UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAINGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

Tecnologa de los materiales de construccin

Vidrio como material de construccin

TAREA N

ALUMNOS:ABANTO URBINA, PelmerCHAVEZ VILLANUEVA, DanielGOICOCHEA GOICOCHEA, OmarMANTILLA FAICHIN, JhonMENDOZA PIZARRO, Bryan AlonsoREBAZA CASTREJON, WilliamTIRADO ALTAMIRANO, PedroTORRES ANGULO, Nicolai VASQUEZ LLANOS, WilfredoVASQUEZ TIRADO, Yony

DOCENTE: Ing. PEREZ LOAYZA, Hctor

Cajamarca, febrero del 2015

INFORME ACERCA DEL VIDRIO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN

MARCO TEORICO

A. INTRODUCCIONEl vidrio es sin lugar a dudas unmaterial frgil, transparente, pero a su vez duro. Podemos obtener vidrio por fusin de a arena de slice y carbonato de sodio a unos 1.500C; el vidrio no posee una estructura cristalina como s lo hacen los slidos metlicos o los cristales minerales, el vidrio es amorfo.Los recientes estudios sobre este material, afirman que el vidrio es un lquido que cuando se enfra aumenta su viscosidad hasta llegar a parecerse a un slido.A una temperatura ambiente es capaz de mantener la forma que haya adquirido antes de enfriar; como el vidrio es lquido, el mismo fluye de forma lenta con el paso del tiempo; como se sabe, los vidrios que se colocaron en las ventanas de las iglesias medievales, la espesura de los vidrios ubicados all es mayor en su parte inferior que en su parte superior.Este fenmenos puede reproducirse al hacer cucuruchos de azcar quemado y hervido en agua, es verdad que fluye como lquido pero luego el mismo adopta gran solidez cuando se encuentra en una temperatura ambiente sin agruparse en una estructura cristalina, tampoco perdiendo flexibilidad. Manipular el vidrio es una tarea que slo es posible cuando el mismo est en estado fundido, maleable y caliente,la denominacin cristal se emplea de forma frecuente como sinnimo de vidrio, pero este trmino es incorrecto,debido a que el vidrio es de tipo amorfo y no es un mineral propiamente dicho.

B. BREVE HISTORIA DEL VIDRIO:

La historia explica que, curiosamente, el vidrio se descubri por casualidad. Segn cuenta el historiador romano Plinio el Viejo en su Historia Natural, el alumbramiento de este material transparente aconteci en Siria cuando unos mercaderes fenicios de natrn, compuesto de sal natural, que preparaban su comida, al no encontrar piedras donde colocar sus ollas al fuego, echaron parte del natrn que portaban. Al da siguiente, vieron como las piedras de natrn se haban fundido y su reaccin con la arena haba producido un material brillante.A partir de entonces los fenicios, pueblo comerciante donde los haya, trasladaron este descubrimiento a toda la cuenca del Mediterrneo, aunque realmente fueron los egipcios del perodo predinstico los primeros en fabricar el vidrio en forma de esmaltes vitrificados, lafayenza. Para los egipcios el vidrio tena un uso puramente decorativo: se coloreaba el objeto traslcido para imitar la textura de los metales preciosos como el lapislzuli.Pero la transparencia del vidrio se impuso siglos despus con la introduccin por parte de los romanos del soplado que hizo posible su produccin a gran escala. Durante el Imperio Romano se desarrollaron la mayor parte de las tcnicas decorativas sobre vidrio que conocemos hoy en da.Como es bien sabido, la Edad Media supuso un oscurecimiento general en la vida de Europa y el vidrio no fue ajeno a ello. Su textura adquiri una coloracin verdosa, resultado de su fabricacin con plantas marinas tradas del Mediterrneo y la tcnica de los romanos apenas vari en siglos.No fue hasta el desarrollo del cristal ms famoso del mundo, el cristal de Venecia, en pleno Renacimiento. Gracias a su excelente calidad, su fragilidad caracterstica y su incorruptible transparencia, elcristalloveneciano, cuya produccin se concentraba en la isla Murano, domin el mercado hasta bien entrado el siglo XVIII. Fue entonces cuando el vidrio vivi una segunda juventud con el descubrimiento en Alemania de nuevas tcnicas para tratar este material. Precisamente una regin del Imperio Alemn en concreto, Bohemia se ha convertido desde entonces en signo de distincin en materia vidria y ejemplo de refinamiento traslcido.Hoy en da el vidrio nos acompaa en todo momento y sus mltiples usos lo han convertido en un objeto cotidiano infravalorado. Ha pasado de ser un objeto de lujo emparentado con las piedras preciosas a mero recipiente donde sorber agua. Pero al fin y al cabo, el cristal no deja de ser una extraa aleacin de arena, sal y fuego, con un resultado an ms incoherente: la transparencia.

