5.-El vidrio
1. INTRODUCCION: La importancia de su utilización: permite el a soleamiento con diversos fines: - iluminación natural . térmico natural, energético, higiénico como cerramiento (protección) permite el vínculo visual exterior-interior o interior-interior. como protagonista de la imagen exterior del edificio.
2. COMPOSICION QUIMICA Y ESTRUCTURA FISICA:Materias primas para su fabricación: agente vitrificante (sílice), agentes fundentes (óxido de calcio, carbonato de sodio), decolorantes (dióxido de manganeso, nitrato de potasio), colorantes (óxidos metálicos), fluidificantes, restos de de vidrio, modificadores de propiedades (vidrios especiales).
Definición del estado vítreo: Se caracteriza al vidrio como un líquido sub-enfriado de alta viscosidad por su irregular estructura molecular y por no cambiar de propiedades a una temperatura determinada, sino del ciclo, lo que lo convierte en un material reciclable.
3. PROPIEDADES DEL VIDRIO COMUN: Material compacto y homogéneo, impermeable, incoloro, transparente. Munit. =Mesp.= 2500 k/m3. Material transparente (transmite la luz incidente entre un 80 y 90%) Dureza entre 5 y 7 en escala de Mohs. Coeficiente de dilatación térmica = 0.008 mm/m.ºC. Aislante de la electricidad. Rotura frágil, en trozos de aristas vivas, sin previo aviso. Permeabilidad a la radiación solar infrarroja; escasa permeabilidad a la radiación ultravioleta. Material imputrescible, no atacado por agentes biológicos ni químicos.
TRACCIÓNEntre 300 y 700 kg/cm2 varia con la duración de la carga
Si la carga es permanente disminuye en un 40 %.
COMPRESION
Ppara romper un cubo de 1 cm de lado se necesitan 10 ton/cm2. FLEXION: RESISTENCIA A LA ROTURA vidrios comunes 350 a 550kg/cm2 vidrios templados 1850 a 2100 kg/cm2
RESISTENCIA AL TRABAJO vidrios comunes carga momentánea 170kg/cm2 carga permanente 60kg/cm2 vidrios templados 500kg/cm2
El vidrio es resistente a la mayoría de los agentes químicos, excepto al ácido fluorhídrico y con calor el fosfórico. Los álcalis atacan la superficie de vidrio por lo que cuando se usan marcos de hormigón la lluvia libera álcalis del aumento que puedan opacar el vidrio.
La presencia de humedad entre 2 hojas de vidrio estibado pueden producir el “impresionado” de manchas blanquecinas de sus superficies que son difíciles de remover.
El vidrio se rompe por tensiones de tracción. A mayor temperatura se reduce la resistencia a ala tracción. Depende del estado de los bordes del vidrio: bordes pulidos son más resistentes, sigue el armado y por ultimo el del corte neto por la rueda de corte.
El vidrio esmerilado o arenado tiene 30% menos resistencia. El laminado a igual espesor 105 menos.
Fractura por tensión térmica particularmente en los absorbentes.
4. ESPESOR DEL VIDRIO Solicitación principal: PRESION DEL VIENTO. Factores que influyen en la resistencia:
· espesor.
· tamaño.
· relación de la forma.
5. PROCESO DE FABRICACION: Antecedentes:Técnica del núcleo de arena (Siria, 7000 A.C.) El vidrio colado (Imp. Romano, 1000 A.C.) El vidrio soplado (Europa, Edad Media) Los procedimientos de laminación continua (contemporáneo): De desarrollo vertical (método FORCAULT) De desarrollo horizontal (método COLBURN) Las piezas obtenidas por cualquiera de estos procedimientos requieren de un proceso de pulido mecánico posterior como forma de obtener vidrios de calidad mayor (con caras paralelas que posibiliten una visión perfecta). Se denominan CRISTALES DE CONSTRUCCIÓN.
La técnica del vidrio flotado (FLOAT.GLASS)
Permite producir cristales perfectos sin necesidad de pulido.
6. EL VIDRIO Y EL ACONDICIONAMIETNO TERMICO
Su coeficiente de conductividad térmica elevado (K = 1 Kcal/m.h.ºC) y su utilización e espesores reducidos (milimétricos) ocasionan su muy baja amortiguación o inercia térmica, por lo cual transmite rápidamente las diferencias de temperatura entre exterior e interior.
