
problema especial.
43
Série Materiais
O Vidro
Figura 11 – Tensões induzidas no vidro temperado [1].
Qualquer carga aplicada no vidro temperado, antes de traccionar as camadas externas, deverá,
primeiramente, neutralizar as tensões de compressão ali induzidas. A resistência do vidro
recozido pode ser tomada como 400kgf/cm2. A tensão de compressão de um vidro temperado
é tipicamente de 1.000 kgf/cm2 (100 MPa), logo a resistência efectiva do vidro temperado
será de 1.400 kgf/cm2 (140 MPa), entre três e cinco vezes a resistência do vidro comum
recozido.
Devido às tensões induzidas no vidro temperado, quando este rompe em qualquer ponto, toda
a chapa se quebra em pequenos fragmentos sem arestas cortantes e lascas pontiagudas, menos
susceptíveis de causar ferimentos. Deste modo o vidro temperado pode ser designado como
um vidro com características de segurança.
3.7.2. Tipos de Tempera
Tempera térmica
44
Série Materiais
O Vidro
A tempera do vidro é obtida da seguinte forma: o vidro é aquecido a uma temperatura
próxima ao seu ponto de amolecimento e rapidamente resfriado por meio de jactos de ar.
Como o vidro é mau condutor de calor, as superfícies externas resfriam-se e contraem-se,
enquanto o interior permanece fluido a alta temperatura. À medida que se resfria a massa
interna, ela tende a contrair-se sendo impedida pelas partes externas que já estão rígidas.
Quando a temperatura se equilibra com o ambiente, desenvolvem-se fortes tensões de
compressão na superfície e de tracção na parte interna.
A forma das tensões induzidas e os valores máximos de compressão e de tracção dependem
da temperatura inicial, da velocidade de resfriamento, das propriedades térmicas do vidro
usado e da forma do objecto a ser temperado.
Este tratamento é uma das razões do seu custo elevado, sendo a outra os desperdícios
consequentes ao facto de algumas vidraças acabarem por fracturar durante o processo.
A aparência visual dos Vidros Temperados
Observando-se o vidro temperado sob determinados ângulos, pode ver-se um reticulado
próprio, causado pelas tensões internas. Essas marcas podem ser vistas com mais intensidade
com placas de polaróide, ou com luz solar polarizada, e não podem ser consideradas como um
defeito, pois são próprias do vidro temperado.
Figura 12 – Aparência do vidro temperado em fornos verticais [1].
Esse tipo de vidro apresenta deformações características, com leves empenamentos, que são
causados pelas tensões induzidas. O vidro temperado em fornos verticais possui marcas,
depressões circulares, num dos seus lados, geralmente o menor e que foram produzidas pelas
pinças que sustentam a peça no processo de têmpera, como se vê no croqui (fig. 12).
45
Série Materiais
O Vidro
O vidro temperado num forno horizontal contém ondulações causadas pelos rolos. Tais
ondulações podem ser visualizadas quando se observam imagens reflectidas no vidro,
particularmente nos vidros termorreflectores.
As deformações devem respeitar tolerâncias dimensionais de fabricação. Em relação à largura
e ao comprimento, a tolerância é de 3 mm. Correntemente, estes inconvenientes não são
facilmente apercebidos pela visão humana menos atenta.
Na construção civil, especificamente, são utilizados em locais onde o projecto arquitectónico
requeira o máximo de transparência com um mínimo ou mesmo ausência de estruturas
horizontais ou verticais de sustentação. Exemplos da sua aplicação são as fachadas de
edifícios, divisórias, portas, boxes para banheiros, vitrines, tampos de mesas, etc..
O vidro temperado, apesar de possuir grande resistência mecânica, não suporta impacto de
balas.
Como o vidro de segurança temperado não pode sofrer recortes, perfurações ou lapidação,
salvo polimento leve, é de suma importância que o seu projecto tenha em consideração as
dimensões finais dos vãos acabados, condições de nível e prumo, materiais que compõem os
vãos onde serão aplicadas as peças de fixação (pedra, mármores, betão, alvenaria, ladrilho,
taco, forro falso, etc.) e movimentações de estrutura do edifício.
Devem ser sempre previstos detalhes construtivos que permitam a limpeza periódica e a
eventual troca da chapa de vidro, com segurança de trabalho.
Tempera química
É obtida adicionando adjuvantes químicos e tem algumas vantagens sobre a têmpera térmica:
é praticamente isenta de distorções e possui resistência mecânica duas a três vezes maior que
a obtida pela tempera térmica. As principais desvantagens desse tipo de têmpera são o
processo ser muito mais caro e fractura sem a segurança da têmpera convencional, pois não se
fragmenta em pequenas partículas, sem arestas cortantes como a têmpera térmica.
46
Série Materiais
O Vidro
O vidro quimicamente temperado pode ser usado onde se exija espessura abaixo de 3 mm e
resistência mecânica superior àquela obtida pela têmpera térmica.
3.8. Laminado
3.8.1. Definição e processo de fabrico
O vidro de segurança laminado consiste em duas ou mais lâminas de vidro fortemente
interligadas, sob calor e pressão, por uma ou mais camadas de polivinil butiral-PVB, resina
muito resistente e flexível, ou outra resina plástica aprovada.
Na produção do laminado deve-se ter uma sala bem vedada, com temperatura e humidade
controladas, onde o PVB é deixado algum tempo para atingir a humidade dentro dos limites
previstos pelo fabricante. Se ela ficar fora desses limites, o laminado produzido terá sérias
deficiências, pouca ou excessiva aderência, aparência de embaçamento, pouca resistência à
penetração, etc. Por outras palavras, se não for empregada a humidade adequada, o laminado
produzido poderá não ser, realmente, um vidro de segurança.
A produção do vidro laminado é feita do seguinte modo:
1. As chapas de vidro preparadas (isto é, cortadas, lavadas e secas) são montadas na sala
especial, juntamente com o butiral;
2. Transportadas para uma estufa que proporciona uma primeira aderência entre vidro e
butiral;
3. Submetidas a uma pré-remoção de ar feita por uma calandra que comprime o
laminado, expulsando parte do ar que ficou entre as duas chapas de vidro;
4. Posteriormente, o conjunto vidro–butiral é enviado para a autoclave, onde é submetido
a um ciclo que atinge 10 a 15 atmosferas de pressão, a mais de 100º C de temperatura;
5. Após o ciclo de autoclave, as lâminas de vidro e butiral estão firmemente unidas,
constituindo o laminado.
47
Série Materiais
O Vidro
3.8.2. Propriedades
O laminado mais usado consiste em duas lâminas de float de 3 mm e uma película de PVB
0,015’’ (0,38 mm) ou 0,030’’ (0,76 mm).
Em caso de quebra do vidro laminado, os fragmentos ficarão presos ao butiral, minimizando o
risco de lacerações ou queda de vidros. Mesmo após quebrado, o vidro resiste ao
atravessamento do PVB, que pode ser distendido mais de cinco vezes da sua medida inicial
sem se romper.
Além do aspecto segurança, o vidro laminado apresenta propriedades que o diferenciam dos
vidros recozidos ou temperados.
Os vidros de segurança laminados são excelentes filtros de raios ultravioleta, reduzindo em
99,6% ou mais a transmissão desses raios, conforme é expresso na tabela 18.
Tabela 18 – Relação entre a espessura da película de PVB de vidros laminados e a
percentagem de radiação filtrada, (fonte: Monsanto Company / Missouri – USA).
Espessura da película de P.V.B.
% de radiação U.V. filtrada
(vidro laminado de ¼’’)
em 380 mm
0.015’’
99.6
0.030’’
99.9
0.060’’
99.9
float de ½’’
29.9
A figura 13 mostra a atenuação sonora ao pormenor.
Existem dois tipos de vidros de segurança laminados, os simples, com duas lâminas de vidro e
uma película de PVB, e os laminados múltiplos, compostos por três ou mais lâminas de vidro
e duas ou mais lâminas de PVB. Estes tipos de vidros estão disponíveis em várias cores e
espessuras, bem como disponíveis em termoreflectores.
48
O Vidro
Perda de Transmissão Sonora (Decibéis)
Série Materiais
Figura 13 – Atenuação sonora [1].
Tabela 19 – Empenamento admissível em mm [1].
Dimensões
Espessuras (mm)
(cm)
6
7
8
10
< 90
3.2
2.9
2.8
1.6
90 a 120
4.8
4.5
4.3
2.4
120 a 150
6.3
6.0
5.6
3.2
150 a 180
8.0
7.6
7.2
4.0
180 a 210
9.5
8.9
8.3
4.8
210 a 240
12.7
11.9
11.0
6.3
240 a 270
-
-
-
9.5
270 a 300
-
-
-
12.7
Os laminados simples são adequados para locais onde se queira diminuir o risco de quedas de
objectos, ou fissurações. Os coloridos ou termoreflectores reduzem a incidência térmica.
Encontramos este tipo de vidro em automóveis, fachadas de edifícios, caixas de escadas,
vitrinas, entre outros.
49
Série Materiais
O Vidro
Por outro lado, os laminados múltiplos são adequados para locais de exigência maior, como
por exemplo os pára-brisas, nos carros blindados, torres de segurança, como especificidade de
vidros anti-bala, instalações hidráulicas, aeroportos.
3.9. Vidro curvo – laminado
Visando oferecer segurança, os vidros curvo-laminados proporcionam também beleza e
modernidade. Depois de recozidos são laminados, sendo unidos por intercalcário plástico, que
os torna seguros. Podem ser utilizados nas portas de segurança de bancos, estações de
autocarros, coberturas. As cores disponíveis são várias.
3.10. Vidro curvo
Correspondendo à necessidade do seu ambiente é um vidro com um desenho moderno. São
aquecidos a uma temperatura de aproximadamente 650 graus e depositados em moldes de
aço, onde passam por um processo lento de cozedura. Podem ser utilizados em indústrias de
móveis e de refrigeração e podem ser vistos em incolor e em várias cores.
3.11. Lã de Vidro
É produzida fazendo passar o vidro fundido através de pequenos furos ou orifícios, à medida
que os filetes de vidro fundido escorrem através dos orifícios, eles são atingidos por jactos de
ar ou vapor a alta pressão fazendo com que o produto seja produzido. A temperatura do vidro,
a dimensão dos orifícios e a pressão dos jactos condicionam o tipo de fibra fabricada. Elas
podem ser longas, curtas, finas ou grossas.
As fibras são controladas em relação às dimensões e espessuras. A lã de vidro é, então
transformada em chapas ou placas rígidas através de outro processo. De seguida, apresentamse três processos de produção de fibras.
50
Série Materiais
O Vidro
Figura 14 – Fabrico de Lã de vidro – Processo do filtro de ar [1].
Figura 15 – Processo contínuo de produção de fibras têxteis [1].
51
Série Materiais
O Vidro
Figura 16 – Processo contínuo com uso de tambor [1].
A fibra de vidro é um material incombustível, não absorvente, quimicamente estável, resiste
ao ataque de insectos, roedores e fungos.
As fibras de vidro são utilizadas para reforçar plásticos, fitas, tendo variadas aplicações.
Destacam-se como isolante térmico e acústico e são produzidas a partir de vidros de baixa
alcalinidade.
Nota: Ver anexo VI, lã de vidro como isolante acústico.
A lã de vidro atende aos mais exigentes requisitos do mercado. Sempre proporcionando
conforto ambiental e economia de energia, aliados à segurança, minimiza os riscos de
incêndio e a sua propagação, além da protecção pessoal contra altas temperaturas. Encontra-se
na construção civil, principalmente aplicada sob a forma de forros, feltros para isolação de
coberturas e de paredes Drywall, somando-se a uma completa linha de produtos destinada às
construções residenciais.
52
Série Materiais
O Vidro
Nas instalações de ar condicionado preserva a qualidade do sistema através da isolação
térmica dos dutos de distribuição de ar, atenuação dos ruídos gerados pelos equipamentos e
até mesmo como elemento construtivo da rede de dutos. É utilizada no segmento industrial na
fabricação de fogões, refrigeradores, fornos e outros electrodomésticos, além de automóveis,
trens, aviões etc. Ainda neste segmento cumpre um importante papel no isolamento de
processos industriais em praticamente todos os sectores, tais como: alimentos, química e
petroquímica, papel e celulose, farmacêutico, etc.
3.12. Lã Mineral
Rochas vulcânicas, calcárias, xistos, escórias metalúrgicas de ferro e cobre, cacos de vidro,
misturam-se com coque, fundem-se e, ao escorrer, recebem um jacto de ar de alta pressão
formando glóbulos que são terminados em fibras recolhidas como a lã de vidro. Emprega-se
na fabricação de lençóis, calhas, feltros, granulados, laminados com telas metálicas e
misturados com cimento ou aglomerantes orgânicos.
3.13. Tijolos ou bloco de Vidro
São fabricados por um processo algo complexo. Primeiro, duas peças de vidro rectangulares
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.
