Características y propiedades de los vidrios.

tipos y clases de materiales

1. CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOS VIDRIOS. ERIKA RODRIGUEZ TATIANA RINCON CRISTIAN DUARTE

2. V I DR IO t r a sl ú ci da , du ra y f r ág il a l a Su s tan c i a a m o r fa , t r an s pa r ent e o temperatura ambiente. Se obtiene por fusión de una mezcla de elementos como sílice, otros minerales y aditivos para variar sus características. Los vidrios no tienen punto de fusión porque no son sólidos (líquido subenfriado). En realidad, poseen punto de ablandamiento o de sinterización, al igual que los plásticos.

3. V I DR IO El vidrio existe en la naturaleza como material fundido en erupciones volcánicas, como la obsidiana. El hombre produce vidrio desde hace unos 4000 años, utilizado como adornos y luego en la fabricación de recipientes y más tarde con el dominio del prensado, fuentes y platos. La técnica del soplado se desarrolló en Egipto, lo que masificó su utilización sobretodo por el desarrollo de las botellas.

4. V I DR IO En el siglo I aC se desarrolla el vidrio incoloro y las láminas para ventanas, con un alto grado de eficiencia, utilizando el sistema de colado que consiste en poner el vidrio fundido sobre una plancha metálica y estirar el material con pinzas hasta alcanzar las dimensiones y espesor requeridos. Los siguientes avances en la tecnología de producción del vidrio se dan recién a finales del siglo XIX con el desarrollo de maquinaria para producir láminas de espesor constante, como el sistema Pittsburg que se ve en la imagen. El proceso más ocupado en la actualidad es el de Flotación.

5. PROCESO DE FLOTACIÓN Para la fabricación de vidrio con E l sistema FLOAT se requieren: Arena Silicias. Carbonato de Sodio. Carbonato de Calcio. Dolomita. Feldespato. Óxido de Hierro. Sulfato de Sodio. Antracita (carbón). La arena sola funde sobre 1800º C, reduciéndose su punto de fusión a 1600º C gracias al uso de un fundente (carbonato de sodio). De este proceso se obtiene un vidrio soluble en agua, por lo que se le incorpora óxido de calcio y magnesio para estabilizar la red (dolomita). Luego se incorpora hierro para controlar el color. Finalmente el sulfato y el carbón regulan la reacción de fusión en el horno. Aquí se puede incorporar vidrio reciclado.

6. PROCESO DE FLOTACIÓN El proceso de producción es el siguiente: Preparación de la mezcla. Transporte hasta el horno de fusión. Fusión. Afinado (retirar las burbujas y gases producidos). Acondicionamiento térmico (reducir la Tº de 1600 a 1000º C). Formación de las láminas (lunas) de vidrio sobre estaño fundido. Debido a la diferencia de densidades (vidrio 2.5ton/m3, estaño 6.5ton/m3) el vidrio flota sobre el estaño y pasa de los 1000º a 650º C donde solidifica mientras que el estaño sigue líquido. Este proceso de enfriamiento hace que el vidrio por flotación no tenga distorsiones ópticas en sus superficies. Enfriamiento lento. Optimización, Corte y Embalaje.

7. PROCESO DE FLOTACIÓN

8. • • El vidrio tiene gran tenacidad y se quiebra bajo presión. L a c o n d u c t i vi d a d té r m ica y e l é c t rica aument a e n p r o p o rci ón directa con la temperatura . Los vidrios de plomo son los que poseen mayor resistencia eléctrica • • y por esta razón se utilizan como soporte de los filamentos de una ampolleta. Son transmisores de la luz. El único reactivo que ataca el vidrio a temperatura ambiental es el ácido fluorhídrico . Los vidrios de mala calidad también pueden ser atacados por otros ácidos, pero el proceso es muy lento. PROPIEDADES

9. En un principio se creyó que el vidrio era un sólo compuesto, pero en la actualidad se piensa que es una mezcla de cationes (Na+, Ca+ +, Mg++, etc.) y de aniones polisilicato de diversas fórmulas. Cuando el vidrio está fundido, los iones polisilicato se mueven con lentitud, enredándose debido a su gran peso y tamaño. Cuando la masa fundida se enfría, los iones no alcanzan a ordenarse formando un sistema de iones entrelazados y dispuestos paralelamente. PROPIEDADES