C. FABRICACIN DE VIDRIO

El proceso de fabricacin de los envases de vidrio comienza cuando las materias primas (arena, sosa, caliza, componentes secundarios y, cada vez en mayor medida, casco de vidrio procedente de los envases de vidrio reciclados) se funden a 1500C. El vidrio obtenido, an en estado fluido y a una temperatura de unos 900C, es distribuido a los moldes donde obtienen su forma definitiva.Posteriormente, se traslada a una arca de recocido en la que, mediante un tratamiento trmico, se eliminan tensiones internas y el envase de vidrio adquiere su grado definitivo de resistencia.A continuacin, se realizan unos exhaustivos controles de calidad, donde se comprueban cada unidad electrnicamente. Tras estos controles, los envases son embalados automticamente en pallets retractilados, hasta su distribucin.

Proceso de elaboracin del vidrio.La elaboracin del vidrio es un proceso largo y complejo que comienza con el enfornamiento de la mezcla y termina con la salida del producto fro a la desembocadura del tnel o del arca de recocido. El proceso puede considerarse dividido en seis etapas ms o menos diferenciadas:1. Reaccin de los componentes y formacin de vidrio.2. Disolucin del excedente de slice sin reaccionar.3. Afinado y homogeneizacin.4. Reposo y acondicionamiento trmico.5. Conformacin.6. Enfriamiento y recocido.Las cuatro primeras etapas se suceden sin solucin de continuidad dentro del horno con arreglo a un programa trmico cuidadosamente establecido que, de modo general, comprende un aumento progresivo de la temperatura hasta un mximo de unos 1550 C, seguido de un enfriamiento y de un perodo de estabilizacin en el que la masa vtrea debe alcanzar la rigurosa homogeneidad trmica requerida para su inmediata conformacin.El conjunto de esas cuatro etapas recibe el nombre de fusin del vidrio. Tal denominacin es incorrecta, ya que no se trata de una fusin propiamente dicha, sino de una serie de reacciones que, tras la formacin de distintas fases cristalinas, conducen finalmente a una fase lquida. Por analoga con algunos procesos metalrgicos resultara ms propio hablar de fundicin o, ms correctamente, de vitrificacin o de formacin de vidrio. Sin embargo, el extendido uso de ese trmino en el lenguaje vidriero comn hace muy difcil que pueda desarraigarse y ser sustituido por otro.

Etapas bsicas del proceso de produccin de vidrio

Dependiendo del tipo de vidrio fabricado, las etapas de conformado, enfriamiento y transformacin sufren pequeas variaciones.Una vez que las materias primas estn pesadas, mezcladas y con la cantidad de agua necesaria para obtener una humedad correcta, son llevadas al horno mediante una cinta transportadora e introducidas en el mismo mediante una mquina llamada enfornadora. La subida de temperatura en la mezcla que se va a fundir es muy lenta, porque el aire en ella incluido acta de aislante. La acumulacin de calor es muy grande y el interior de la masa permanece durante largo tiempo fro.La formacin del vidrio comprende una serie de transformaciones fsicas y reacciones qumicas a alta temperatura, en virtud de las cuales la mezcla vitrificable se convierte en una masa vtrea. Durante este proceso los componentes de la mezcla experimentan mltiples modificaciones, tanto fsicas como qumicas.Entre los fenmenos fsicos se pueden citar los siguientes: La fusin de cada constituyente y la de los productos de reaccin La modificacin de su estado cristalino Desprendimiento de gases Una volatilizacin parcial.Entre los fenmenos qumicos se tienen: Evaporacin de agua de humedad. Una deshidratacin de ciertos constituyentes Una disociacin de carbonatos, sulfatos y en fabricaciones de color de nitratos. Una asociacin de los xidos liberadosLa simultaneidad con que se producen algunas de estas transformaciones fisicoqumicas, por una parte, y el elevado nmero de componentes que intervienen en los sistemas de la mayora de los vidrios, por otra, hacen muy complejo el estudio de los equilibrios de todas estas reacciones.D. TIPOS DE VIDRIOSSe encuentran, por ejemplo, los borosilicatos, que tienen la particularidad de tener un bajo coeficiente de expansin, razn por la cual se utilizan para hacer el vidrio refractario. Y el cristal que tiene xido de plomo, razn por la cual, cualquier objeto hecho con este vidrio, como ceniceros, floreros entre otros, son bastante pesados.