Nota: Anexo III (alguns dos tipos de blocos de vidro existentes no mercado)
Figura 17 – Tijolos ou Blocos de Vidro.
53
Série Materiais
O Vidro
3.13.1. Modo de aplicação
Em obra, o assentamento do tijolo de vidro faz-se com argamassa à base de quatro partes de
cal hidratada, três partes de areia e uma parte de cimento comum. Ao iniciar a aplicação deve-se conferir o nível e o prumo da primeira peça. Os tijolos são assentes com 1cm de distância
entre eles, e às paredes laterais. São colocados também nas juntas de cada peça dois
separadores para manter uma boa simetria. As peças devem ser limpas antes que a massa
fique seca e, por fim, faz-se o reajustamento com cimento branco.
O limite de altura de paredes é de 2,50m, a partir deste valor será necessário estruturar o
painel.
Os blocos de vidros não podem estar sujeitos a cargas de construção, apenas o seu peso
próprio, nem devem ser aplicados em locais sujeitos a impactos.
3.14. Vidros duplos
Os vidros duplos são envidraçados termo-acústicos compostos por duas ou mais chapas de
vidros laminados, temperados, impressos, reflectivos ou float. Os vidros e o perfil são unidos
por dupla selagem. A primeira, feita com butil polisobutileno injectado na lateral do perfil. A
segunda, que é externa, pode ser feita com polisulfuro ou silicone estrutural. Os dois vidros
são, normalmente, espaçados de 6, 8, 10, 12 e 20 milímetros. O vidro duplo pode ser instalado
em janelas, fachadas, portas, coberturas, entre outros, sejam eles de madeira, alumínio, aço ou
PVC.
3.14.1. Bloqueio térmico
O vidro duplo tem a característica de oferecer mais conforto ao ambiente e tem como
objectivo resolver todos os problemas térmicos. O vidro duplo dificulta as trocas térmicas
entre os dois ambientes (exterior e interior), criando uma barreira ao frio e ao calor. Por
exemplo, comparando com um vidro simples, o coeficiente de calor é reduzido a metade.
54
Série Materiais
O Vidro
3.14.2. Bloqueio acústico
O controle acústico, além de tornar o ambiente mais harmonioso, proporciona melhor
qualidade de vida aos usuários, protegendo-os da possível poluição sonora. Na sua
composição são utilizados vidros laminados com resina acústica. Proporciona uma redução de
30 a 50 decibéis. Eis um dos factores pelos quais este tipo de vidro é procurado para projectos
de escolas, hospitais e hotéis.
Deve-se, contudo, realçar que é recomendado um espaçamento, entre as duas vidraças do
vidro duplo, o máximo possível. Na verdade, é mais eficaz, para efeitos de isolamento
acústico duas chapas de vidro simples afastadas de 7 cm (caixilharia dupla) do que um vidro
duplo corrente.
3.15. Vidros de segurança
O vidro de segurança distingue-se dos outros vidros recozidos comuns pela diferença
fundamental de, perante uma fractura, não produz fragmentos que possam causar danos às
pessoas em causa.
Este tipo de vidro pode dividir-se em laminado, temperado e aramado.
O vidro de segurança desenvolveu-se em função de grandes avanços da indústria
automobilística e em menor grau na indústria do plástico. Isto fez com que toda a indústria do
vidro se especializasse em vidros que tem uma capacidade diversificada de segurança. Houve
no vidro laminado a junção de nitrato de celulose, depois o acetato de celulose e, mais tarde,
foi e é utilizado o polivinil butiral.
Actualmente as instituições competentes assumem como necessário o vidro de segurança em
portas de vidro, laterais de vidro que possam confundir-se com portas, janelas baixas,
envidraçados de piscinas, banheiras, envidraçados de grandes alturas, telhados, vitrinas e
vidraças que dão para o exterior (em alguns casos), entre outros.
55
Série Materiais
O Vidro
3.15.1. Tipos de acabamentos
Os vidros de segurança temperados podem ser lisos ou impressos. Os lisos são o float incolor
ou verde e os vidros bronze ou cinza. Actualmente as cores cinza e bronze são obtidas em
float. Os vidros temperados impressos encontrados no mercado são o diáfano e o pontilhado.
É possível realizar opacação leve nos vidros temperados, através de jactos de areia ou ácido
hidrofluorídrico, desde que o polimento atinja no máximo 0,3 mm de profundidade. Convém
ressaltar que nesses casos a resistência do vidro é consideravelmente reduzida.
As bordas dos vidros temperados podem ser simplesmente filetadas ou escantilhadas para
aplicação em caixilhos, ou lapidadas, com lapidação recta ou redonda, nas instalações
autoportantes, como se pode ver na figura 18.
Figura 18 – Bordas dos vidros temperados [1].
56
Série Materiais
O Vidro
4. Dimensionamento de vidros para a construção civil
4.1. Determinação da espessura – Fórmula geral
Salvo o caso dos vidros para a construção tratado nas fórmulas do artigo 2,4 do § 3,1 do DTU
39 (versão Maio 1993), pode-se calcular com a ajuda das fórmulas de TIMOSHENKO a
espessura nominal a dar aos vidros planos monolíticos submetidos a uma pressão
uniformemente repartida (fórmula válida para os apoios contínuos sobre 4 lados ou 2 lados
opostos):
e = β .P.
l2
σ
As flechas quando são de importância reduzida:
l2
f = α .P. 3
e
e = espessura nominal de fabricação do vidro (mm)
f = flecha no centro do vidro (mm).
l = lado menor do vidro (m) (ou bordo livre para os vidros em apoio sobre dois lados).
P = pressão repartida uniformemente em Pa (que compreende o peso próprio do vidro e
cobertura), em função do texto de referência.
σ = tensão de flexão MPa (N/mm2) de acordo com a tabela da página seguinte.
α = coeficiente de timoshenko ( depende da relação comprimento/largura)
β = coeficientes sem dimensão dependente da relação do lado maior "L" sobre o lado menor
"l" determinados por um coeficiente de Poisson igual a 0,22.
L = lado maior do vidro (m).
57
Série Materiais
O Vidro
Tabela 20 – Coeficiente de Timoshenko [8].
L/l
Vidros em repouso sobre 4 lados
1,0
0,6444
0,2668
1,1
0,7722
0,3138
1,2
0,8958
0,3583
1,3
1,0138
0,3999
1,4
1,1236
0,4382
1,5
1,2250
0,4732
1,6
1,3181
0,5048
1,7
1,4014
0,5332
1,8
1,4778
0,5587
1,9
1,5458
0,5815
2,0
1,6069
0,6017
2,5
1,8236
0,6728
3,0
1,9403
0,7105
4,0
2,0333
0,7400
5,0
2,0569
0,7476
Caso dos vidros em apoio sobre 2 lados opostos
2,0653
0,750
4.1.1. Caso dos vidros sobre dois apoios
A flecha dos bordos livres é limitada a:
•
1/100 da distância entre apoios para os vidros simples (monolíticos) ou laminados;
•
1/150 da distância entre apoios para os vidros isolantes, sob os efeitos do vento normal
definido nas regras NV 65.
58
Série Materiais
O Vidro
Tabela 21 – Conversão de unidades [8].
10 N (Newton)
1Kgf
1 Pa (Pascal)
1 N/m2
1 daN/m2 (deca Pascal)
10 Pa
1 MPa = 106 Pa (mega Pascal)
1 N/mm2
1 bar
105 Pa = 1 da N/cm2
atm
101 325 Pa
Tendo em conta os coeficientes de segurança, as tensões do trabalho "s" habitualmente
utilizadas, são indicadas seguidamente para as aplicações mais correntes (tabela 22).
Tabela 22 – Tensões de trabalho admissíveis [7].
Tensões de trabalho admissíveis MPa (N/mm2)
Cargas temporárias
Cargas permanentes
(vento, sismos…)
(peso próprio, neve…)
Recozido
20
10
Temperado
50
40
35
20
35
25
20
10
16
8
Impresso recozido
16
8
Impresso temperado
40
30
Impresso esmaltado temperado
30
20
Tipos de vidros
Semi-temperado
(termo-endurecido)
Temperado esmaltado
Laminado medidas fixas
(em recozido)
Laminado cortado/serrado
(em recozido)
Vidro para aquário
59
Série Materiais
O Vidro
Um coeficiente redutor de 0,8 será aplicado na tensão de trabalho admissível quando a
superfície do vidro tiver sido tratada por levantamento de matéria pouco pronunciada (gravura
com ácido, foscagem a jacto de areia superficial…).
4.2. Determinação da Espessura – Vidros para edifícios
Método do DTU 39 (NF P 78-201-1)
O capítulo 3 do DTU 39, versão de Maio 1993, no qual se fará alusão mais detalhadamente,
fornece as fórmulas correspondentes para o cálculo das espessuras para vidros de dimensões
máximas a 6 x 3,20 metros, situados a menos de 100 metros de altura e com as pressões
convencionais a considerar.
4.2.1. Determinação da pressão do vento
De acordo com o RSA – Regulamento de Segurança e Acções para Estruturas de Edifícios e
Pontes, a acção do vento será definida pelos factores que a seguir se apresentam. Contudo,
não é propósito deste trabalho o estudo ou, tão pouco, a apresentação detalhada deste
documento.
4.2.1.1. Zonamento do território
Para efeitos de quantificação da acção do vento, considera-se o País dividido nas duas zonas
seguintes:
•
Zona A: a generalidade do território, excepto as regiões pertencentes à zona B;
•
Zona B: os arquipélagos dos Açores e Madeira e as regiões do Continente situadas
numa faixa costeira com 5 km de largura ou a altitude superiores a 600 m.
60
Série Materiais
O Vidro
No caso, porém, de locais na zona A cujas condições de orografia determinam exposição ao
vento particularmente desfavorável, como pode acontecer em alguns vales e estuários, tais
locais devem ser considerados como pertencentes à zona B.
4.2.1.2. Rugosidade aerodinâmica do solo
Para ter em conta a variação da acção do vento com a altura do solo consideram-se dois tipos
de rugosidade aerodinâmica do solo:
•
Rugosidade do tipo I: rugosidade a atribuir aos locais situados no interior de zonas
urbanas em que predominam edifícios de médio e grande porte;
•
Rugosidade do tipo II: rugosidade a atribuir aos restantes locais, nomeadamente zonas
rurais e periferia de zonas urbanas.
4.2.1.3. Quantificação da acção do vento
A acção do vento resulta da interacção entre o ar em movimento e as construções, exercendose sob a forma de pressões aplicadas nas suas superfícies. O vento pode, em geral, ser
considerado como actuando na horizontal, devendo admitir-se que pode ter qualquer rumo.
4.2.1.4. Pressão dinâmica do vento
Os valores característicos da pressão dinâmica do vento, Wk, estão indicados na tabela 24
para as zonas A e B, em função da altura h acima do solo e do tipo de rugosidade deste.
No caso de estruturas identicamente solicitadas pelo vento, qualquer que seja o rumo deste,
(como, por exemplo, estruturas com simetria de revolução ou estruturas cuja resistência nas
diversas direcções seja proporcionada às acções do vento que nessas direcções se exercem),
os valores característicos da pressão dinâmica do vento devem ser obtidos multiplicando por
1,3 os valores da tabela 23.
61
Série Materiais
O Vidro
Tabela 23 – Tabela de conversão das velocidades do vento em pressões dinâmicas [8].
Velocidade do vento
Pressões
Km/h
m/seg
Kgf/m2
Pascal
40
50
60
70
80
90
100
110
120
140
160
180
200
220
240
11.1
13.9
16.7
19.4
22.2
25.0
27.8
30.6
33.3
38.9
44.4
50.0
55.6
61.1
66.7
7.7
12.1
17.4
23.6
30.9
39.1
48.2
58.4
69.4
94.5
123.2
156.3
192.9
233.4
277.8
76
118
170
231
302
383
473
572
680
926
1210
1531
1890
2287
2722
Tabela 24 – Tabela de obtenção da Pressão dinâmica do vento
Altura do
Valor característico da pressão dinâmica (pascal)
vidro acima do
solo (m)
Até …...
15
20
25
30
35
40
50
60
70
80
100
120
10
Zona A
Zona B
Rugosidade I
Rugosidade II
Rugosidade I
Rugosidade II
700
700
790
850
910
960
1010
1090
1170
1240
1310
1430
1540
900
1040
1120
1190
1250
1300
1350
1440
1520
1590
1650
1760
1860
840
840
950
1020
1090
1150
1210
1310
1400
1490
1570
1720
1850
1080
1250
1340
1430
1500
1560
1620
1730
1820
1910
1980
2110
2230
62
Série Materiais
O Vidro
4.3. Dimensões e superfícies do vidro
Depois de se ter determinado anteriormente a pressão do vento incidente na superfície do
vidro, passamos agora ao seu dimensionamento. Para que um vidro seja considerado como
apoiado num dos seus lados, é necessário que o apoio em que repousa o bordo do vidro seja
suficientemente rígido. O comprimento L corresponde ao maior lado e a largura I ao menor
lado. Estas dimensões são obtidas no fundo dos caixilhos e diminuídas das folgas normais. A
superfície S do vidro é a área real calculada através das dimensões L x I. Os vidros não
rectangulares são assimilados a um vidro fictício rectangular em que os seus lados estão
circunscritos ao vidro real.