En VERANO el problema se agudiza por el llamado efecto trampa o invernadero, por el cual la radiación infrarroja solar (productora de calor) atraviesa el vidrio calentando los objetos al interior. Estos re-radian el calor al ambiente, pero con una frecuencia de onda menor, a la cual el vidrio no es permeable, ocasionando un aumento importante de la temperatura interior en particular en orientaciones W y N, el cerramiento superior.
En INVIERNO se agudiza el problema de las condensaciones al interior por ofrecer el vidrio temperaturas superficiales muy bajas, casi iguales a las del aire exterior.
7. EL VIDRIO Y EL ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO
a) El escaso espesor de utilización del vidrio conspira contra la aislación de ruidos aéreos (escaso espesor - poca masa).
b) Su utilización en cerramientos móviles en los que se producen infiltraciones por las discontinuidades de material.
c) El fenómeno de la vibración, en particular en láminas de tamaño considerable.
Tanto los factores térmicos como acústicos nos sugieren controlar las dimensiones de los cerramientos vidriados, o resolver por otro medios las complejidades de su utilización.
Tipos de Vidrio
VIDRIOS COMUNES.
VIDRIO FLOTADO.
Float es un cristal plano elaborado por la tecnología del flotado.
Se caracteriza por estar libre de distorsiones y tener sus caras paralelas con sus superficias brillantes.
Es de espesor constante, masa homogénea y buena transparencia.
Se supera la calidad del cristal obtenido por desbate y pulido mecanico, no presentando las bandas de distorsion del vidrio estirado.
El 90% del cristal utilizado en el mundo es elaborado mediante el proceso float.
Proceso float:
Sale del horno de fusion y flota a lo largo de la superficie de un baño de estaño liquido.
En el baño la masa permanece confinada en un ambiente de atmosfera controlada químicamente y durante un tiempo que le permite eliminar irregularidades y nivelar sus superficies tornandolas planas.
Debido a la superficie del estaño es plano, la del cristal obtenido tambien lo es.
La lamina es luego enfriada mientras sigu avanzando sobre el estaño hasta que sus superficies esten suficientemente endurecidas.
Características y propiedades
Características físicas
9. VIDRIOS ESPECIALES.En la mayor parte de los casos el cristal FLOAT de 10 mm provee una efectiva aislación contra el ruido del tránsito automotor.
El empleo de mayores espesores de FLOAT simple o laminado como parte de unidades de dos o más cristales incrementa la capacidad de aislación acústica de dichos componentes.
9.1 VIDRIOS DE SEGURIDAD
a) vidrio TEMPLADO:
Se obtiene al someter la lámina de vidrio a un tratamiento térmico (calentamiento a 650ºC y enfriamiento brusco) con lo cual aumenta la tensión superficial y modifica sus propiedades:
- aumento de la resistencia al impacto (hasta 6 veces más)
- Aumenta la resistencia al choque térmico ( diferencia de temperatura entre ambas caras hasta 4 veces más.
- Su rotura se produce en pequeños fragmentos, no cortantes.
Precaución: el vidrio templado no puede ser cortado, perforado ni pulido, pues al vencer la tensión superficial la pieza se rompe totalmente. Estas operaciones deben realizarse antes del tratamiento térmico.
En el proceso de elaboración se diferencia el templado vertical del horizontal porque el primero determina marcas de las pinzas de procesamiento.
b) vidrio LAMINADO: |
Se produce mediante la unión de dos o más laminas de vidrio con una o más láminas de elementos plásticos de alta resistencia como refuerzo, lo que permite que al romperse la pieza los trozos de vidrio queden adheridos a ella.
Está compuesto por 2 o más hojas de vidrio flota unidas íntimamente por interposición de laminas de PVB (polivinil de Butiral) incoloro o coloreado.
Según el numero y naturaleza de sus componentes brinda propiedades que van desde una seguridad simple hasta una protección antibala.
En caso de rotura los trozos quedan unidos por polivinil, impidiendo la caída y mantenimiento del conjunto, sin interrumpir el cerramiento ni la visión.
Posee buenas propiedades desde el punto de vista del aislamiento acústico.
Se pueden curvar con radio mínimo 50cm.
Proceso de fabricación de cristal laminado.
1. cristal flotado.
2. lavado y secado
3. laminado con PVB
4. aplicación del color
5. enfriamiento
6. calor y presión en autoclave.
c) vidrio ARMADO:
en este caso se incorpora como alma una malla metálica electrosoldada o torsionada, con un efecto similar al citado anteriormente.