1. Vidrio tensionadoEs posible aadir tensiones de modo artificial para dar resistencia a un artculo de vidrio. Como el vidrio se rompe como resultado de esfuerzos de traccin que se originan con un mnimo araazo de la superficie, la compresin de sta aumenta el esfuerzo de traccin que puede soportar el vidrio antes de que se produzca la ruptura. Un mtodo llamado temple trmico comprime la superficie calentando el vidrio casi hasta el punto de reblandecimiento y enfrindolo rpidamente con un chorro de aire o por inmersin en un lquido. La superficie se endurece de inmediato, y la posterior contraccin del interior del vidrio, que se enfra con ms lentitud, tira de ella y la comprime. Con este mtodo pueden obtenerse compresiones de superficie de hasta 24.000 N/cm2 en piezas gruesas de vidrio.Tambin se han desarrollado mtodos qumicos de reforzamiento en los que se altera la composicin o la estructura de la superficie del vidrio mediante intercambio inico. Este mtodo permite alcanzar una resistencia superior a los 70.000 N/cm2

2. Vidrio de ventanaEl vidrio de ventana, que ya se empleaba en el siglo I d.C., se fabricaba utilizando moldes o soplando cilindros huecos que se cortaban y aplastaban para formar lminas. En el proceso de corona, tcnica posterior, se soplaba un trozo de vidrio dndole forma de globo aplastado o corona. La varilla se fijaba al lado plano y se retiraba el tubo de soplado. La corona volva a calentarse y se haca girar con la varilla; el agujero dejado por el tubo se haca ms grande y el disco acababa formando una gran lmina circular.La varilla se parta, lo que dejaba una marca. En la actualidad, casi todo el vidrio de ventana se fabrica de forma mecnica estirndolo desde una piscina de vidrio fundido. En el proceso de Foucault, la lmina de vidrio se estira a travs de un bloque refractario ranurado sumergido en la superficie de la piscina de este material y se lleva a un horno vertical de recocido, de donde sale para ser cortado en hojas.

3. Vidrio de placaEl vidrio de ventana normal producido por estiramiento no tiene un espesor uniforme, debido a la naturaleza del proceso de fabricacin. Las variaciones de espesor distorsionan la imagen de los objetos vistos a travs de una hoja de ese vidrio. El mtodo tradicional de eliminar esos defectos ha sido emplear vidrio laminado bruido y pulimentado, conocido como vidrio de placa. ste se produjo por primera vez en Saint Gobain en 1668, vertiendo vidrio en una mesa de hierro y aplanndolo con un rodillo. Despus del recocido, la lmina se brua y pulimentaba por ambos lados. Hoy, el vidrio de placa se fabrica pasando el material vtreo de forma continua entre dobles rodillos situados en el extremo de un crisol que contiene el material fundido. Despus de recocer la lmina en bruto, ambas caras son acabadas de forma continua y simultnea. En la actualidad, el bruido y el pulimentado estn siendo sustituidos por el proceso de vidrio flotante, ms barato.

4. Vidrio pticoLa mayora de las lentes que se utilizan en gafas (anteojos), microscopios, telescopios, cmaras y otros instrumentos pticos se fabrican con vidrio ptico. ste se diferencia de los dems vidrios por su forma de desviar (refractar) la luz. La fabricacin de vidrio ptico es un proceso delicado y exigente. Las materias primas deben tener una gran pureza, y hay que tener mucho cuidado para que no se introduzcan imperfecciones en el proceso de fabricacin. Pequeas burbujas de aire o inclusiones de materia no vitrificada pueden provocar distorsiones en la superficie de la lente.