4.3.1. Factor de redução para os vidros em caixilhos fixos
As espessuras calculadas pelas disposições anteriores serão multiplicadas nos casos de vidros
em caixilhos fixos por 0.9.
Para os vidros fixos de grandes dimensões, área superior a 5m2, cuja parte superior está a
menos de 6m do solo, o factor de redução será 0.8.
4.3.2. Escolha da espessura do vidro
A espessura nominal en é escolhida entre espessuras de fabrico, de modo a que a espessura
mínima (espessura nominal diminuída da tolerância sobre a espessura) seja imediatamente
superior ao valor teórico determinado.
Qualquer que seja o resultado deste cálculo, para os vidros simples recozidos devem ser
consideradas as seguintes limitações:
Tabela 25 – Limitação de largura e comprimento máximo [7].
Espessura nominal (mm)
2
3
4
5
6
Largura máxima (mm)
0.30
0.66
0.92
1.50
2.00
Comprimento máximo (m)
0.80
-
-
-
-
63
Série Materiais
O Vidro
4.3.3. Dimensões máximas de utilização
Os valores acima indicados fornecem as dimensões de utilização dos principais tipos de vidro
segundo a sua espessura em função das pressões do vento, por aplicação das fórmulas e
coeficientes dados anteriormente.
Os valores de ec (espessura de cálculo) correspondem, para os vidros simples recozidos não
aramados, às espessuras mínimas de fabrico tendo em consideração as tolerâncias. Para os
outros tipos de vidro correspondem a estas mesmas espessuras (ou à sua soma no caso de
vidros isolantes e de vidros estratificados) divididos pelo coeficiente de equivalência E, isto é,
ec= e/E.
Para os vidros em caixilhos fixos, os valores de ec das tabelas já consideram o coeficiente de
redução de 0.9 correspondente caixilhos.
4.3.4. Várias aplicações e recomendações
Os vidros de segurança temperados são especialmente indicados para os projectos que
especifiquem vidros em locais sujeitos a impactos, choques térmicos ou utilização sob
condições adversas, que requeiram resistência mecânica.
64
Série Materiais
O Vidro
5. Colocação do vidro em obra
5.1. Independência em relação ao vão
5.1.1. Generalidades
O vidro é um material cujas deformações se situam exclusivamente no domínio elástico.
Quando se flecte uma placa de vidro, não até à ruptura, 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; sendo 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.
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 perigosos quanto mais próximos estiverem das
arestas e quanto menor for a superfície, devendo-se evitar os contactos com os cantos dos
vidros.
São de evitar os contactos vidro – vidro, vidro – alvenaria e vidro – metal, sendo que para
estes últimos haja acessórios especiais para interpor na sua ligação.
O contacto vidro recozido – alvenaria será 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.
65
Série Materiais
O Vidro
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.
Do mesmo modo, o contacto vidro recozido-metal será evitado através de folgas, bem como o
calçamento criterioso nas três direcções, tanto em folhas fixas como em móveis.
Quanto ao contacto vidro–vidro, deve-se evitar o mesmo 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 colagem do vidro com a ajuda de mástiques à
base de silicones é o processo mais fácil e expedito. A colagem torna as juntas estanques e
também retém os pedaços resultantes de uma eventual fractura.
5.2. Folgas a considerar em vãos
As folgas a prever deverão considerar as tolerâncias de fabrico dos caixilhos, as dilatações ou
contracções recíprocas destes e dos vidros e, no caso de caixilhos directamente solidários com
a estrutura do edifício, as deformações toleradas para esta, nomeadamente as flechas
admissíveis para as vigas.
O Regulamento de Estruturas de Aço para Edifícios prescreve essas deformações admissíveis.
Assim, as flechas das estruturas em aço dos edifícios não devem exceder os seguintes valores:
•
Nas lajes e vigas de pavimento em geral, incluindo consolas: 1/300 do vão para a
acção conjunta das cargas permanentes e sobrecargas e 1/500 do vão para a actuação
isolada das sobrecargas;
•
Nas vigas que suportam paredes de alvenaria ou divisórias envidraçadas: 1/500 do vão
para a acção conjunta das acções permanentes e das sobrecargas.
As vigas de betão armado devem ter flechas da mesma ordem de grandeza das anteriores,
sendo, regra geral, o seu valor absoluto limitado superiormente entre 10 a 20 mm. Tais
disposições regulamentares conduzem, mesmo assim, à necessidade de previsão de folgas
importantes no caso de grandes vãos. Além disso, temos de adicionar as folgas necessárias às
livres dilatações e às tolerâncias de fabrico anteriormente referidas, o que irá acrescer ambos
os valores calculados.
66
Série Materiais
O Vidro
Quando os vãos forem muito grandes, o que provoca flechas importantes, o mais simples é
dessolidarizar o caixilho da estrutura do edifício, de modo a deixar a este último toda a
liberdade de movimentos e evitar que a travessa superior do caixilho venha a apoiar-se no
vidro.
Para a montagem de chapa de vidro, quer directamente na alvenaria, quer através de
caixilharia, utilizam-se “golas” ou “rebaixos”.
Os valores das folgas a respeitar aquando da montagem de painéis de vidro em golas são
apresentados seguidamente.
a) Folgas de topo
Em chapas de vidro com e ≤ 4 mm
a1) golas em madeira – o bordo inferior da chapa pode-se apoiar directamente no caixilho, isto
é, folga nula. No topo superior a folga será pelo menos de 2 mm, não podendo a largura
de apoio na gola ser inferior a 4mm. Nos topos laterais, a soma das folgas não pode ser
inferior a 2 mm, exigindo-se igualmente uma largura de apoio mínima de 4mm em cada
gola.
a2) golas metálicas ou de betão – os vidros apoiarão em calços; a soma das folgas nos topos
superiores e inferiores do painel, assim como a soma das folgas dos bordos laterais, não
deve ser inferior a 5mm, devendo ser a largura de apoio em cada uma das golas no
mínimo 4mm.
Figura 19 – Golas de madeira ou de metal [1].
67
Série Materiais
O Vidro
Em chapas de vidro com 4mm, as folgas mínimas nas golas são determinadas em função do
semiperímetro (p) daquelas.
Tabela 26 – Montagem de envidraçados em golas - Folga mínima / Semiperímetro [2].
Semiperimetro – (p)
(m)
(*) Considerar 2.50 m se
≤ 2.75
2.75 a 5
5a7
>7
o maior lado do vidro for
>2m
(*)
Estes valores devem ser
Folga mínima (mm)
3
4
5
6
aumentados
eventuais
das
deformações
do caixilho
isolante
Envidraçado
6
6
9
12
no
mínimo
igual
espessura do vidro
10
12
14
15
15
18
Anti-Choque
partícular
Envidraçado
A dimensão do rebaixo é
Estudo
simples
rebaixo (mm)
Profundidade mínima no
Vidro
Figura 20 – Tipos de golas [1].
68
à
Série Materiais
O Vidro
b) Folgas laterais
Dependem das espessuras dos mástiques de vedação e de contra-vedação e dos calços laterais.
Os seus valores oscilam entre os 3 e os 5mm de cada um dos lados do vidro.
5.3. Calços
As diferentes finalidades dos calços nos vidros colocados em golas são:
•
Assegurar um correcto posicionamento do vidro na caixilharia, em altura, largura e,
eventualmente, em espessura;
•
Transmitir ao caixilho, em pontos preferenciais criteriosamente escolhidos, o peso
próprio do envidraçado, assim como os esforços que ele suporta, em especial a acção
do vento, que devem gerar tensões aceitáveis quer no vidro quer no caixilho;
•
Evitar eventuais deformações, devidas ao peso do vidro, na estrutura dos caixilhos
móveis;
•
Impedir contactos vidro/alvenaria ou vidro/metal, em especial nos cantos do
envidraçado.
Figura 21 – Calços [7].
69
Série Materiais
O Vidro
5.3.1. Tipos de Calços
Calços de apoio, que se destinam a sustentar o envidraçado, transmitindo o peso deste ao
caixilho e impedindo o contacto vidro/caixilho. São os primeiros a serem colocados.
Calços periféricos, que se destinam a assegurar o posicionamento do envidraçado segundo o
seu plano, evitando-lhe qualquer movimentação possível dentro do caixilho; evitam também
as deformações do caixilho e, por consequência, o seu contacto com o vidro, sendo, neste
caso, ditos de segurança. A maior parte deles monta-se com um ligeiro aperto, não devendo
ser submetidos a grandes esforços de compressão, para além dos resultantes das manobras
normais de abertura e fecho das caixilharias. Outros suportam esforços permanentes.
Calços laterais, colocados entre as faces dos rebaixos e do vidro e entre as faces do vidro e
do bite, a fim de evitar o movimento do envidraçado no sentido perpendicular ao seu plano
(acção do vento). Podem ser substituídos por bandas pré-formadas (juntas com neoprene) ou
sempre que o sistema de vedação tenha os cordões de vedante dimensionados de modo a
evitar aquele movimento.
Os materiais usados na confecção dos calços são a madeira, o chumbo e a borracha sintética
(neoprene). Os calços de chumbo tendem a desaparecer, pois são de um material demasiado
dúctil que flui quando a carga que suporta é muito elevada e além disso produzem corrosão
electrolítica quando aplicados em caixilharia de alumínio e de aço inoxidável.
Tendo em conta os riscos de rotura dos envidraçados por contacto com metal ou alvenaria, a
aplicação de calços de apoio é obrigatória nos caixilhos destes materiais.
Devem-se colocar calços periféricos nos caixilhos quando há o risco de escorregamento do
vidro (abertura e fecho de caixilhos, vibrações, etc.).
Na caixilharia de madeira só se utilizam calços quando as dimensões e o peso do vidro são
tais que estabeleçam para aquela deformações inadmissíveis. Praticamente utilizam-se calços
quando a largura do painel é superior a 0.6m e a sua massa superior a 8kg.
70
Série Materiais
O Vidro
Em chapas planas só se colocam 2 calços de apoio; nas encurvadas de geratriz vertical
aplicar-se-ão 3 calços de apoio (um em cada extremo e o terceiro ao meio). Os calços de
apoio devem ser posicionados próximo dos cantos das folhas (cerca de 1/10 do seu
comprimento) ou nos pontos onde o caixilho apresente menores deformações.
Os calços periféricos colocar-se-ão em locais criteriosamente seleccionados segundo o tipo de
caixilho.
Os calços laterais aplicam-se sempre que o material escolhido para a vedação da junta
vidro/caixilho não seja suficientemente resistente ao esmagamento, portanto facilmente
removido do seu local pelas pressões transmitidas pelo envidraçado (vento). Como um
envidraçado num edifício sofre acções tanto pela face exterior como pela interior, é boa regra
a colocação de calços laterais aos pares, em cada face do painel e opostos um ao outro.
5.3.2. Dimensionamento e colocação dos calços
A largura dos calços de apoio e periféricos será escolhida de tal modo que a totalidade da
espessura dos envidraçados repouse nos calços. O comprimento dos calços de apoio depende
da dureza do material de que são feitos e do peso do envidraçado que suportam.
A pressão unitária sobre o calço é:
p (kg/cm2) = 25 . S (m2) / [ 2 . L (cm) ]
em que 25 representa a densidade do vidro, S a superfície do envidraçado, L o comprimento
de cada calço de apoio.
Tabela 27 – Comprimento dos calços em função do tipo de material de que são feitos [1].
P (Kg/cm2)
Material do calço
Madeira dura(Carvalho, faia, teca, etc.)
L (cm) / S (m2)
15
0.8
10
1.3
Chumbo
5
2.5
Borracha sintética (Neoprene) (x)
P (tabela 28)
K (tabela 28)
Madeira macia (só devem utilizar-se em envidraçados
de pequenas dimensões)
71
Série Materiais
O Vidro
Tabela 28 – Comprimento dos calços em função da dureza do neoprene [1].
Dureza
p
K
( Shore A )
( Kg/cm2 )
( L (cm) / S (m2) )
50
2.27
5.5
55
2.84
4.4
60
3.47
3.6
65
4.31
2.9
70
5.43
2.3
75
6.95
1.8
80
8.92
1.4
85
12.50
1.0
Para a borracha sintética, os valores da tabela supõem um esmagamento de 10% para o calço
(um calço de 5mm de espessura terá 4,5mm quando suportar o vidro).
Se admitir um esmagamento 2 vezes superior (20% p. ex. 1mm para um calço de 5mm), os
comprimentos da tabela devem dividir-se por 2. Os calços nunca deverão ter um comprimento
inferior a 5cm para se obter um correcto assentamento do envidraçado.
