Durabilidade do vidro
A durabilidade do vidro pode ser constatada na maioria das cidades com igrejas antigas. A menos que seja quebrado devido a cargas excessivas, o vidro resiste por períodos muito longos. Ele pode ser marcado pelo tempo, mas ainda assim pode ser usado por séculos. Os primeiros fabricantes de vidro tratavam a produção como uma alquimia, porém o vidro moderno é totalmente uniforme e suas propriedades são controladas para oferecer consistência de desempenho em uso. Além da tensão mecânica há apenas alguns poucos fatores que danificam o vidro.
A abrasão pode fazer com que o vidro risque e remova qualquer revestimento aplicado exposto. Areia carregada pelo vento pode ser um fenômeno natural, mas raramente ela causa danos maiores. A maioria dos exemplos de vidro arquitetônico danificado é causada pelo efeito do manuseio, até e incluindo o caixilho e a partir daí o conseqüente uso. A menos que as superfícies do vidro sejam protegidas a limpeza final pode revelar depósitos de produtos de cimento e de gesso. A tentativa de remover os produtos com espátulas ou resíduos de areia nos panos de limpeza pode causar abrasão.
O ataque químico também não é um evento natural comum. Água potável limpa não representa uma ameaça ao vidro, porém chuva ácida pode ter efeito em longo prazo. O vidro tem boa resistência à maioria dos ácidos com pouco tempo de exposição. Produtos alcalinos podem atacar a composição química da superfície do vidro. Alcalinos são encontrados em cimento e, portanto, a contaminação do vidro durante a construção pode levar a danos a menos que imediatamente removidos. A água que escorre de uma nova parede de tijolos ou de concreto sobre o vidro também pode conter produtos químicos alcalinos suficientes para causar o ataque manifestado pelo líquido na superfície do vidro.
As marcas de furos no vidro podem ser causadas por respingo de solda de ferramentas usadas nas obras de construção. As partículas quentes se fundem com a superfície do vidro ou caem deixando um furo. Vidro antigo, por exemplo, uma produção de volume pré-moderna pode mostrar sinais de marcas de furos devido aos anos de exposição à água. Os elementos químicos que formam o vidro têm que atingir um equilíbrio entre as propriedades requeridas do produto – resistência ao ataque químico, força, temperatura de derretimento e dureza (viabilidade de trabalho).
Na seção sobre força do vidro discutimos suas propriedades pouco usuais. Em termos de força mecânica a durabilidade pode ser variável. A força teórica do vidro é extremamente alta, porém não podemos identificar a força total. A partir do momento que o vidro é produzido ele é manipulado pelos equipamentos, etc. Isto afeta a superfície do vidro de um modo não visível ao olho nu. Pequenas falhas na superfície permitem que a tensão seja concentrada, portanto sob carga o vidro se partirá a partir de uma imperfeição. A falta de resistência para uma quebra significa que a rachadura pode aumentar até que fique evidente. Em nossos cálculos consideramos o impacto das falhas e projetamos em função da menor força.
Os fatores que afetam a força do vidro e conseqüentemente sua durabilidade são:
Tamanho
Quanto maior a peça de vidro, maior são as chances de encontrar uma falha crítica.
Taxa de carga mecânica
O vidro suporta cargas aplicadas em taxas rápidas melhor do que a mesma carga aplicada sobre um longo período de tempo. Ele sofre corrosão por tensão. Na ponta de uma falha no vidro pode haver uma reação química com a atmosfera. A umidade no ar reage com o sódio tornando a ponta da rachadura mais acentuada. Com a ponta da rachadura mais acentuada a tensão é concentrada aumento o risco de falha. O potencial para corrosão por tensão é relativo ao tempo de exposição à carga. Felizmente, a relação é previsível e calculada usando a constante de corrosão por tensão.
Estado da tensão
Vidro com furos e marcas cria áreas localizadas onde a tensão é maior sob carga. Onde estas características são necessárias no vidro é importante deixar um raio nos cantos para tentar reduzir a concentração de tensão.
Mudanças de temperatura
Qualquer pessoa que tenha mergulhado um vidro em água muito quente pode reconhecer que o vidro não aceita mudanças de temperatura muito bruscas. É impressionante o quanto o vidro pode ser aquecido quando em serviço. Vidro com controle solar com altas taxas de absorção podem ficar aquecidos muito rapidamente quando expostos ao sol. Não é a temperatura absoluta que o vidro atinge que pode criar um problema. Com os modernos materiais de caixilhos e mesmo com alguns antigos, o vidro em suas extremidades pode permanecer durante a noite bem frio comparado ao centro do vidro. O nascer do sol em um ângulo baixo pode aquecer o vidro pelo centro antes que as extremidades acompanhem o aumento de temperatura. Características de projeto como peças que se projetam ou mesmo construções adjacentes podem gerar sombra sobre o vidro aumentando o problema em potencial. O vidro quente tenta expandir ao mesmo tempo em que o vidro frio em torno das extremidades não está se expandido. A tensão criada em torno da extremidade pode fazer com que o vidro trinque. É a diferença de temperatura de uma área para outra que representa o fator crítico. Uma vez que a rachadura comece ela geralmente percorre a superfície da peça porque a tensão inicial foi reduzida. Onde as condições são consideradas não usuais ou onde vidro com controle solar deve ser usado, recomendamos que seja executada uma verificação de segurança térmica para prever o risco de rachadura térmica. Se houver um risco então há diversas soluções que podem reduzir o risco até limites aceitáveis. Por exemplo, vidro temperado termicamente não sofrerá um risco térmico.
Acabamento de superfície e das bordas
A aplicação de acabamentos no vidro altera a superfície e pode mudar a freqüência de ocorrência de falhas críticas. A borda do vidro tem tendência a sofrer danos geralmente de uma forma mais visível e pode levar a concentrações de tensão.