Es un vidrio traslucido incoloro al que se incorpora una malla metálica de acero generalmente de 12 x 12 mm. Esta actúa como soporte temporario del vidrio en caso de rotura.
Aplicado en aberturas permite retardar la propagación del fuego entre 30 y 60 minutos.
Los bordes deben tener un corte neto, perfectamente arenado.
Espesor 6mm.
9.2 VIDRIOS ATERMICOS:
a) vidrios ABSORBENTES. Aumentan el coeficiente de absorción de la radiación solar, llegando hasta un 78% (vidrio común = 15%).
b) Vidrios REFLEJANTES. Elevan el coeficiente de reflexión de la radiación solar, alcanzándose valores de hasta un 57% (vidrio común = 7%).
Los vidrios que combinan ambos factores limitan la transmisión de energía a un mínimo de 11%, contra un 85% de un vidrio común. Asimismo se ve reducida sensiblemente la cantidad de luz que permiten pasar.
Se utiliza para proteger laminas, cuadros, fotos.
Tienen sus superficies levemente texturada, atenúan las molestias que causan los reflejos sobre un vidrio de caras brillantes.
Se fabrica en espesor de 2.3mm.
La separación máxima con respecto a la imagen es de 20mm.
La cara texturada se coloca al exterior.
En particular el cristal flotado reflectivo posee una de sus caras un revestimiento refectivo aplicado mediante un proceso piro lítico. Se produce simultáneamente con la fabricación del Flota incorporando en caliente sobre una de sus caras reflectivas en base a óxidos metálicos con el vidrio aun en estado viscoso.
c) Vidrios DOBLES. Son dispositivos compuestos por dos láminas de vidrio separados por una cámara de aire sellada, estanca y rellena de gas deshidratado, para evitar condensación al interior de la misma. Aumentan notoriamente la resistencia térmica.
En este caso:
· Vidrio exterior- reflejante 6mm.
· Cámara de aire-12m
· Vidrio interior- low emisión 6mm.
9.3 VIDRIOS TRASLUCIDOS:
Puede ser incoloro o coloreado en su masa. Tiene en una o ambas caras una textura decorativa que transmite la luz en forma difusa e impide la visión clara.
Según los dibujos su traslucidle y privacidad es de diferente grado.
Según la profundidad del dibujo su índice de transmisión de la luz varia entre 70 y 80%.
Hay algún tipo de dibujos que son aptos para templar.
Es recomendable estudiar las condiciones de uso cuando se desea tener privacidad.
Proceso de fabricación.
a) Vidrio FANTASIA. Se producen mediante la impresión en una o ambas caras de un dibujo cualesquiera, lo que produce una distorsión de la visión sin afectar sustancialmente la transmisión de luz.
b) Vidrio ESMERILADO. Se obtiene un efecto similar al anterior mediante un tratamiento superficial de una de las caras del vidrio mediante ácidos o la proyección de una chorro de arena, confiriéndole una terminación mate, difusora de la luz.
c) Vidrio OPAL u opalinas. En este caso se modifican las materias primas, incluyendo fosfatos o fluoruros cuyas partículas van a oficiar de dispersan tés de la luz en la masa del vidrio.
9.4 VIDRIO DE BOROSILICATO:
Mediante la sustitución del óxido de calcio por óxido bórico se disminuye el coeficiente de dilatación térmica y se aumenta considerablemente la resistencia a altas temperaturas y al ataque de ácidos (ej. , vidrio Pyrex).
9.5 VIDRIO DE PLOMO:
Se sustituye en este caso el óxido de calcio por óxido de plomo, con lo cual el vidrio resultante posee una mayor densidad, mayor brillo y luminosidad y mayor aptitud para el tallado. Conocido como cristal.
9.6 SILICE VITREA:
Vidrio con contenidos mínimos de óxidos alcalinos, que determina una mayor permeabilidad de la radiación ultravioleta del sol y posibilita su aplicación con fines terapéuticos.
9.7 VIDRIOS COLOREADOS:
La presencia de determinados agregados ocasiona en el vidrio una coloración, que puede ser involuntaria si estos se encuentran como impurezas o voluntaria se es controlada. Ej.: el óxido de hierro otorga coloración azul, amarilla o verde; el óxido de cromo coloración rojiza.
9.8 ESPEJOS:
Son láminas de vidrio en las que se aplica en una de sus caras una lámina de metal fundido o un depósito químico, generalmente de estaño o plata.