Para os calços em neoprene, a dureza mais correntemente utilizada tem os valores entre 60 e
75 Shore A.
Os calços periféricos terão comprimentos sensivelmente idênticos aos de apoio. A espessura
dos calços de topo deverá ser no mínimo igual à folga de topo do envidraçado na gola, mas
deverão ser suficientemente espessos para impedir o contacto vidro/caixilho em qualquer
ponto.
Nos calços laterais as dimensões, dureza e espaçamento serão determinados em função das
pressões do vento, da consistência dos mástiques e das folgas laterais. O espaçamento será
determinado em função da espessura do envidraçado e das possibilidades de deformação sob
a carga.
72
Série Materiais
O Vidro
5.4. Juntas de neoprene
Quando se utilizam juntas de neoprene na montagem dos vidros, o calçamento lateral fica
automaticamente realizado. Quanto ao calçamento de topo e periférico há dois aspectos a
considerar:
A junta de neoprene é em forma de U e cobre o bordo do envidraçado; o calçamento fica
executado, desde que a junta toque o fundo da gola.
A junta de neoprene está dividida em duas partes e deixa a descoberto o topo do vidro; o
calçamento deve ser feito como no caso do emprego do mastique.
5.5. Posicionamento
5.5.1. Generalidades
Os envidraçados devem ser colocados em obra de modo a que não possam sair das suas
posições por acção dos esforços normais a que estão sujeitos, como o vento, vibrações
devidas a tráfego, abertura e fecho de uma folha e dos acidentes, nomeadamente choques no
vidro, choques violentos da folha móvel no seu batente devido a correntes de ar, etc.
Nos edifícios, os vidros podem ser colocados em golas que os protegem e apoiam em todo o
seu perímetro, ou em montagens especiais em que uma parte do seu contorno fica livre.
Montagem em golas (rebaixos)
a) Gola aberta
Não tem qualquer peça contínua de fixação do vidro do lado oposto à face da gola. Só pode
receber vidros com espessura igual ou inferior a 4mm e com dimensões reduzidas (semiperímetro inferior a 2.50m).
73
Série Materiais
O Vidro
O espaçamento dos elementos de fixação depende das dimensões dos vidros e das pressões do
vento previstas. Não se deve passar o comprimento de 5 a 10cm entre os pontos extremos de
fixação e os cantos dos vidros, devendo a distância entre os diferentes pontos ser da ordem
dos 20cm, podendo nalguns casos aumentar este valor sem exceder os 40cm.
Figura 22 – Tipos de caixilhos [2].
b) Gola fechada
Neste tipo de gola compete a uma peça contínua chamada bite a fixação do envidraçado. Pode
receber qualquer tipo de envidraçado e com grandes dimensões.
Nos caixilhos de madeira os bites podem ser pregados ou aparafusados (preferência para os
bites de grandes dimensões).
Nos caixilhos metálicos, os bites são fixos por parafusos ou por um sistema de mola. Os bites
da caixilharia em alumínio são fixados por um sistema contínuo a partir de sulcos e ressaltos
criados nos próprios perfis.
Os bites devem cobrir todo o perímetro do vidro, ser protegidos e preservados contra a
humidade e possuir um dreno para impedir a acumulação de água no envidraçado.
Em gola aberta deve existir massa vedante entre o vidro e a face do rebaixo com uma
espessura de 3 a 4mm; a moldura de mastique deverá ter um declive de 45º, isto é, uma
largura igual à altura.
74
Série Materiais
O Vidro
Em gola fechada o vidro deve ser montado entre duas espessuras idênticas de massa vedante
com valores entre 3 e 5 mm.
Figura 23 – Esquema das dimensões das golas [2].
Tabela 29 – Dimensões das golas em função do tipo de golas [2].
Montagem com bordos livres
a) Envidraçados recozidos
A colocação do envidraçado com bordos livres permite soluções muito interessantes no plano
estético por poder conservar a transparência total em grandes superfícies (ex. grandes
montras); os vidros são colocados uns ao lado dos outros sem painel opaco e fixados
unicamente em golas pelos seus topos horizontais (superior e inferior). As juntas entre os
75
Série Materiais
O Vidro
bordos verticais são preenchidas com mastique de silicone ou cimento para vidro, o que
solidariza os diferentes vidros e assegura a estanquicidade.
Figura 24 – Junta preenchida com mástique de silicone [2].
Os envidraçados recozidos com espessura inferior a 3mm não devem ser colocados sem o
apoio de todos os seus bordos. Para vãos de altura superior a 2m, e pretendendo não aumentar
a espessura do envidraçado, é indispensável reforçar as juntas verticais para obter um bom
comportamento à acção do vento. Este reforço pode ser efectuado sem prejuízo da
transparência por meio de estabilizadores em vidro recozido de espessura superior à do
envidraçado, dispostos perpendicularmente ao plano dos painéis e sobre as juntas às quais são
colados com mastique de silicone ou cimento de vidro.
Para alturas de vão entre 2 e 3m, basta um único estabilizador por cada junta e colocado na
face interior do envidraçado; entre 3 e 6 metros devem colocar-se dois estabilizadores por
junta. Acima dos 6m é mais vantajosa a montagem de envidraçados suspensos.
Nota: Acerca do assunto ver anexo VII.
5.5.2. Vidro Exterior Agrafado (VEA) – Vidro temperado
Vidros temperados sem parede inclinada e em coberturas
O emprego do vidro temperado, situado na vertical da zona de actividade, não está autorizado,
salvo se estiverem reunidas as quatro condições seguintes:
•
Se a espessura nominal fôr no máximo de 4 mm;
76
Série Materiais
O Vidro
•
Se a altura da queda nominal fôr inferior a 4 m;
•
Se a mais pequena dimensão do vidro fôr inferior ou igual a 0,6 m;
•
Se o comprimento máximo do vidro fôr de 1,80 m.
Nos casos em que o emprego dos vidros temperados estiverem excluídos utilizam-se:
•
Vidros laminados de segurança em conformidade com a norma EN 12543-1 a 6 (NF P
78-211 a 216),
•
Ou os vidros laminados de segurança mediante Parecer Técnico favorável visando
essa montagem.
Esses vidros serão dimensionados segundo as regras dadas no DTU 39 versão Maio 1993 ou
segundo as regras dadas pelo fornecedor (Técnico), se for o caso.
5.5.2.1. Disposições particulares
Não se aplicam as limitações de emprego se forem montados elementos para se oporem à
queda de fragmentos de vidro de massa superior a 10 g.
A montagem dos silicones exige a verificação prévia da sua compatibilidade com os materiais
de opacificação, assim como com os vidros de suporte.
As informações dadas aqui têm por objectivo informar sobre o que são, no estado actual dos
conhecimentos, as regras usuais relativas aos produtos em vidro montados segundo a técnica
VEA. Esta técnica não tradicional pode evoluir e determinados elementos poderão encontrar-se modificados durante a sua evolução.
O Vidro Exterior Agrafado (VEA) é uma técnica de montagem de vidro.
Os vidros são mantidos através de um dispositivo de fixação mecânica pontual, atravessando
ou não o vidro. Os sistemas de VEA com fixações articuladas.
Existem outros sistemas de VEA tal como se ilustra na figura 25.
77
Série Materiais
O Vidro
Figura 25 – Esforços – Vidro exterior agrafado [7].
5.5.2.2. Domínio de aplicação e de emprego
O VEA destina-se às paredes verticais ou inclinadas. Os produtos são planos e rectangulares.
5.5.2.3. Condições gerais de concepção
A técnica do VEA exige produtos em vidro de rendimento elevado em matéria de
manufactura, de tratamento térmico e de controlo.
5.5.3. Vidro exterior colado (VEC)
A técnica VEC permite, através da dissimulação da caixilharia metálica, obter um aspecto de
fachada que evidencia os vidros.
Os componentes em vidro são colados com a ajuda de mástiques que funcionam, acima de
tudo, como elemento de transferência das tensões desses componentes relativamente ao seu
suporte.
78
Série Materiais
O Vidro
Os mástiques desempenhando o papel de juntas estruturais devem suportar os esforços
provocados pelo vento, eventualmente o peso próprio e as dilatações diferenciais entre o vidro
e a tabela de suporte. Em nenhum caso deverão suportar as deformações previsíveis do
edifício. Estas devem ser suportados ao nível da ligação tabela/estrutura portadora do VEC.
Figura 26 – Fixação – Vidro exterior agrafado [7].
O VEC é um sistema de colagem e não um sistema mecânico puro. Assim, os problemas de
envelhecimento de compatibilidade da superfície, da definição da barreira de estanquecidade
são fundamentais.
Podem ser utilizados dois sistemas VEC:
•
o sistema "2 lados" - para o qual os vidros são montados tradicionalmente sobre 2
lados, os outros lados são colados sobre uma estrutura de conservação;
•
o sistema "4 lados" - ou sistema integral, para o qual os vidros são colados sobre 4
lados em caixilhos não aparentes, traduz um aspecto exterior uniforme.
Variantes podem consistir em efectuar a colagem somente sobre 1, 2 ou 3 lados.
79
Série Materiais
O Vidro
Qualquer edifício VEC deve ser tratado especificamente em termos de prescrição e de
segurança. O acordo entre o técnico da obra, o arquitecto, o responsável pela fachada, o
fabricante do mástique, o caixilheiro, o gabinete de controlo e o vidreiro é primordial para o
exame e aprovação dos planos de pormenor.
Deve ser constituída uma equipa de concepção.
O conjunto do projecto e dos seus componentes está agora definido e nenhum destes poderá
ser alterado sem o acordo do conjunto dos parceiros, nem mesmo uma alteração mínima na
aparência, como a escolha da cor.
Esta equipa deverá, nomeadamente, examinar os seguintes pontos principais:
•
dimensões das juntas de estrutura, com os diferentes tipos de juntas, mástiques, calços;
•
aderência e durabilidade dos mástiques sobre os substractos vidreiros e metálicos;
•
compatibilidade da junta de estrutura com os diferentes tipos de juntas, mástiques e
fundos de juntas;
•
compatibilidade das juntas de estrutura e da estanquecidade com a barreira de
estanquecidade do vidro duplo;
•
altura da barreira de estanquecidade do vidro duplo e a rigidez da estrutura;
•
conjunto dos processos de montagem;
•
controlos da qualidade de execução;
•
vigilância no tempo e a conservação;
•
manutenção e reparação.
A colocação dos envidraçados temperados é diferente. A ligação entre vidros contíguos é
realizada de uma maneira pontual, através de peças metálicas fixadas por pernos que
atravessam o vidro em furos ou entalhes feitos antes da têmpera.
Os vidros temperados são os únicos a poder suportar o aperto transmitido pelas peças
metálicas, graças à sua elevada resistência mecânica. A ligação aos elementos da estrutura do
edifício pode ser feita com peças metálicas ou encastrando os vidros na alvenaria. Entre o
80
Série Materiais
O Vidro
vidro e as peças metálicas devem ser colocadas peças em cortiça com o mesmo formato das
metálicas.
Figura 27 – Esquema de aplicação – Vidro exterior colado [7].
Os cantos das manufacturas (furos e entalhes) são igualmente isolados das peças metálicas.
Tal como para os vidros recozidos, é necessário prever folgas entre os envidraçados e os
fundos dos rebaixos de fixação à estrutura do edifício, bem como entre os próprios
envidraçados. Os valores seguintes são os mais comuns:
•
folgas de topo nas golas ........................................................................... 5 a 6 mm
•
folgas entre os painéis ................................................................................... 1 mm
•
folgas entre painéis móveis ........................................................................... 2 mm
•
folgas nos contornos das portas:
¾ em cima ............................................................................................. 3 mm
¾ em baixo ............................................................................................ 7 mm
¾ lateralmente ....................................................................................... 2 mm
81
Série Materiais
O Vidro
5.5.3.1.- Contraventamentos de envidraçados
As instalações devem ser concebidas e realizadas de modo a dar ao conjunto uma rigidez
suficiente e garantir uma boa distribuição dos esforços que o solicitam. Assim, há que ter em
conta as pressões devidas ao vento, o peso próprio de cada um dos elementos do envidraçado
e os esforços impostos pela manobra dos elementos móveis. Tal como nos envidraçados
recozidos,
as
instalações
em
vidro
temperado
necessitam
frequentemente
contraventamentos para assegurar a resistência, a rigidez e a estabilidade destas instalações.
Casos em que deve ou não ser feito contraventamento:
a) Instalações com portas
Se AR ou BR < 30 cm não é necessário contra-venmtamento.
a1) Portas com bandeira fixa fraccionada
Tabela 30 – Portas com bandeira fixa fraccionada / Necessidade de contraventamento [2].
Modo de fixação
Necessidade de contraventamento
- Com bite de madeira
- Com bite metálico
Se AR + BR ≥ 140 cm
- Fixação por peças metálicas à face
- Por encastramento em obra
Se AR + BR ≥ 160 cm
Figura 28 – Portas com bandeira fixa fraccionada [2].
82
de
Série Materiais
O Vidro
a2) Portas com bandeira fixa inteira
Tabela 31 – Portas com bandeira fixa inteira / Necessidade de contraventamento [2].