5. Vidrio fotosensible

En el vidrio fotosensible, los iones de oro o plata del material responden a la accin de la luz, de forma similar a lo que ocurre en una pelcula fotogrfica. Este vidrio se utiliza en procesos de impresin y reproduccin, y su tratamiento trmico tras la exposicin a la luz produce cambios permanentes. El vidrio fotocromtico se oscurece al ser expuesto a la luz tras lo cual recupera su claridad original. Este comportamiento se debe a la accin de la luz sobre cristales diminutos de cloruro de plata o bromuro de plata distribuidos por todo el vidrio. Es muy utilizado en lentes de gafas o anteojos y en electrnica.

6. VitrocermicaEn los vidrios que contienen determinados metales se produce una cristalizacin localizada al ser expuestos a radiacin ultravioleta. Si se calientan a temperaturas elevadas, estos vidrios se convierten en vitrocermica, que tiene una resistencia mecnica y unas propiedades de aislamiento elctrico superiores a las del vidrio ordinario. Este tipo de cermica se utiliza en la actualidad en utensilios de cocina, conos frontales de cohetes o ladrillos termorresistentes para recubrir naves espaciales. Otros vidrios que contienen metales o aleaciones pueden magnetizarse, son resistentes y flexibles y resultan muy tiles para transformadores elctricos de alta eficiencia.

7. Fibra de vidrioEs posible producir fibras de vidrio que pueden tejerse como las fibras textiles estirando vidrio fundido hasta dimetros inferiores a una centsima de milmetro. Se pueden producir tanto hilos multifilamento largos y continuos como fibras cortas de 25 o 30 centmetros de largo.Una vez tejida para formar telas, la fibra de vidrio resulta ser un excelente material para cortinas y tapicera debido a su estabilidad qumica, solidez y resistencia al fuego y al agua. Los tejidos de fibra de vidrio, sola o en combinacin con resinas, constituyen un aislamiento elctrico excelente. Impregnando fibras de vidrio con plsticos se forma un tipo compuesto que combina la solidez y estabilidad qumica del vidrio con la resistencia al impacto del plstico.

8. Paveses de vidrio

Los paveses de vidrio son bloques de construccin huecos, con nervios o dibujos en los lados, que se pueden unir con argamasa y utilizarse en paredes exteriores o tabiques internos.

9. Espuma de vidrioLa espuma de vidrio, empleada en flotadores o como aislante, se fabrica aadiendo un agente espumante al vidrio triturado y calentando la mezcla hasta el punto de reblandecimiento. El agente espumante libera un gas que produce una multitud de pequeas burbujas dentro del vidrio.

10. Vidrio laserEl vidrio lser es vidrio dopado con un pequeo porcentaje de xido de neodimio, y es capaz de emitir luz lser si se monta en un dispositivo adecuado y se bombea con luz ordinaria. Est considerado como una buena fuente lser por la relativa facilidad con que pueden obtenerse pedazos grandes y homogneos de este vidrio.

11. Vidrio soluble: Compuesto de silicato de sodio (o potasio), incoloro y de aspecto vidrioso, de frmula Na2SiO3 .Es soluble en agua y alcohol, y se emplea comercialmente como cemento, para fabricar hormign y como capa protectora en materiales ignfugos. Tambin se utiliza en la elaboracin de jabones y detergentes sintticos y en procesos de refinado del petrleo. La disolucin de vidrio soluble tambin se utiliza para conservar huevos y madera. Silicio, de smbolo Si, es un elemento semimetlico, el segundo elemento ms comn en la Tierra despus del oxgeno. Su nmero atmico es 14 y pertenece al grupo 14 de la tabla peridica. Fue aislado por primera vez de sus compuestos en 1823 por el qumico sueco Jns Jakob Berzelius