9.9 CRISTALES ESMALTADOS:
Se reviste una de sus caras con un esmalte cerámico vitrificado. Ha sido desarrollado como cerramiento de los antepechos y zonas de encuentro con los entrepisos en los muros cortina. Se generan zonas de no visión.
Se utilizan como vidrio templado porque tiene que tener mayores resistencias al “stress térmico”.
También se lo denomina templado opaco. La fusión del esmalte se realiza en el proceso de templado.
Tecnología del Vidrio
10. TECNOLOGIA DEL VIDRIO:
a) CORTE:
Se realiza con elementos cortantes de rueda e aceros especiales o puntas diamantadas, simplemente marcando al vidrio por una de sus caras y fracturándolo con un golpe seco moderado. Se obtienen láminas de aristas vivas y cortantes, que deben ser tratadas en caso de utilizarse como objetos de manipuleo.
b) TRATAMIENTO DE LOS CANTOS:
Las referidas aristas se someten a un proceso de pulido manual o mecánico con formas diversas:
· canto matado
· biselado
· redondeado
· medio punto
· ingletado (para piezas en ángulo).
c) CURVADO
La pieza a curvar se coloca en un molde metálico cóncavo y se lleva al horno hasta que reblandece, adoptando la forma deseada. Es posible el curvado en una o dos direcciones.
d) PERFORADO
Se realiza utilizando taladros mecánicos con mechas especiales y fluidos lubricantes adecuados.
11. COLOCACION DEL VIDRIO
En la colocación debemos procurar desvincular al vidrio del marco que lo aloja de modo de permitir sus propias dilataciones y movimientos, y de absorber las deformaciones o movimientos del propio marco.
Se llama galce al espacio que se destina en el bastidor de la hoja o del marco en que se aloja el vidrio.
Tabla de acuerdo a las normas UNE.
La altura mínima del galce esta determinada por las dimensiones del semiperimetro y el espesor del acristalamiento de acuerdo a la tabla anterior.
Holgura perimetral depende del semiperimetro y el espesor del acristalamiento.
Holgura lateral depende del semiperimetro.
Semiperímetro del acristalamiento | Holgura lateral en mm | Holgura total en mm |
≤ 4 | 3 | 6 |
> 4 | 5 | 10 |
Precauciones a adoptar:
· disponer de una holgura entre la medida del vidrio y el marco que lo aloja, de magnitud variable según las dimensiones de la lámina.
· Interponer un material o dispositivo elástico entre marco y vidrio, que absorba la referida holgura, impida las infiltraciones de agua y viento y resista la acción de la intemperie, siendo además fácil de remover para sustituir el vidrio. Ej.: masilla de vidriero, mastics sintéticos, burletes plásticos, etc.
· Evitar que la pieza se apoye directamente sobre su arista inferior, ya que de existir irregularidades en la base puede romper por flexión por la acción de su peso propio. Se debe apoyar por tanto sobre tacos o separadores elásticos.
Otras alternativas:
12. DEFECTOS DEL VIDRIO:
a) defectos de MASA:
· partículas infundidas (sílice no vitrificada)
· burbujas de aire o por presencia de sulfatos
· impurezas (piedras de material refractario o sustancias extrañas)
· cuerdas (vetas en la masa ocasionadas por el proceso de conformado)
b) defectos de SUPERFICIE:
· ondulaciones o defectos de planicidad que distorsionan la visión .
· fisuras (hendiduras o tajos en la superficie del vidrio)
· impresiones (alteraciones químicas superficiales que distorsionan la transparencia).
13. CARACTERISTICAS A CONSIDERAR PARA LA ELECCIÓN DE VIDRIOS EN OBRAS DE ARQUITECTURA.
· Color y aspecto.
· Transparencia/translucidse/opacidad.
· Transmisión de la luz visible.
· Transmisión de calor solar radiante.
· Aislamiento térmica.
· Aislamiento acústica.
· Resistencia.
· Flexión bajo cargas dinámicas.
· Espesor adecuado.
· Cumplimiento de criterios de seguridad.
14. ESPECIFICACIONES DE LOS VIDRIOS EN LA CONSTRUCCION.
· Marco del vidrio.
· Colocación.
· Tacos d sentamiento.
· Espaciadores laterales
· Componentes de la colocación
· Condiciones del vidrio
· Cristales de color o reflejantes
· Tensiones térmicas.
· Sombras exteriores.
· Manipuleo y estibado del vidrio.
· Limpieza y cuidados en obra.
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