Modo de fixação
Necessidade de contraventamento
- Com bite de madeira
- Com bite metálico
Se AR + BR ≥ 160 cm
- Fixação por peças metálicas à face
- Por encastramento em obra
Se AR + BR ≥ 180 cm
Figura 29 – Portas com bandeira fixa inteira [2].
5.5.4. Estanquidade Vidro – Caixilharia
5.5.4.1. Descrição do problema
A função dos envidraçados exteriores consiste em permitir a penetração da luz natural nos
espaços interiores do edifício e, ao mesmo tempo, protegê-los da chuva e do vento, através de
uma boa estanquidade.
A estanquidade ao ar proporciona um isolamento térmico e acústico do interior do edifício.
A dificuldade em obter a estanquidade da água depende da localização do vidro na fachada do
edifício. Se o envidraçado estiver colocado numa posição recolhida em relação à fachada, é
mais fácil a obtenção da estanquidade do que se estiver no plano da face; se ele estiver numa
fachada abrigada da direcção predominante do vento, também menor será a dificuldade em se
conseguir uma boa estanquidade do que numa face directamente exposta.
83
Série Materiais
O Vidro
Há que ter em conta também a conservação da caixilharia, isto é, apesar de não entrar água
para dentro do edifício, podem existir infiltrações para o interior das golas de montagem, o
que poderá ocasionar corrosão em certos metais ou apodrecimento da madeira. Na caixilharia
de ligas leves, latão e aço inoxidável, a corrosão não se verifica e tolera-se então penetração
de água no interior dos perfis, desde que sejam concebidos sistemas de drenagem da água
para o exterior. Na caixilharia de aço ordinário, além de ser imperioso um tratamento anticorrosivo eficaz, a colocação dos vidros deve ser absolutamente estanque.
5.5.4.2. Natureza dos vedantes
5.5.4.2.1. Vedantes de endurecimento total por oxidação
Fabricados à base de óleos secantes de origem vegetal ou animal, com grande percentagem de
aditivos (cré). Dividem-se em:
•
endurecimento por oxidação ao ar durante um determinado período de tempo (um mês
a vários meses); incluem-se as massas à base de óleo de linhaça (massa de vidraceiro);
•
endurecimento devido à incorporação de um catalizador (óxido metálico),
endurecendo em menos de 15 dias.
Aplicam-se por meio de uma espátula, em trabalhos correntes de colocação de vidros em
caixilharia de madeira e de aço corrente. Nos mástiques de presa ao ar, convém dar pintura de
protecção para retardar o processo de endurecimento e permitir que o vedante continue a ter
alguma deformabilidade.
5.5.4.2.2 Vedantes plásticos endurecíveis com o tempo
Têm por base uma mistura em proporções variáveis de óleos secantes, não secantes ou préoxidados, de pigmentos e de aditivos, sendo por vezes melhorados com borrachas sintéticas
destinadas à sua plastificação.
Dividem-se em:
•
endurecimento por oxidação dos óleos secantes com o oxigénio do ar, obtendo-se a
sua consistência ao fim de vários meses;
84
Série Materiais
•
O Vidro
endurecimento devido à incorporação de um agente oxidante (óxido de chumbo em
pó) no momento da sua utilização, obtendo-se a sua consistência ao fim de alguns
dias.
Estes vedantes, embora formando uma película resistente, permanecem com uma certa
plasticidade na sua massa e suportam alongamentos de 2 a 5%.
A sua aplicação pode ser feita à espátula, mas obtém-se melhores resultados com pistola,
sendo a secção mínima de 0,25 a 1 cm2.
Podem utilizar-se em todos os tipos de vidros e montagens, substituindo com vantagens os
mastiques de óleo de linhaça, em especial nas caixilharias de aço comum, pois garantem uma
maior estanquidade nas golas e, portanto, melhor protecção contra a corrosão.
5.5.4.2.3. Vedantes plásticos que conservam a sua plasticidade inicial
Constituídos à base de polímeros sintéticos (polibuteno) e também de breus de hulha,
materiais de granulometria estudada e todos os mastiques à base de betumes ou de asfaltos, de
colas, de óleos vegetais não secantes ou emulsionantes e de diferentes aditivos, entre os quais
o amianto.
A aderência, coesão e a capacidade de alongamento destes vedantes são superiores às dos
anteriores. O seu envelhecimento é muito lento e pouco altera as propriedades.
A sua aplicação deve ser feita à pistola.
A sua colocação em gola aberta só deve ser feita em locais de acesso difícil, dadas as suas
propriedades adesivas. Em gola fechada, garantem boa estanquidade e durabilidade, mesmo
em condições de certa severidade, como sejam envidraçados correntes de habitação e montras
de lojas à beira mar.
85
Série Materiais
O Vidro
5.5.4.2.4. Vedantes plastoelásticos (ou elastoplásticos)
Constituídos à base de elastómeros ou de misturas de elastómeros não vulcanizados
(policloropreno, polietileno, clorosulfonados, butis) ou à base de resinas sintéticas (acrílicas,
vinílicas). A maior parte adquire a sua consistência por evaporação do diluente.
As propriedades mecânicas (aderência, coesão, capacidade de alongamento) são muito boas e
apresentam boa resistência ao envelhecimento.
A sua aplicação é feita através de pistola, sendo correntemente utilizados como obturadores
quando as juntas estão sujeitas a condições de exposição bastante severas.
5.5.4.2.5. Vedantes elásticos
Constituídos à base de elastómeros (silicones, polisulfuretos, poliuretano, policloropeno) que
após a polimerização adquirem uma consistência análoga à da borracha. Dividem-se em 2
categorias:
•
os de um só componente e que se polimerizam devido à humidade do ar, como os
silicones, polisulfuretos (thiokol), poliuretanos e policloroprenos de um componente;
•
os de mistura prévia de dois componentes, em que os mais generalizados são os
polisulfuretos (thiokol), cujo agente de polimerização é o peróxido de chumbo.
Têm propriedades de aderência, coesão e elasticidade excepcionais que permitem conservar
uma estanquidade perfeita em condições extremamente severas. São aplicados por pistola ou
pneumático de baixa pressão. A sua dureza varia de 20 a 50 shore A, de acordo com a sua
composição. Não devem ser usados como vedantes de enchimento de golas, pois a sua grande
aderência torna difícil a remoção do vidro em caso de fractura.
Os silicones utilizam-se para calafetar juntas entre vidros e na colagem de estabilizadores nas
instalações de bordos livres. Aplicam-se também como obturadores de juntas de vedação
(secção: 20 a 30 mm2) quando as condições de exposição são extremamente severas.
86
Série Materiais
O Vidro
5.5.4.2.6. Outros vedantes
a) Cordões auto-adesivos
Constituídos à base de plastómeros sintéticos não vulcanizados (poli-isobutenos, butis,
policloroprenos) sem dissolventes.
Têm boa adesão, coesão e capacidade de deformação. A sua colocação é feita à mão e
necessitam de uma pressão permanente em todo o comprimento.
São aconselhados para juntas de vedação com exposição severa, com um obturador
sobreposto ou sem obturador, se a gola for inacessível. A secção do cordão deve, então, ser
escolhida com precisão para que uma vez colocada não transborde do rebaixo.
b) Vedantes elásticos não celulares
Produtos à base de borrachas sintéticas ou elastómeros vulcanizados e perfilhados; existem
igualmente à base de cloreto de polivinilo. Apresentam-se numa grande variedade de perfis de
forma a adaptarem-se aos envidraçados e aos rebaixos.
Os vedantes à base de elastómeros apresentam uma boa elasticidade, uma fraca deformação
permanente de compressão e uma boa resistência ao envelhecimento. Os perfis à base de
materiais plásticos são poucos elásticos e têm uma fraca resistência ao envelhecimento. São
colocados à mão, cobrindo os vidros antes da colocação em caixilhos ou dispondo-os em
rasgos previstos para este efeito. São utilizados em envidraçados mais evoluídos e em
caixilharia especialmente estudada.
c) Vedantes elásticos celulares
São polímeros sintéticos ou polimerizados (borrachas, butis, polietileno, poliuretano),
expandidos a ar ou a azoto.
87
Série Materiais
O Vidro
São bastante elásticos e mais ou menos resistentes aos agentes exteriores. Alguns são
impregnados de butil ou de produtos negros e podem ter uma ou duas faces adesivas.
São aplicadas à mão, tendo de ser comprimidos na montagem para que possam ser estanques.
Esta compressão pode ser mais fraca se forem utilizados como enchimento da gola e,
complementados, por um obturador.
d) Fitas auto adesivas
São utilizadas principalmente em coberturas de vidro aramado, nas juntas sobre os perfis da
estrutura. São colocados a quente ou a frio consoante a sua composição.
5.5.4.3. Preparação dos rebaixos e dos bites
Para que haja eficácia dos produtos calafetamento, mais particularmente aderência, as golas
devem ser limpas, secas e convenientemente preparadas. Esta preparação é constituída, de
acordo com o tipo de caixilharia, por:
•
Limpeza dos rebaixos para que possam receber a pintura, incluindo o
desenferrujamento das partes em aço;
•
Rebarbagem dos cordões de soldadura (caixilhos em aço) ou dos cordões de colagem
nos caixilhos de madeira;
•
Desengorduramento dos perfis de ligas leves e de aço inoxidável;
•
Pintura com tinta adequada, compatível com o vedante a ser utilizado.
a) Caixilharia em madeira
Pelo menos uma demão em toda a gola e no bite, na altura da montagem, que só pode ser
efectuada depois da pintura se encontrar bem seca.
b) Caixilharia em aço comum
Pintura com tinta anti-ferrugem, que deverá aderir correctamente, da gola e do bite.
c) Caixilharia em aço galvanizado
88
Série Materiais
O Vidro
Os rebaixos devem receber uma tinta especial (wash-primer), salvo no caso de uso de
mástiques betuminosos, onde tal não é necessário.
d) Caixilharia em liga de alumínio
Aplicação de uma tinta aderente, a menos que não seja necessário devido a um revestimento
inicial do caixilho, anodização, que deverá ter uma espessura adequada à atmosfera de
utilização da caixilharia. Como no caso anterior, a pintura não é necessária quando se utilizam
mástiques betuminosos.
e) Caixilharia em betão
Aplicar cuidadosamente uma demão, salvo se o fabricante do vedante garantir que o seu
produto a dispensa.
Todas as pinturas de protecção devem estar bem secas na altura da colocação dos vidros.
Na caixilharia em aço corrente e galvanizado, uma boa solução consiste em pintar
inteiramente a gola e o bite, antes da colocação do envidraçado, assegurando-se melhor
protecção contra a corrosão.
Na caixilharia de madeira, a tinta de protecção diminui a porosidade da mesma e assim
impede a absorção dos óleos da massa vedante.
Nos caixilhos de betão pretende-se impedir o ataque deste aos óleos da massa vedante, por
reacção de saponificação devido à sua alcalinidade.
5.5.4.4. Preparação dos vedantes
A maioria dos mástiques vendem-se prontos a serem utilizados, não necessitando por isso de
uma preparação prévia. Quando houver necessidade disso devem ser cumpridas as instruções
do fabricante, nomeadamente no respeitante à dosagem dos componentes e técnica de
preparação.
89
Série Materiais
O Vidro
5.5.4.5. Colocação dos vedantes
Tal como para a preparação, também agora se devem seguir as instruções do fabricante.
Quando a aplicação se efectua com enchimento total da gola, é indispensável impedir a
existência de bolsas de ar no sistema de vedação, pois em caso contrário o aumento de
temperatura (incidência solar) provoca a dilatação das bolsas, podendo ocasionar o
fendilhamento do vedante e permitir a infiltração de água nas golas.
5.5.4.6. Escolha dos vedantes e dos sistemas de vedação
1) Principais parâmetros
Os principais parâmetros a considerar na escolha dos vedantes e dos sistemas de vedação são:
•
Natureza da caixilharia: madeira, aço corrente, aço inoxidável, alumínio, betão, etc.;
•
Dimensões e natureza dos rebaixos: gola aberta ou fechada, interior ou exterior, bites
interiores ou exteriores;
•
Tipo de dimensões dos envidraçados: simples com vidro claro, absorventes, isolantes,
estratificados, etc.;
•
Situação geográfica: cidade, campo, beira-mar, montanha, etc.;
•
Exposição: sempre à sombra, por vezes ao Sol, exposto ou não ao vento e chuva, etc.;
•
Altura do edifício: edifícios baixos (alguns andares), médios (6 a 8 andares) e altos
(acima dos 10 a 12 andares);
•
Posição do envidraçado na fachada: recolhido e à face;
•
Humidade: cozinhas, casas de banho, tinturarias, piscinas, saunas, fábricas e locais
onde existam vapores agressivos;
•
Intensidade das vibrações: circulação rodoviária, ferroviária, etc…
2. Gola aberta com moldura de vedação
a) Sem contra-vedação
90
Série Materiais
•
O Vidro
Só para vidros com e ≤ 4mm e p (semi-perímetro) ≤ 2.5m; só em caixilhos de madeira
cujas golas não são suficientemente largas para receber a moldura de vedação e
contra-vedação.
