2.2.1 Definição
A respeito da definição do vidro, pode-se afirmar que:
O vidro é uma substância inorgânica, homogênea e amorfa, obtida através do resfriamento de uma massa em fusão. Suas principais qualidades são a transparência e a dureza. O vidro tem incontáveis aplicações nas mais variadas indústrias, dada suas características de inalterabilidade, dureza, resistência e propriedades térmicas, ópticas e acústicas, tornando-se um dos poucos materiais ainda insubstituível, estando cada vez mais presente nas pesquisas de desenvolvimento tecnológico para o bem-estar do homem. (CEBRACE, 2015)
A partir deste conceito do vidro em relação a suas características será apresentado para os próximos títulos todas as propriedades relevantes deste material para que se chegue num entendimento mais amplo e claro.
2.2.1.1 Composição química
O vidro é um material que apresenta características interessantes para o emprego na construção civil, não é um material poroso e possui uma alta resistência mecânica, segundo Pinheiro (2007, p.17) “O vidro distingue-se de outros materiais por várias características: não é poroso nem absorvente e é ótimo isolador (dielétrico). Possui baixo índice de dilatação e condutividade térmica, suporta pressões de 5.800 a 10.800 kg/cm2”. A composição química do vidro é formada pelo conjunto de elementos representados na seguinte ilustração:
Figura 8 - Gráfico indicativo elementos que compõem um vidro
Fonte: Recicloteca, 2017.
Levamos em consideração que nos processos de fabricações atuais já existem técnicas diversificadas para a adição de novas matérias-primas sendo assim a possibilitar diante dos avanços tecnológicos uma ampla evolução do material. Estas composições ilustradas se baseiam como o básico da formulação do vidro.
2.2.2 Propriedades físicas
2.2.2.1 Quanto sua densidade
O vidro possui uma densidade que corresponde a 2,5 kg de massa por m² para sua superfície junto a espessura do material. Vale destacar que esse valor corresponde para vidros planos, no caso da massa volumétrica para o mesmo designamos um valor de 2500 kg/m³. (SETOR VIDREIRO, 2012)
2.2.2.2 Quanto sua dureza
De acordo com sua natureza, o vidro se apresenta de forma impenetrável de maneira a possuir um alto grau de dureza na Escala de mohs, índice cujo objetivo se dá na mensuração de propriedades dos materiais e no qual se atribui de 1 a 10 a dureza do material. Para uma melhor compreensão um vidro com base de soda-cal obtém uma dureza na escala de 5,4-5,8. (GIACOMINI, 2007).
Esta característica do material demonstra o quanto sua propriedade pode influenciar num bom desempenho para resistir aos esforços que estará sendo submetido, podemos afirmar que o vidro tem as mesmas condições de resistir a esforços como aço, corroborando com a
afirmativa Giacomini (2007) “O vidro é um material naturalmente duro, comparável com o aço, a sua dureza é uma das propriedades mais importantes e a base do envidraçado”.
2.2.2.3 Resistência a abrasão
De acordo com Barros (2010) o vidro pode ser até 16 vezes mais resistente em relação ao granito, algo que influência muito por optar na escolha de um projeto com base em elementos estruturais onde o vidro supra as necessidades de suporte estrutural, uma esbelta fachada poderá ter um fluxo grande de elementos que ocasionem um risco a este critério.
2.2.3 Propriedades mecânicas
2.2.3.1 Quanto sua elasticidade
O vidro possui um alto índice de elasticidade não se deformando e resistindo bem a zona plástica, mas é preciso saber que apesar dessa vantagem ele apresenta um comportamento perante os esforços que é submetido no qual não apresenta sinais de fadiga ou de suposto início de ruptura, quando chega ao seu limite se rompe sem aviso prévio. (MANUAL DO VIDRO, 2000)
De acordo com o livro técnico Manual do vidro (2000), o modulo de Young, cuja função determina analisar o alongamento provido de uma força de tração, e desta maneira verificar a força necessária para seu estiramento igual ao comprimento original, orienta-se que o mesmo seja dado pela sua unidade de área, desta maneira sendo: E= 7x10¹°pa =70Gpa.
Quando o vidro está submetido a um esforço mecânico, o mesmo obtém um alongamento de sua estrutura, isto gera um estreitamento de seção, com base nos preceitos do Manual do vidro (2000), para razões de correlações deste fenômeno ocorrido se utiliza o coeficiente de Poisson, onde se atribui o valor indicado de u = 0,22.
2.2.3.2 Resistência a tração
No que se diz a tração do vidro, essa pode variar de 300 a 700 N/cm², de acordo com Barros (2010) para isso depende:
Duração da carga para cargas permanentes, a resistência à tração diminui em cerca de 40%;
Umidade; 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.
2.2.3.3 Resistência a compressão
O desempenho em relação a compressão para o vidro é muito elevado, ele possui resistência suficiente para suportar 1000 Mpa. No mais, isto “significa que para quebrar um cubo de vidro de 1cm de lado, a carga necessária será na ordem de 10 toneladas” (MANUAL DO LIVRO, 2000, p.5).
2.2.3.4 Resistência a flexão
Um vidro flexionado terá ao decorrer do mesmo tempo esforços de tração e compressão, em termos de números isso se implica que:
40 MPa (N/mm²) para vidro polido recozido;
120 a 200 Mpa (N/mm²) para um vidro temperado (segundo a espessura, manufactura [sic] dos bordos e tipo de fabrico[sic]; (MANUAL DO VIDRO, 2000, p.5)
2.2.4 Propriedades térmicas
2.2.4.1 Coeficiente de dilatação linear
Para sabermos a dilatação linear do vidro, ou seja, o quanto ele se alonga perante uma exposição de temperatura, correlacionamos por exemplo uma situação que “um vidro de 2 m de comprimento (expresso em mm) aquecido a 30°C sofrerá um alongamento de: 2000x9.10- 6x30= 0,54 mm. (MANUAL DO VIDRO, 2000, p.6)
Figura 7 - comparação com outros materiais, coeficientes de dilatação linear.
Fonte:(MANUAL DO VIDRO, 2000, p.6).
2.2.4.2 Tensões térmicas
Ocorrem pelo fato do vidro não ser um bom condutor térmico, isso promove uma contribuição do mesmo em situações específicas de causar rompimento térmico no material, pois o fato de fazer as trocas calorificas parcialmente em seções diferentes do vidro acarretam no desequilíbrio e seguida fratura do mesmo. (MANUAL DO VIDRO, 2000)