Tema 7: Materiales cermicos y vidrios.

1. Estructura y propiedades de las cermicas. Procesos de fabricacin.

2. Productos de cermica, normativa, designacin y sus aplicaciones.

3. Estructura y propiedades del vidrio. Proceso de fabricacin.

4. Productos de vidrio, designacin y sus aplicaciones en construccin.

MATERIALES DE CONSTRUCCINCurso 2009-2010. Escuela Tcnica Superior de Arquitectura.

Profesor Gonzalo Barluenga Badiola

Objetivos Docentes del Tema 7:

Conocer la estructura y propiedades de los materiales cermicos, los productos de construccin, normativa, designacin y aplicaciones.

Conocer la estructura y propiedades del vidrio, los productos de construccin, designacin y aplicaciones.

El vidrio

Material cermico no cristalino, procedente de la fusin de materiales inorgnicos y enfriamiento rpido a una condicin rgida (estructura amorfa e istropa).

Se obtiene a partir de la slice, al incluir otros xidos en su estructura.

Una vez fundido, el vidrio se conforma fcilmente en caliente, pudiendo obtenerse diferentes productos.

Los vidrios permiten el paso de la radiacin solar hasta un 90 %, por lo que son transparentes a la luz visible y a las radiaciones infrarrojas de onda corta.

A) ESTRUCTURA CRISTALINAB) ESTRUCTURA AMORFA VTREA (ISTROPA)

Materias primas

xidos formadores:

El xido de silceo o slice (SiO4) es el principal componente de los vidrios.

En la naturaleza se encuentra en forma cristalina (tetraedros unidos por vrtice).

xidos modificadores: Rompen la red de tetraedros de slice (alcalinos Na, K y alcalinotrreos Ca, Mg ).

xidos intermediarios: No pueden formar vidrios por si mismos.

Se incorporan a los vidrios de slice para modificar sus caractersticas.

Tipos de Vidrio Por su composicin, existen cuatro tipos de vidrio:

0-2

15-40

0-6

1-10

5-10

53-68

Plomo

3-4

96

Slice

2-3

5-20

0-10

0-1

0,4-1

3-10

73-82

Borosilicato

0-4Magnesio

0,5-3Aluminio

Boro

Plomo

5-14Calcio

0-1Potasio

12-18Sodio

70-75Slice

Sdico-clcicoComponentes (%)

Vidrio para construccin

Los productos de vidrio para construccin estn hechos con vidrios sdico-clcicos.

La slice constituye la estructura bsica, el sodio facilita la fusin y el calcio provee de estabilidad qumica.

Tiene el punto de fusin ms bajo (es el ms barato).

Fcilmente moldeable.

Transmite la radiacin solar: dejan pasar la luz pero producen efecto invernadero.

Se puede colorear aadiendo xidos metlicos.

Aplicacin constructiva: cerramientos acristalados.

Propiedades del vidrio

Dependen de la temperatura (viscosidad).

Propiedades fsicas:

Alta densidad (2-4 g/cm3), impermeables

Trasparentes (factor solar variable).

Baja reaccin al fuego y resistencia a choque trmico.

Propiedades qumicas:

Estables e inertes (salvo frente a cidos fuertes y lcalis)

Propiedades mecnicas:

Duro, Resistente a compresin y a la abrasin.

Fractura frgil por propagacin de defectos (quebradizo)

Fabricacin de productos de vidrio

Consta de varias fases:

Fusin de las materias primas (hornos continuos).

Conformacin en caliente:

Estirado y laminado (lminas, barras, fibras)

Moldeado (colado, soplado o prensado)

Tratamiento superficial: flotado (reduccin de defectos)impresiones y decoraciones.

Recocido: recalentamiento (alivia las tensiones).

Templado (opcional): aumenta las tensiones superficiales

Enfriamiento controlado: evita la aparicin de tensiones.

VIDRIO float (Pilkington, 1952)

VIDRIO float (Pilkington, 1952)

Tipos de vidrio para Construccin

Plano: obtenido por laminado o flotado

Templado: Tratado trmicamente.