•
Suficiente para vidros colocados no interior de edifícios, utilizando-se as massas
vedantes de óleo de linhaça e as oleoplásticas.
•
Não utilizável em fachadas, se a moldura de mastique for colocada interiormente, ou
em locais interiores quando houver hipóteses da formação de condensação (cozinhas,
casas de banho, etc.).
•
Válido em exteriores só em edifícios de pequena altura.
Figura 30 – Gola aberta com moldura de vedação – Sem contra-vedação [2].
b) Com contra-vedação
•
Só para vidros com e ≤ 4 mm e p ≤ 2.5 m, vidros compostos com S ≤ 0.50 m2 e vidros
estratificados claros com 2 componentes com e ≤ 7 mm;
•
Sistema válido em fachadas, mesmo se a contra-vedação estiver no lado exterior,
devendo ter espessura suficiente (3 a 5mm);
•
Para golas muito grandes (caixilhos em aço ou betão) é mais económico utilizar a
contra-vedação do lado exterior com produto oleoplástico e a parte interior com massa
vedante de óleo de linhaça;
•
Válido em exteriores só para edifícios de pequena altura.
91
Série Materiais
O Vidro
Figura 31 – Gola aberta com moldura de vedação – Com contra-vedação [2].
3. Gola fechada com bites
a) Sem vedação (gola seca)
•
Só para vidros simples com p ≤ 2.5 m, em caixilhos de madeira;
•
Utilizado em interiores, portas e anteparas envidraçadas, tendo em atenção o barulho
provocado pela vibração dos vidros;
•
Não aconselhável se se quiser um isolamento acústico;
•
Não utilizável em paredes exteriores se os bites forem interiores, devido às
infiltrações. Se os bites forem exteriores, deve-se restringir a sua utilização a locais
abrigados (R/C com beiral) e para construções baixas.
Figura 32 – Gola fechada com bites – Sem vedação (gola seca) [2].
92
Série Materiais
O Vidro
b) Com vedação do lado do bite
•
Só para vidros simples com p ≤ 2.5 m em caixilhos de madeira e quando a gola tem
largura insuficiente para permitir um enchimento completo (3 mm no mínimo de
mastique em cada lado);
•
Utilizado na separação de dois locais interiores;
•
Em fachadas exteriores só deve ser utilizado com o bite colocado no exterior, em
edifícios de altura reduzida. Os vedantes a utilizar são as massas de óleo de linhaça ou,
para melhor qualidade, uma massa oleoplástica.
Figura 33 – Gola fechada com bites – Com vedação do lado do bite [2].
c) Com contra-vedação
•
Só para vidros simples com p ≤ 2.5 m em caixilhos de madeira, em edifícios de baixa
altura;
•
As razões da ausência do enchimento completo pela massa vedante são idênticas ao
caso anterior;
•
Se o bite é exterior, o sistema só será aplicado desde que a madeira seja especialmente
tratada.
Figura 34 – Gola fechada com bites – Com contra-vedação [2].
93
Série Materiais
O Vidro
d) Com vedação e contra-vedação
Sistema válido para todos os tipos de vidros e de montagem. Utiliza-se o enchimento
completo de mástique, por um lado e todos os sistemas compostos de vários produtos por
outro.
d.1) Enchimento completo com mástique
A realização correcta de montagem de vidros
com enchimento completo do rebaixo varia com
as dimensões e a natureza do envidraçado.
Figura 35 – Gola fechada com bites – Com vedação e contra-vedação [2].
α) Vidros simples de pequenas dimensões com bites pregados ou aparafusados
1. Aplicação do mastique de contra-vedação;
2. Colocação dos calços de apoio e eventualmente dos calços laterais junto à face da
gola;
3. Posicionamento do vidro, fazendo refluir o mastique anterior;
4. Colocação dos calços periféricos;
5. Aplicação do mastique de vedação;
6. Colocação dos calços laterais junto ao bite;
7. Montagem dos bites fazendo refluir o mástique;
8. Corte e alisamento do mastique (em bisel saliente na travessa inferior).
β) Vidros simples de grandes dimensões com bites fixados por molas
Quando os bites são fixados por molas, os vidros não podem ser colocados fazendo refluir o
mastique, devendo por isso a penúltima operação anterior ser agora a colocação do mastique
com pistola entre o vidro e o bite.
94
Série Materiais
O Vidro
γ) Vidros simples de grandes dimensões
Para estes vidros (montras de estabelecimentos comerciais) é impossível fazer refluir o
mastique de contra-vedação por pressão sobre ele, devendo-se aplicar o mastique só após a
colocação do envidraçado.
A sequência será a seguinte:
1. Aplicação do mastique na base da gola;
2. Colocação dos calços de apoio e eventualmente dos laterais posteriores;
3. Colocação do vidro;
4. Colocação dos calços periféricos;
5. Montagem dos bites;
6. Colocação dos calços laterais junto aos bites;
7. Aplicação do mastique da vedação e contra-vedação, por meio de pistola;
8. Corte e alisamento da massa vedante (em bisel saliente na travessa inferior).
δ) Vidros compostos leves (facilmente manipulados)
Conforme os bites são pregados, aparafusados ou fixados por molas, as operações são
respectivamente as mesmas que para os envidraçados simples, com mais uma operação
suplementar, necessária devido à grande espessura destes envidraçados: aplicação de mastique
entre o fundo do rebaixo e os topos do envidraçado, após a colocação do vidro antes da
colocação dos calços periféricos.
ε) Vidros compostos pesados (não colocados à mão)
Se a base da gola tiver mastique em todo o contorno o processo é idêntico ao dos vidros
simples de grandes dimensões. Se isso não suceder há que colocar o mastique entre o fundo
do rebaixo e o topo do envidraçado e realizar a operação como em δ).
95
Série Materiais
O Vidro
d.2) Sistemas compostos
Utilizam-se quando as condições de exposição, muito severas, obrigam à aplicação de massas
vedantes caras, no enchimento completo da gola. Assim, deve utilizar-se uma massa vedante
de menor qualidade de estanquidade na parte inferior, devendo as de qualidade superior ser
colocadas sobre as anteriores, tal como nos exemplos seguintes, por ordem crescente de
eficácia.
Figura 36 – Sistema composto de vedação [2].
Figura 37 – Sistema composto de vedação [2].
96
Série Materiais
O Vidro
Figura 38 – Sistema composto de vedação [2].
Estes três últimos sistemas, em particular o último, são capazes de resistir a condições de
exposição extremamente severas (condições atmosféricas, agentes agressivos no ar, etc.). O
fundo do rebaixo, que fica vazio, deve estar em comunicação com o exterior através de furos
nas travessas.
d.3) Perfis pré-vulcanizados
Este tipo de vedação é conhecido por junta de neoprene, por ser o material mais usado,
embora haja outros tipos de produtos (ver vedantes G). Há dois tipos de soluções, sendo em
qualquer delas a estanquidade obtida pelo próprio perfil:
•
O perfil tem forma de U, envolvendo completamente os topos do envidraçado;
•
O perfil divide-se em duas partes distintas, sendo obrigatória a utilização de bites.
4. Incompatibilidade entre materiais
No projecto da caixilharia e do sistema de vedação, os materiais a utilizar devem ser
escolhidos em função da missão que se lhes atribui e de eventuais incompatibilidades, isto é,
os produtos utilizados na montagem de envidraçados em edifícios, devem ser compatíveis
com os materiais com que possam contactar.
a) Incompatibilidade físicas e químicas a evitar:
•
Massas vedantes com óleos vegetais/betão não tratado;
•
Massas vedantes com óleos de linhaça/ butiral de polivinilo;
•
Massas vedantes com óleos vegetais/obturadores;
97
Série Materiais
O Vidro
•
Massas vedantes de enchimento com dissolventes/obturadores;
•
Vedantes sintéticos/calços em borracha sintética vulcanizada não tratada;
•
Vedantes sintéticos/produtos betuminosos;
•
Vedantes/certos ácidos, bases, dissolventes, detergentes;
•
Poli-estirenos/ dissolventes aromáticos;
•
Massas vedantes resinosas/álcool;
•
Massas vedantes betuminosas/dissolventes e todos os óleos;
•
Vedantes ácidos/betão não tratado;
•
Alumínio/cimento e gesso.
b) Contactos bi-metálicos a evitar:
•
Zinco/aço macio, chumbo, cobre, aço inoxidável;
•
Alumínio/chumbo, cobre, aço inoxidável;
•
Aço macio/chumbo, cobre, aço inoxidável;
•
Chumbo/cobre, aço inoxidável;
•
Cobre/aço inoxidável
5.6. Corrosão do vidro
Durante os últimos 100 anos, os vidros adquiriram a reputação de estarem entre os materiais
de maior duração entre os usados na construção e nas indústrias. No entanto, a rejeição de
vidros causada por corrosão e manchas atinge milhares de metros quadrados todos os anos. É
necessário, portanto, saber como ocorre o ataque químico aos vidros, para determinar o
melhor meio de evitá-lo.
Sempre que a água ficar em contacto com a superfície de um vidro, muitas reacções químicas
poderão ocorrer, causando erosão ou manchas. A primeira dessas reacções começa quase que
imediatamente após a água molhar o vidro. Em termos técnicos, a reacção inicial na superfície
do vidro é caracterizada por um processo de troca de iões, envolvendo iões de sódio no vidro
e envolvendo iões de hidrogénio na água. Por outras palavras, a água tira iões de sódio do
vidro soda-cal. Essa reacção é o primeiro estágio de corrosão. Se esse primeiro estágio
continuar sem interrupção por alguns minutos, o pH irá crescendo devido a uma acumulação
98
Série Materiais
O Vidro
de (OH) na solução. Eventualmente, o aumento de alcalinidade da solução iniciará outra
reacção muito mais prejudicial.
Se o pH da solução permanecer menor que 9.0, o estágio 1 predominará. Durante esta fase, a
qualidade óptica e a integridade superficial não são afectadas. Quando o pH atinge valor igual
ou maior que 9, começa uma outra reacção, que é o estágio 2. Neste ponto, a concentração de
iões hidroxila é suficiente para começar o ataque à rede de silicato, então o vidro começa a ser
dissolvido.
Durante os estágios iniciais dessa reacção, ocorrem furos microscópios na superfície. Se a
reacção continuar, o ataque superficial ficará mais aparente e o vidro poderá irisar ou
apresentar uma corrosão acentuada. Nesse caso, a qualidade óptica do vidro está destruída,
mesmo que seja mantida sua integridade mecânica. De acordo com o emprego do vidro,
poderão ou não ser aceites pequenas marcas causadas pela corrosão. No caso de espelhação,
gravação a ácido, etc., mesmo pequenas marcas condenaram o vidro.
É pouco provável a ocorrência de corrosão nos vidros instalados em edifícios, automóveis,
etc., porque a humidade, em contacto com o vidro não é retida, como num pacote de vidros.
Nos vidros instalados, a humidade ou é rapidamente evaporada, ou é diluída. Assim, o valor
crítico do pH nunca é atingido, o estágio 2 não ocorre, e o vidro, portanto, não é danificado.
Em compensação, as condições para corrosão ocorrem no espaço entre duas chapas adjacentes
armazenadas. Sem controlo ambiental, esses espaços poderão reter humidade se a temperatura
cair abaixo do ponto de orvalho. Se isso acontecer, o estágio 1 de corrosão terá início, seguido
pelo estágio 2 se o pH atingir valores iguais ou superiores a 9.
No armazenamento de vidros, alguns processos são utilizados para se evitar a corrosão. Um
deles consiste em colocar um papel de separação entre os vidros, que possui duas finalidades:
separar mecanicamente as chapas de vidro, para evitar abrasão ou outro dano mecânico
durante o manuseio e transporte; reduzir o pH da solução, a fim que o estágio 2, pH maior ou
igual a 9, jamais seja atingido. Os papéis devem possuir pH ácido. O papel de jornal
geralmente possui ácidos orgânicos, com pH típico de 5.
99
Série Materiais
O Vidro
Podem-se usar também produtos granulados, como pequenas esferas de polimetilmetacrilato
(PMMA), altamente resilientes, que proporcionam excelente protecção contra abrasão. O
ácido adípico, um ácido orgânico fraco, é misturado às esferas de PMMA em iguais
proporções de peso, como uma medida para retardar aumentos de pH, caso o estágio 1 inicie.
É importante destacar que um separador neutro, não reactivo, não se presta para armazenar
vidros com segurança, qualquer que seja o período de tempo considerado, a menos que o
armazenamento seja feito em ambiente controlado.
Nota: Ver anexo VIII relativamente ao número de chapas a empilhar.
5.7. – Armazenamento do Vidro
O armazenamento de qualquer material requer um grande cuidado, o vidro não foge à regra,
sendo um material sensível.
