Vidrio y Fuerza
El vidrio no es como los otros materiales usados en la construcción. Es incoloro, medianamente rígido entregando mucha fuerza pero también es muy frágil. A un nivel atómico el vidrio es una red de lazos de silicona y oxigeno modificados aleatoriamente por el sodio. La estructura no es regular como sería si fuera un líquido. Los lazos de la red previenen que el vidrio sea ductil.
Los ingredientes del vidrio no son transparentes y es el derretimiento de estos productos que crean nuevos lazos. A medida que el vidrio se enfría los ingredientes se juntan antes de que puedan retomar su estructura original.
La noción de que el vidrio es un líquido superenfriado no es apropiada. El vidrio durante su fabricación es enfriado a un estado sólido. En muchos materiales los átomos vuelven a su estado original cuando se enfrian pero para el vidrio la transición de volver es restringida y la nueva estructura se mantiene. La rigidez del producto es diferente a la de otros materiales. La mayoria de las planchas de productos se deformarán cuando se les ponga carga. La estructura permite que los átomos o moléculas se muevan, mientra que en el vidrio no. La libertad en otros materiales puede llevar a una deformación permanente, mientras que el vidrio retorna a su forma original cuando la carga es removida. Las fuerzas aplicadas a los materiales dan origen al estrés, el cual es una medida de las fuerzas internas por unidad de área. No es sorprendente entonces que la relación entre estrés y tensión en el cristal sea lineal, por su inhabilidad para comportarse como el plástico.
Cuando el vidrio está bajo carga, éste se deformará y acomodará al estrés a cierto nivel, y repentinamente se quebrará cuando haya alcanzado su límite. El quiebre puede ser repentino y espectacular. Una vez que empieza una trizadura, hay muy poco que hacer con su estructura para evitar que se siga propagando. Un punto más positivo es que la estructura interna no es móbil, por lo que el vidrio no sufre de fatiga dinámica. Una plancha de vidrio en una ventana expuesta al viento a través de los años, no se quiebra ya que está siendo estresada constantemente por el viento.
La fuerza del vidrio está determinada poniendo el vidrio bajo bajo estrés hasta que se quiebre.
Hay procesos que aumentan la fuerza del vidrio, como por ejemplo el vidrio templado: El vidrio se calienta uniformemente hasta una temperatura superior a los 650ºC (punto de ablandamiento) y posteriormente se enfría bruscamente soplando aire frío a presión controlada sobre sus caras. La superficie del vidrio se enfría más rápido que el centro, mientras que la zona interior se contrae más que la superficie y su enfriamiento se produce más lento. Como consecuencia, el vidrio se carga de energía: Compresión en sus superficies y Tracción en el interior. Esto le da mayor capacidad de resistir esfuerzos de tracción ya seade origen mecánico o térmico. Como consecuencia, el vidrio se carga de energía: Compresión en sus superficies y Tracción en el interior. Esto le da mayor capacidad de resistir esfuerzos de tracción ya sea de origen mecánico o térmico. El vidrio templado es considerado un cristal de seguridad, ya que cuando se quiebra, éste se desintegra en fragmentos pequeños de aristas redondeadas que no causan heridas cortantes o lacerantes de consideración. EL vidrio templado es 4 a 5 veces más fuerte que el vidrio crudo de iguale espesor.