Laminado: Compuesto de lminas de vidrio y adhesivo.

Tintado: Coloreado en masa (xidos metlicos).

Impreso y Decorado: tratado superficialmente

Termocrmico y electroptico: dopados con componentes termosensibles o piezoelctricos.

Parallamas: armado con malla metlica.

Moldeado: fabricado por moldeo.

Productos de vidrio para Construccin En funcin de su aplicacin, se pueden clasificar en: Cerramientos:

ventanas y huecos acristalados (simple y doble)fbricas de bloque de ladrillomuros cortina carpintera vista u ocultavidrio estructural

Paramentos pisables: Suelos de vidrio. Vidrio celular: Vidrio muy poroso, con baja absorcin

y conductividad trmica (Alta RF). Fibra de vidrio: Mantas para aislamiento trmico

Refuerzo de plsticos y conglomerados Fibra ptica: conduccin de luz (hormign translcido) y sensores de deformacin (materiales inteligentes).

Doble acristalamientoAcristalamiento simple

Vidrio Templado

Calentamiento a 600C y enfriamiento rpido

Incremento de resistencia a flexin

(Templado 200MPa)

Rotura en trozos pequeos poco cortantes

Imposibilidad de manipulacin posterior

Vidrio Templado

Vidrio Templado

Vidrio Laminado

Compuesto por dos o ms lminas de vidrio unidas por materiales adhesivos.

La rotura de un vidrio no provoca el colapso del material.

Buen comportamiento frente a impacto (Vidrio de seguridad).

Vidrio Laminado

Vidrio Laminado

Vidrios tintados (coloreados)

Adicin de xidos durante el moldeado

Fe: verde

Se: bronce

Co, Ni: Gris

Reducen la transmisin de radiacin solar

(aumento de la absorcin trmica)

Excesivo calentamiento, necesidad de templado

Difcil Reponibilidad

Vidrios tintados (coloreados)

VIDRIO con tratamiento decorativo

VIDRIO con capa electro-ptica

Variacin de las propiedades pticas al pasar una corriente elctrica.

VIDRIO con capa termocrmica

Variacin de las propiedades cromticas al transmitirle calor.

Vidrio armado PARALLAMAS

VIDRIO MOLDEADOBloque deVIDRIO (Pavs)

VIDRIO MOLDEADOBloque deVIDRIO (Pavs)

VIDRIO MOLDEADOu-GLASS

VIDRIO MOLDEADOCurvado

Vidrio moldeado U-glass

Vidrio estructural

Vidrio estructural

Vidrio estructural

Fibra ptica (Hormign traslcido)

Adding optical fibers to a concrete mix generates translucent concrete. This see-through development is changing the perception of concretes opaque mass. (Litracon)

Marcado CE de Productos de vidrio

Productos de vidrio con Marcado CE (2006-2007):

Productos bsicos de vidrio sdico-clcico, borosilicato y vitrocermicas: flotado, armado, impreso (UNE-EN 572-9)

Vidrio templado y de seguridad (UNE-EN 1863-2)

Productos de vidrio recubierto y espejos (UNE-EN 1096-4)

Vidrio laminado (PNE-EN 14449)

Vidrio aislante (UNE-EN 1279-5)

Bloques y paveses (UNE-EN 1051-1)

U-glass (UNE-EN 572-1)

Vidrio celular (UNE-EN 13167)

Tema 7: Materiales cermicos y vidrios.

1. Estructura y propiedades de las cermicas. Procesos de fabricacin.

2. Productos de cermica, normativa, designacin y sus aplicaciones.

3. Estructura y propiedades del vidrio. Fabricacin.

4. Productos de vidrio, designacin y sus aplicaciones en construccin.

Bibliografa de consulta recomendada. Tema 7

Smith, W.; Fundamentos de ciencia e ingeniera de los materiales, Ed. McGraw-Hill, 1998.

CITAV; Manual del vidrio, CITAV, 2001.

Vasquez, C; El vidrio: Arquitectura y Tcnica, Ed. ARQ, Chile, 2006.

www.saint-gobain-glass.com/es/

(antigua Cristalera Espaola)