Ao vidro armazenado deve-se-lhe retirar a humidade provocada pela queda de água, bem
como locais de grande variação de temperatura.
O vidro deve ser armazenado limpo e seco, com ventilação e temperatura mínima de 10 ºC.
Os cavaletes destinados a receber os vidros devem ser revestidos de materiais macios. Todos
os vidros devem ser ajustados à pendente do anterior com o respectivo intercalar, devendo
evitar-se a formação de pilhas com tipos diferentes.
Em obra os cuidados são os mesmos, devendo o tempo de armazenamento em obra ser curto.
Os envidraçados devem ser colocados em pilhas até 25cm e com declive máximo de 6 % em
relação à vertical, apoiados em travessas de madeira revestidos por um material macio e
separados por um intercalar.
O cuidado em não colocar os envidraçados em pilhas expostos ao sol deve ser grande, pois o
risco de rotura do material é possível.
100
Série Materiais
O Vidro
A boa conservação dos vidros depende essencialmente das condições de armazenamento. Os
vidros devem ser armazenados em condições próprias, de acordo com a sua exploração,
montagem ou a sua colocação, para evitar degradações devido aos seguintes riscos:
a) Químicos
“Impressão” devido à humidade provocada:
•
pela chuva, com queda de água sobre os vidros em lotes;
•
pela condensação, por variação do grau higrotérmico do ar ligado às variações de
temperatura.
b) Mecânicas
Lascas, acidente de superfície, quebra.
Consequentemente:
a) Desde a entrega, os vidros devem ser retirados da sua embalagem, salvo os vidros de
capas cujas chapas são protegidas pelas embalagens que contêm desidratantes;
b) Os vidros que apresentam vestígios de humidade devido às variações de temperatura
durante o transporte, devem ser lavados e secados antes do armazenamento;
c) Os armazéns deverão ser cobertos, fechados, secos e aquecidos durante a estação fria a
uma temperatura de cerca de 10 °C, podendo ser arejados durante o dia com bom
tempo;
d) Estes locais deverão estar ao brigo de poeiras exteriores ou outras poeiras abrasivas;
e) Os cavaletes com inclinação de 6 % destinados a receber os vidros na vertical serão
revestidas de um material flexível (do tipo crina ou neoprene), em bom estado, isento
de corpos estranhos;
f) Os cavaletes previstos para os vidros duplos terão, na sua base, uma superfície de
apoio para evitar o deslize dos “vidros componentes”, um relativamente ao outro;
g) O espaço entre os cavaletes será suficiente para permitir uma livre circulação sem
risco de provocar acidentes de superfície;
101
Série Materiais
O Vidro
h) As caixas e as paletes de fábrica são acondicionamentos de transporte, não se destinam
ao armazenamento, mesmo em locais secos;
i) Os vidros serão armazenados em cavaletes através de intercalares (papel, pastilhas de
cortiça, etc., excepto cartão canelado) empilhados, tão homogéneo quanto possível,
por dimensões e não excedendo os 30 cm de espessura;
j) No caso de dimensões heterogéneas, estas serão sobrepostas colocando a maior no
fundo do lote e assim sucessivamente;
k) Fazer de forma que os vidros colem bem entre eles, com a sua base, com material,
para que todos tenham a mesma inclinação;
l) Proibir o empilhamento de produtos de natureza diferente;
m) Colocar em lote os vidros perfeitamente secos. De uma forma geral, garantir a melhor
rotação possível dos vidros em armazém.
5.7.1. Cuidados especiais a ter com o armazenamento de vidros de
segurança laminados
Os cuidados elementares a considerar no armazenamento de vidros de segurança laminados
são:
a) O vidro laminado deve chegar à obra com dimensões exactas para a aplicação no vão.
Respeitadas as tolerâncias admissíveis, não deve ser cortado na obra, pois a borda do
vidro pode ser danificada, com penetração da humidade, provocando a corrosão;
b) A estocagem do material deve ser feita em local seco e ventilado, em cavaletes
próprios, para não danificar as bordas;
c) Não deve existir saliência do rebaixo do caixilho, bem como toda a gordura deve ser
limpa e aplicar-se uma tinta anti-corrosão e limpar as bordas da chapa quando
impregnadas de massa;
d) A selagem ou vedação das placas deve ser feita com selantes que não ataquem a
película de PVB. Silicones que contenham ácido acético e óleo de linhaça não devem
ser utilizados;
e) Produtos de limpeza à base de cloro não se devem utilizar, porque podem provocar a
corrosão da caixilharia e o álcool deve ser banido de utilização pois ataca a película de
PVB.
102
Série Materiais
O Vidro
Conclusão
De acordo com a documentação utilizada, pode-se afirmar que a escolha do vidro é
importante para minimizar o consumo de energia eléctrica, para iluminação e refrigeração ou
aquecimento.
Conclui-se também que quanto maiores forem as espessuras e a massa do vidro, por um lado,
e sua descontinuidade à caixilharia, por outro, menores serão as vibrações e maior é o
isolamento.
De salientar, ainda, o facto de nos últimos quinze anos, em particular, o vidro conheceu um
desenvolvimento espectacular das suas utilizações, nomeadamente nas funções mais
estruturais (pilares, viga, pavimentos, contraventamentos, guardas…) e realizações inovadoras
(vidros de capa, curvo, vidro exterior agrafado, vidro duplo com estore incorporado…).
Estas realizações modificaram profundamente a imagem do vidro. Perdeu-se a ideia de
fragilidade e ganhou-se a imagem de material com multifunções.
Durante séculos a conquista e o controlo da luz dominavam as atenções da arquitectura. No
início, a utilização do vidro tinha apenas por objectivo deixar passar a luz e a protecção contra
as intempéries. Os progressos técnicos de fabrico, e em particular o nascimento do vidro
plano no século XVIII, permitiram ter em consideração o factor ambiental, do ponto de vista
exterior.
Graças à investigação de que o vidro beneficiou, nestas últimas décadas, passou a ser um
material “tecnologicamente avançado”, funcional e refinado, contribuindo de forma acentuada
para a melhoria do conforto das edificações. A diversidade dos vidros e das suas funções, a
sua vertente em crescimento de aplicações interiores, proporcionam hoje ao projectista uma
grande liberdade para pôr em prática uma verdadeira arquitectura de luz, que satisfaz
plenamente as exigências do conforto moderno.
103
Série Materiais
O Vidro
Procurou-se, e julga-se que se conseguiu, efectuar uma abordagem abrangente das várias
utilizações e tipos de vidros aplicáveis à Construção Civil.
Esta análise engloba não só uma simples listagem das características e propriedades a que este
material construtivo deve obedecer, como se estudou o próprio dimensionamento de vidraças
e a sua colocação em obra.
Salienta-se terem-se apresentado os pormenores construtivos básicos de como deve ser feita a
ligação das chapas de vidro à caixilharia.
Entende-se, por fim, terem-se incluído as recomendações genéricas de evidente utilidade na
arte do bom emprego e aplicação desta importante peça das edificações utilizadas pelo
Homem.
104
Série Materiais
O Vidro
Anexos
105
Série Materiais
O Vidro
Anexo I - Variedades de tipos e acabamentos [1].
Tipo
Espessura (mm)
Desenho
Acabamento
Canelado
4
Canaletas verticais
Brilhante
Pontilhado
4/6/8/10
Martelado
4
Miniboreal
4
Superfície pontilhada
Texturizado
Silésia
4
Losangos
Texturizado
Jacarezinho
4
Bolinha
4
Opaco
4/6/8/10
Liso
Fosco
Esmaltado
4/6/8/10
Liso
Esmaltado
Pequenas reentrâncias e saliências
Desenhos em alto-relevo de forma
Brilhante
circular e ranhurados
Pequenos rectângulos em alto-
Brilhante
relevo
Desenho em alto-relevo de forma
Brilhante
circular
Tipo
Como é produzido
Brilhante
Acabamento
(a fogo)
após estirado
natural
Vantagens
Desvantagens
Aplicação
Superfície brilhante
Ambas as faces
Reduz
Tratado
Texturizado
superficiais
com
ácido
hidrofluorídrico
a
Reduz o fuscamento e
resistência
passagem
vidro a impactos e
de
luz;
aumenta a difusão
do
esforços
Usualmente
em
uma face
mecânicos
Fosco
Difícil de limpar,
Jactos de areia fina e
Aumenta a difusão e
ar comprimido
reduz a passagem de luz
reduz
a
transmissão
luminosa e torna o
Usualmente
em
uma face
vidro muito frágil
Esmalte
Esmaltado
vítreo
aplicado em uma das
Reduz
faces, posteriormente
luminosa e proporciona
Usualmente
aquecido e fundido à
difusão mais uniforme
uma face
Reduz
Somente em uma
a
transmissão
em
superfície do vidro
Superfície
Texturizado
rugosa
impressa em uma das
faces
a
transmissão
luminosa
face
106
Série Materiais
O Vidro
Anexo II - Exemplos da gama de placas de lã de vidro que a empresa
Fibrosom tem no mercado (fonte: Internet - www.fibrosom.pt, 25/11/03).
Referência
Produto
Condutibilidade Reacção
Térmica
ao
W/(mK)
fogo
1.20
0.034
M2
1.55
0.039
MD
1350*600*100
1.55
0.039
M0
revestimento 1350*600*120
1.90
Placas
Medidas (mm)
Resist.
Térmica
com
revestimento
PGPVC 40
c/ película de 1200*600*40
pvc
cor
branca
Placas
PPG 100
com
revestimento 1350*600*100
papel Kraft
PFG 100
Placas
revestimento
Placas
PPG 120
sem
com
papel Kraft
PFG 120
Placas
revestimento
Placas
PPG 50
sem
1350*600*120
0.042
1.90
0.042
1.30
0.039
M0
M0
com
revestimento 1350*600*50
papel Kraft
107
M0
Série Materiais
O Vidro
PFG 50
Placas
1350*600*50
1.30
0.039
M0
revestimento 1350*600*60
1.40
0.036
M0
1350*600*60
1.40
0.036
M0
revestimento 1350*600*75
1.55
0.034
M0
1.55
0.034
M0
10000*1200*80 1.90
0.042
M0
10000*1200*80 1.90
0.042
M0
1.55
0.039
M0
0.70
0.035
M0
revestimento
Placas
PPG 60
sem
com
papel Kraft
PFG 60
Placas
revestimento
Placas
PPG 75
sem
com
papel Kraft
PFG 75
Placas
sem
revestimento
1350*600*75
rolos
MPG 80
com
Revestimento
papel Kraft
rolos
MFG 80
sem
revestimento
rolos
MPG 60
com
12
500*1
Revestimento 200*60
papel Kraft
rolos
MAGRCLIM revestido
25
c/filme
alumínio
15
de 200*25
e
108
000*1
Série Materiais
O Vidro
papel kraft
rolos
MF2G 25
15
Sem
Revestimento
000*1
200*25
0.80
0.038
M0
0.50
0.030
M0
0.50
0.030
M0
rolos
MAGRCLIM
50
revestido
c/filme
de
alumínio
e
15
000*1
200*50
papel kraft
rolos
revestido
MAG 55
c/filme
de
alumínio
e
15
000*1
200*50
papel kraft
rolos c/
MPG 160
Revestimento
papel Kraft
rolos c/
MP G140
Revestimento
papel Kraft
MF G 120
Mantas sem
Revestimento
papel Kraft
rolos c/
MPG 100
Revestimento
papel Kraft
rolos c/
MFG 100
500*1
200*160
5
000*1
200*140
6
Revestimento
papel Kraft
6
000*1
000*1
200*120
7
500*1
200*100
7
200*100
109
0.030
1.90
Revestimento 200*120
rolos c/
MP G 120
4
500*1
M0
1.95
0.032
M0
1.90
0.032
M0
1.90
0.032
M0
1.90
0.032
M0
1.90
0.032
M0
Série Materiais
O Vidro
Anexo III - Tipos de tijolo de vidro da marca Saint-Gobain
Produto
Dimensões (mm)
Tijolo Vidro Saint-Gobain
Comprimento
Primalite
Largura
Espessura
CBC 190
190
80
CBC 240
240
80
incolor
Primalite
incolor
Guadiana C incolor
190
190
80
Guadiana C incolor
240
240
80
Guadiana R incolor
240
115
80
Guadiana C rosa
190
190
80
Guadiana C azul
190
190
80
Guadiana C verde
190
190
80
Baldosa Arex
300
300
25
(fonte: Internet - WWW.Saint-Gobain.pt, 25/11/03)
110
Série Materiais
O Vidro
Anexo IV - Factores solares de diferentes tipos de vidros em função dos
factores de transmissão energética:
Tipo de vidro
Energia
Energia solar
Factores solares
-
6
0.34 0.44 0.28
0.21
0.51
0.56
0.37
-
8
0.34 0.44 0.28
0.23
0.49
0.55
0.35
-
10
0.34 0.43 0.28
0.25
0.47
0.54
0.34
-
5
0.35 0.25 0.26
0.42
0.32
0.43
6
0.34 0.22 0.27
0.46
0.27
0.39
8
0.32 0.20 0.25
0.52
0.23
0.36
5
0.12 0.25 0.10
0.58
0.32
0.46
6
0.10 0.22 0.09
0.64
0.27
0.43
8
0.08 0.20 0.07
0.70
0.23
0.41
6
0.51 0.33 0.36
0.19
0.45
0.51
4+4
0.14 0.82 0.13
0.15
0.72
0.76
0.47
0.11
5+5
0.14 0.81 0.13
0.17
0.70
0.75
0.44
0.10
6+6
0.14 0.80 0.13
0.20
0.67
0.72
0.45
0.10
8+8
0.14 0.79 0.12
0.25
0.63
0.68
0.43
0.10
10+8
0.14 0.78 0.11
0.28
0.61
0.66
0.42
0.10
4+4
0.08 0.55 0.08
0.42
0.50
0.58
0.40
0.10
5+5
0.08 0.50 0.08
0.47
0.45
0.54
0.35
0.10
5+6
0.07 0.44 0.07
0.54
0.39
0.48
0.35
0.08
8+8
0.06 0.36 0.06
0.64
0.30
0.40
0.31
0.07
10+8
0.06 0.29 0.05
0.71
0.24
0.33
0.29
0.07
111
exterior
-
Estore
0.58
interior
Sem
0.53
Estore
Trans.