10. - - Al quebrarse dejan estructura concoídeas y sin ángulos constantes debido al desorden de los iones. Con el paso del tiempo, los iones tienden a ordenarse. Este proceso es - - - - - conocido como “envejecimiento del vidrio”. El vidrio escurre. Los vidrios de los grandes vitrales de las catedrales europeas construidas en la Edad Media, son más gruesos en la base que en la parte superior, pese a que al ser instalados eran paralelos. Los líquidos no tienen punto de fusión porque no son sólidos sino líquidos de elevada viscosidad. La presencia de iones explican la conductancia eléctrica, especialmente cuando el material está reblandecido. La escasa movilidad de sus componentes explica la baja conductancia térmica. Los vidrios de plomo son los menos conductores de la electricidad debido a que son también los menos iónicos. El plomo tiende a formar enlace covalente con los iones silicato borato, fosfato y otros. PROPIEDADES Esta disposición estructural permite explicar varias propiedades de los vidrios:

11. POR SU PROCESO DE FABRICACION

12. ESTIRADO

13. FLOTADO

14. SOPLADO

15. COLADO

16. TIPOS DE VIDRIOS Atendiendo a su volumen de fabricación los vidrios pueden ser clasificados en Comerciales y Especiales. Los vidrios comerciales son producidos en gran escala, y se usan en la mayoría de las aplicaciones, mientras que los especiales son menos comunes, como a continuación se muestra: Comerciales: Soda-Cal: Este tipo de vidrio es el más utilizado, pues sus propiedades lo hacen adecuado para su uso con luz visible. Los recipientes hechos de vidrios de soda - cal son virtualmente inertes, no contaminado la materia que contienen ni su sabor. Son poco resistentes al choque térmico .

17. TIPOS DE VIDRIOS Comerciales: Plomo: Utiliza óxido de plomo en lugar de óxidos de calcio, y óxido de potasio en lugar del óxido de sodio, y se conoce comúnmente como cristal al plomo. Los vidrios al plomo tienen un alto índice de refracción y una superficie relativamente blanda, lo cual permite una fácil decoración por esmerilado, corte o tallado. Borosilicato: Están compuestos principalmente de sílice (70-80%) y óxido bórico (7-13%) con pequeñas cantidades de álcalis (óxidos de sodio y potasio) y óxido de aluminio. Su principal característica es una buena resistencia a los choques térmicos .

18. TIPOS DE VIDRIOS Especiales: Síli c e ví t r e o : So n v i d r i o s hec h o s cas i e x c l u s iv a m en t e de s íl ic e . Son necesarias temperaturas de fusión sobre 1.500ºC. V id r i os d e a l u m i n os i l i c a t o : C on t i ene n c e r c a de u n 20% de ó x i do d e aluminio (Al2O3), además de óxido de calcio, óxido de magnesio y óxido de boro en cantidades relativamente pequeñas. Vidrios de sílice álcali – bario: Contiene una cantidad mínima de óxidos de plomo, bario o estroncio. Vidrios de borato: Contienen pequeñas cantidades o nada de sílice. Son usa d o s p ar a so l d a r v i d r i os , m e ta l e s o cerá mi cas , a re l at i v a m e nt e , b ajas temperaturas. Vidrios de fosfato: Consisten principalmente en mezclas de pentóxido de vanadio (V2O5) y pentóxido de fósforo (P2O5).

19. TIPOS DE VIDRIOS Vidrio Catedral: Posee una o ambas caras con textura decorativa que transmite la luz de forma difusa e impide una clara visión, brindado distintos grados de difusión.

20. TIPOS DE VIDRIOS Vidrio Armado: Vidrio traslúcido, incoloro, al cual se ha incorporado durante su fabricación una malla de alambre de acero que, en caso de rotura, actúa como soporte temporal del paño de vidrio, evitando la caída de fragmentos rotos. Una de las propiedades más significativas del vidrio armado es que permite retardar la propagación del fuego en aberturas. Tradicionalmente empleado en edificios industriales, el vidrio armado también es aplicado en techos de viviendas, escuelas, hospitales y edificios públicos en general.

21. TIPOS DE VIDRIOS Vidrio Laminado: Es considerado el vidrio de seguridad y protección por excelencia. Brinda seguridad a las personas y protección a bienes materiales ante intentos de robo y vandalismo, impidiendo el ingreso fácil a una propiedad por rotura de vidrios. En su origen fue desarrollado para manufacturar parabrisas de seguridad para automóviles, hoy constituye un recurso insustituible para construir techos vidriados. Compuesto por dos hojas de FLOAT íntimamente unidas entre si mediante la interposición de una o mas laminas de polivinil de butiral (PVB), aplicadas con calor y presión en un autoclave .