E. PROPIEDADES GENERALES DEL VIDRIO

F. OTRAS PROPIEDADES DEL VIDRIO La densidad es algo ms elevada que en el cuarzo fundido 2,5 frente a 2,2 g/cm3). El coeficiente de dilatacin trmica lineal a temperatura ambiente, es notablemente ms alto que el de la slice fundida (unas 20 veces ms), por lo que los objetos de vidrios de silicato sdico son menos resistentes al "choque trmico". Su ndice de refraccin es ligeramente mayor que el del vidrio de cuarzo y puede aumentarse mediante el uso de aditivos. La resistencia a la traccin en cualquier tipo de vidrio es una magnitud que depende extraordinariamente del estado de la superficie del objeto en cuestin, por lo que su cuantificacin es compleja y poco fiable. La resistencia al ataque qumico o fsico (disolucin) de los vidrios comunes es una funcin de su composicin qumica fundamentalmente. No obstante, en todos ellos esta resistencia es elevada. Para moldear un vidrio es necesaria una viscosidad que se sita entre 1000 poises y 5000 poises. En el caso de la slice son necesarias temperaturas de ms de 2600 C, en tanto que para los vidrios comunes basta con 1200 C, aproximadamente. La absorcin de la luz se ve influenciada por la estructura ntima de estas materias transparentes. En el caso de una estructura Si-O la absorcin de fotones es baja, incluso para longitudes pequeas de onda (transparencia a los rayos UVA).No es as cuando a esta sencilla estructura se le aaden otros elementos (Na, Mg, Ca, etc.) que inciden decisivamente en la absorcin a las longitudes de onda pequeas (menores de 200 nm) y en las infrarrojas (superiores a 700 nm). Por otra parte, la presencia en la red vtrea de elementos de transicin produce absorciones selectivas de radiacin visible, lo que permite, entre otras cosas, colorear los vidrios con una amplia gama de matices. Lo ms usado en la construccin de edificios es vidrio plano y vidrio laminado.

G. IMPORTANCIA DEL VIDRIO:El vidrio es un material duro, frgil y transparente. A pesar de comportarse como slido, es un lquido sobreenfriado, amorfo (sin estructura cristalina). El vidrio ordinario se obtiene por fusin a unos 1.250 C de arena de slice (Si O2), carbonato sdico (Na2 CO3) y caliza (CaCO3). Su manipulacin slo es posible mientras se encuentra fundido, caliente y maleable. Tambin es Material slido de estructura amorfa, es decir, tienen sus partculas desordenadas como los lquidos a diferencia de la estructura interna ordenada, peridica, propia del estado slido, por lo cual los vidrios pueden considerarse como lquidos subenfriados.Pueden ser naturales o artificiales.Muchas veces estructuras de vidrio estn diseadas para dar placer a la vista y en donde se puede obtener vistas excitantes a travs de construcciones interesantes. Este objetivo tiene conflicto con el efecto que estructuras de vidrio tiene en acstica de habitacin: superficie dura resulta en un aumento del tiempo de reverberacin y en niveles de sonido ms altos, con un conflicto entre la vista y el odo que a veces puede ser difcil de resolver. Usar unidades suspendidas es una manera de evitar esto, ya que proporcionan absorcin de sonido que corta el tiempo de reverberacin y reduce el nivel de sonido sin obstruir vistas o luz natural desde el cielo.Usando unidades suspendidas como nubes no bloquear luz de da a travs de un techo de vidrio. Desde que las unidades suspendidas estn expuestas a sonidos de los dos lados, la eficacia de absorcin est aumentada a comparar con la exposicin de un lado de un techo pared a pared, compensando hasta cierto punto la superficie del rea menor de las unidades suspendidas. Desde que la presin de sonido es un tanto ms alta cerca de las paredes y las esquinas de la habitacin, a menudo es una ventaja instalar material absorbente en estas zonas. No obstante, en habitaciones con fachadas y techos de vidrio, muchas veces no se desea instalar absorbentes cerca de estas superficies. Se compensa a un cierto nivel el beneficio de ubicacin de esquina con la exposicin de doble lado de las unidades suspendidas y el relevante aumento de eficacia de absorcin debido a la divisin de los absorbentes a unidades verticales ms pequeas. Para unidades suspendidas, la aproximacin a esquinas no es un asunto crtico.

H. CONCLUSIONES

Aunque el vidrio parezca frgil, es muy resistente en varios aspectos y depende que clase de tipo de vidrio sea. Como se vio anteriormente, el vidrio tiene diversos aportes en toda nuestra forma de vivir, es decir tambin en la construccin. Tanto en rascacielos, edificios, departamentos y casas se usa el vidrio. Las utilidades del vidrio son diversas, tanto para cosas delicadas como lentes de contacto o lente del microscopio o resistente como las ventanas de los edificios altos.

I. BIBLIOGRAFIA

EL VIDRIO PARA LA CONSTRUCCIN, Ing. Ligia Mara Vlez http://www.cebrace.com.br/v2/es/vidrio/proceso-fabricacion http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/137/html/sec_4.html http://www.construmatica.com/construpedia/Vidrio http://mrdomingo.com/2011/10/04/breve-historia-del-vidrio/

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