0.20
estore
Absor.
0.34 0.45 0.27
Refl.
Refl.
5
Trans.
Esp. (mm)
Incolor
Face 2 -
Face 1
Face 1
Incolor
Parsol bronze+
Vidros isolantes
Incolor +
Reflectasol Antélio bronze
Vidros simples reflectantes
Antélio claro
Lumin.
4+4
0.08 0.52 0.08
0.42
0.50
0.58
0.40
0.10
5+5
0.08 0.45 0.08
0.47
0.45
0.54
0.35
0.10
6+6
0.07 0.38 0.07
0.53
0.40
0.49
0.35
0.08
8+8
0.06 0.31 0.06
0.62
0.32
0.43
0.31
0.07
10+8
0.05 0.24 0.05
0.68
0.26
0.38
0.29
0.07
6+6
0.11 0.67 0.08
0.54
0.38
0.47
0.33
0.08
8+8
0.10 0.62 0.07
0.61
0.32
0.43
0.29
0.07
10+8
0.10 0.58 0.06
0.66
0.28
0.36
0.28
0.07
4+4
0.10 0.57 0.10
0.30
0.60
0.68
5+5
0.10 0.54 0.10
0.33
0.57
0.65
6+6
0.09 0.50 0.09
0.38
0.53
0.63
10+8
0.08 0.35 0.08
0.48
0.44
057
5+5
0.36 0.41 0.29
0.27
0.44
0.52
0.36
6+6
0.36 0.40 0.29
0.29
0.42
0.49
0.35
8+8
0.35 0.40 0.29
0.32
0.39
0.47
0.34
10+8
0.35 0.39 0.29
0.34
0.37
0.45
0.33
5+5
0.37 0.23 0.27
0.48
0.25
0.37
6+6
0.36 0.20 0.28
0.52
0.20
0.32
8+8
0.34 0.18 0.26
0.58
0.16
0.28
5+5
0.12 0.23 0.11
0.64
0.25
0.40
6+6
0.10 0.20 0.10
0.70
0.20
0.36
8+8
0.08 0.18 0.08
0.76
0.16
0.33
6+4
0.51 0.29 0.38
0.28
0.34
0.43
face 2-
incolor
incolor
+
incolor
O Vidro
incolor
+
verde
+
Antélio bronze + incolor +
+
Reflectasol
Face 1-
Antélio claro
Pink rosa
Parsol
Parsol gris
Série Materiais
(fonte: Manual do vidro)
112
Série Materiais
O Vidro
Anexo V - Raios Solares atingindo uma vidraça e suas repercussões
(fonte: Falcão Bauer)
113
Série Materiais
O Vidro
Anexo VI - Lã de Vidro como isolante Acústico
Tipos
Espessura
Densidade
Coeficiente
de Aplicações
(mm)
(Kg/m2)
absorção sonora
250 – 400 Hz
Plana (manta 12.7
8.01
0.14 – 0.73
Principalmente:
resiliente)
12.02
-
para isolamento acústico
16.02
0.16 – 0.78
aplicadas em materiais
24.03
-
perfurados
32.04
-
24.03
-
32.04
-
Outras:
16.02
-
acústico
8.01
0.25 – 0.76
equipamentos,
16.02
0.30 – 0.80
tubos
12.02
-
24.03
-
32.04
-
12.02
-
16.02
-
50.8
50.03
-
12.7
24.03
0.54 – 0.75
48.06
0.47 – 0.81
Plana (manta
24.03
0.61 – 0.83
semi-rígida)
48.06
0.66 – 0.85
3.10
0.83 – 0.89
19.5
25.4
38.10
Placas
31.75
(Fonte: Falcão Bauer)
114
Forros
mantas
isolamento
para
dutos,
Série Materiais
O Vidro
Anexo VII - Lã de Vidro como isolante Térmico
Tipos
Espessura Condutividade Aplicações
(mm)
térmica
(W/m2.ºC)
Rolos
Placas
88.9
0.511
Principal: paredes externas, divisórias e
92.1
0.437
forros
101.6
0.420
127.0
0.403
152.4
0.301
165.4
0.290
88.9
0.511
92.1
0.437
101.6
0.420
127.0
0.403
152.4
0.301
165.1
0.290
Outras: pisos, galerias de serviço
Rolos com filme de 88.9
0.511
Principal: paredes externas, coberturas
almínio
uma 101.6
0.414
e forros
152.4
0.283
em
das faces
Placas com filme 88.9
0.511
Outras: divisórias, pisos e galerias de
de
serviço
alumínio
em 101.6
0.414
uma das faces
152.4
0.283
Principal: forros
pellets
101.6
0.341
Outras: para preenchimento em espaços
pequenos ou orifícios
(Fonte: Falcão Bauer)
115
Série Materiais
O Vidro
Anexo VIII - Estabilizadores
(fonte: Falcão Bauer)
116
Série Materiais
O Vidro
Anexo IX - Número de chapas a Empilhar/Tipo de vidro
Vidro recozido
Máximo de chapas por pilha
Espessura nominal (mm)
2,2
100
3,0
65
4,0
50
5,0
40
6,0
30
8,0
25
10,0
20
12,0
18
15,0
15
19,0
10
Vidro Temperado
Máximo de chapas por pilha
Espessura nominal (mm)
3,0
80
4,0
70
5,0
60
6,0
50
8,0
35
10,0
25
12,0
20
Vidro composto
Máximo de chapas por pilha
Qualquer espessura
15
(fonte: Oliveira Braz)
117
Série Materiais
O Vidro
Anexo X – Resumo dos tipos de Vidro Especiais na Arquitectura
O vidro na Arquitectura [9]
Tecnologia, Características, Aplicações
Actualmente, o vidro é parte integrante e fundamental do projecto arquitectónico. Faz parte da estética,
e tem forte influência no conforto, na economia e na segurança de qualquer edifício. Para tanto deve-se
fazer a escolha adequada do vidro em função das necessidades do projecto.
Existe no mercado um variado leque de opções com características técnicas específicas para cada uso:
Vidro Impresso:
O vidro impresso é um vidro translúcido que recebe em uma ou ambas as faces, a impressão de um
desenho (padrão ou estampa). É um produto muito versátil, podendo ser utilizado monolítico,
temperado, curvado, espelhado e laminado.
Os vidros impressos podem ser utilizados na construção civil em janelas, portas e coberturas; na
decoração de interiores em divisórias, pisos, degraus de escadas.
Vidro Refletivo:
Os vidros reflectivos, também chamados de vidros metalizados, são vidros que
recebem um tratamento, onde recebem óxidos metálicos, com a finalidade de
reflectir os raios solares, reduzindo a entrada de calor, proporcionando ambientes
mais confortáveis e economia de energia com aparelhos de ar condicionado.
A privacidade dos vidros reflectivos está directamente ligada à quantidade de luz
do ambiente. Estando em um ambiente menos iluminado, é possível ver através
do vidro. Estando em um ambiente mais iluminado, é possível ver a reflexão da
imagem, como se fosse um espelho.
externa.
Portanto normalmente durante o dia, a privacidade dentro do edifício é mantida, o
que não acontece durante a noite, onde a iluminação interna é maior que a
Vidro Temperado:
Vidro Laminado:
Vidros temperados são
vidros que são submetidos
a um processo de
aquecimento e
resfriamento rápido
tornando-o bem mais
resistente à quebra por
impacto.
O vidro laminado é um vidro
constituído por duas chapas de
vidro intercaladas por um
plástico chamado Polivinil
Butiral (PVB), a principal
característica desse vidro, é
que em caso de quebra, os
cacos ficam presos ao PVB,
reduzindo o risco de ferimento
às pessoas e também o
atravessamento de objectos.
Apresenta uma resistência
cerca de 4 vezes maior
que o vidro comum.
118
Série Materiais
O Vidro
Vidro Aramado:
O vidro aramado é composto por uma tela metálica que oferece maior resistência
a perfuração e protecção pois, em caso de quebra, os cacos ficam presos na tela
diminuindo o risco de ferimentos.
O vidro aramado é translúcido, proporcionando privacidade e estética ao seu
projecto, ampliando o conceito de iluminação com segurança e requinte.
Disponível nas cores azul, cinza e incolor, torna-se um aliado para os projectos
criativos. Recomendado para múltiplo uso em coberturas, guarda-corpos, portas,
sacadas, pergolados e outros.
Vidro Duplo ou Vidro Termo-acústico
Os vidros duplos (ou vidros insulados) são chamados de vidros termo-acústico, pois dependendo da sua
composição, podem oferecer isolamento térmico e isolamento acústico.
O isolamento térmico se dá, pois a câmara de ar, serve como isolante para a passagem de calor do vidro
externo para o interior do ambiente. Para melhorar a performance térmica, pode-se utilizar um vidro
reflectivo.
Com relação ao isolamento acústico, o desempenho pode ser melhorado utilizando um dos vidros
laminados ou vidros de diferentes massas.
Vidro duplo com cristal liquido:
O SGG PRIVA-LITE Santa Marina Vitrage, é um vidro laminado, composto por duas chapas de vidro,
incolor ou colorido, entre os quais é colocado um filme de cristais líquidos em um campo eléctrico.
Quando este campo é activado, os cristais líquidos se alinham, tornando o SGG PRIVA-LITE um vidro
transparente. Quando o campo magnético é desactivado, o vidro passa a ser translúcido, podendo ser
repetida a operação quantas vezes for desejado.
Recomendações de Utilização:
Para a confecção de um piso em vidro ou de escadas, devemos utilizar um vidro laminado, pois é o único
produto que oferece total segurança e impede que as pessoas caiam em caso de quebra. Para a
determinação da espessura do vidro, devemos estimar a sobrecarga que será exercida sobre ele, bem
como o uso da construção (residencial, comercial ou industrial), além das dimensões das peças e da
forma como serão apoiados na estrutura.
119
Série Materiais
O Vidro
De acordo com a Norma ABNT 7199, para coberturas, marquises, iluminações zenitais, é obrigatório o
uso de vidros laminados ou aramados, pois em caso de quebra, os cacos ficam presos no PVB ou na tela
de arame.
Segundo a Norma NBR 7199 da ABNT, é obrigatório o uso de vidros laminados ou aramados em guardacorpos, peitoris, balaustres e sacadas. A obrigação se deve em função de serem os únicos vidros que em
caso de quebra, mantêm os vãos fechados e os cacos ficam presos ou no PVB ou na tela de arame (caso
do vidro aramado).
120
Série Materiais
O Vidro
Bibliografia
[1] Bauer, L. A. Fallcão.(1999). Materiais de construção, Vol. 2. 5ª Edição. Espanha, Livros
Técnicos e Científicos Editora.
[2] Braz, A. J. Oliveira. (1980). Tecnologia da Aplicação de Chapa de Vidro em Edifícios.
Lisboa, LNEC.
[3] Carvalho, A.J.C. (1970). Fabrico do Vidro, Generalidades. Lisboa, Instituto Nacional de
Investigação Industrial.
[4] Covina, C.V. Nacional. (1983). O vidro na Conservação da Energia em Edíficios.
Portugal, Covina.
[5] Cristal Max. [Em linha]. Disponível em http://www.cristal-max.pt/. [Consultado em
25/11/2003].
[6] Eladio G. R. Petrucci. (1993). Materiais de construção. 9ª Edição. São Paulo, Editora
Globo.
[7] Saint-Gobain Glass. [Em linha]. Disponível em http://www.Saint-Gobain.pt/. [Consultado
em 25/11/2003].
[8] Saint-Gobain Glass. (2000). Manual Do Vidro. Edição 2000. Santa Iria de Azoia, SaintGobain Glass
[9] http://www.estruturametalica.com.br
121