22. TIPOS DE VIDRIOS Vidrio Laminado: Para satisfacer requerimientos de control solar puede estar compuesto por cualquier tipo de FLOAT, incoloro, de color y/o reflectivo, no siendo necesario que ambos vidrios sean del mismo espesor. e s mu y d i f í c i l d e E n c a so d e r o t u ra atravesar y los trozos permanecen adheridos a la lamina de PVB, manteniendo la integridad física del paño y sus funciones de cerramiento, sin disminuir de modo critico la visión. Además presenta excelentes propiedades de aislación acústica que un FLOAT monolítico de igual espesor total y mejora de modo muy significativo la capacidad de controlar el paso del ruido en unidades de DVH manufacturadas con uno o ambos vidrios laminados.

23. TIPOS DE VIDRIOS Vidrio Laminado: La presencia de la lamina de PVB filtra más del 99% de la radiación ultravioleta, causante de la decoloración y del envejecimiento acelerado de ciertos materiales expuestos a la luz solar.

24. TIPOS DE VIDRIOS Vidrio Templado: Se obtiene calentando el vidrio hasta un punto cercano a su temperatura de ablandamiento, para ser bruscamente enfriado. Su mayor ventaja sobre el FLOAT sin procesar es su mayor resistencia al impacto (4 a 5 veces mayor). Se emplea en puertas, tabiques, techos, mamparas de baño, contrafrentes de canchas de squash y paddle, entre otros usos. o semiestructurales. Posee una resistencia y La resistencia de un vidrio templado es suficiente para permitir su empleo en una serie de aplicaciones estructurales confiabilidad adecuada para ser utilizado con agujeros o entrantes, lo que posibilita su montaje y unión con herrajes abulonados, siempre y cuando los mismos hayan sido correctamente diseñados para tal propósito y se instale empleado la tecnología adecuada de montaje para cada aplicación particular. Todas las operaciones de corte y manufactura, deben ser efectuadas antes de templar el vidrio; de lo contrario producirán su rotura.

25. TIPOS DE VIDRIOS Vidrio Reflectivos: Presenta una de sus caras revestida con la deposición de una fina capa metálica aplicada en caliente durante la fabricación del vidrio. vidrio Tamb i é n d e no m i nad o reflectivo de capa d u r a , s e caracteriza por la elevada resistencia de su capa reflectante, la que también puede ser empleada mirando hacia el exterior del edificio. Igual que un cristal Float normal puede ser sometido a múltiples procesos térmicos y constituye el producto ideal para la fabricación de unidades de doble vidriado hermético - DVH.

26. TIPOS DE VIDRIOS Vidrio Reflectivos: El característico efecto de espejado de un vidrio siempre se produce sobre la cara más iluminada del vidrio y es independiente de la posición de la faz reflectiva e revestida con recubrimiento metálico. Dicho fenómeno de espejado transparente produce un efecto de visión unidireccional. De día impide ver lo que sucede en el interior del edificio y de noche, con las luces interiores encendidas se produce el efecto inverso, desde el exterior se aprecia claramente lo que pasa en el interior.

27. OTROS ELEMENTOS Bloques: Los bloques de vidrio están compuestos por bloques de vidrio huecos, consisten en dos secciones de cristal prensado que son selladas herméticamente a altas temperaturas. Son utilizados en ventanas, muros, divisiones, claraboyas y separaciones de ambientes.

28. NSR -10 CAP I T U LO K - 4

29. Requisitos generales de diseño, de seguridad y constructivos, que deben aplicarse a: Vidrios, vidrieras, ventanales y productos de vidrio para uso en edificaciones. Láminas de vidrio verticales e inclinadas para uso en sistemas vidriados en fachadas. Láminas de vidrio para pisos y elementos estructurales de vidrio. Elementos complementarios en sistemas de vidriado.

30. ESPESORES DE LAS LÁMINAS DE VIDRIO  DIMENSIONES  LA RELACIÓN LARGO / ANCHO  LADOS APOYADOS  PROBABILIDAD DE ROTURA,  CONDICIÓN DE LA SUPERFICIE DEL VIDRIO  DEFLEXIONES MÁXIMAS PERMITIDAS  CARGAS INDUCIDAS POR EL VIENTO  DURACIÓN DE DICHAS CARGAS.  DEBE TENERSE EN CUENTA EL TIPO DE VIDRIO UTILIZADO

31. CLASIFICACION EN FUNCION DEL GRADO DE DESEMPEÑO SEGÚN EFECTOS SISMICOS Superior DAÑOS MINIMOS Bueno DAÑOS REPARABLES . Bajo DAÑOS GRAVES

32. MAPA EO L ICO

33. ÁREAS MÁXIMAS DE LAS LÁMINAS DE VIDRIO

34. GRACIAS !!!!!