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Oct 25, 2023

Ensaios de flexão de anel duplo em refrigerante pré-tratado termicamente

Data: 8 de agosto de 2022 Autores: Gregor Schwind, Fabian von Blücher, Michael Drass &

Data: 8 de agosto de 2022

Autores: Gregor Schwind, Fabian von Blücher, Michael Drass e Jens Schneider

Fonte: Estruturas e Engenharia de Vidro | https://doi.org/10.1007/s40940-020-00129-3

A resistência do vidro desempenha um papel importante no dimensionamento de componentes de vidro na indústria da construção. Aqui, não apenas parâmetros como condições de suporte, taxa de carregamento, umidade relativa etc. desempenham um papel importante, mas o dano por meio de arranhões também determina a resistência à fratura do vidro. Um tratamento térmico após o dano pode ter influência na resistência do vidro resultante. A correlação entre a temperatura de tratamento térmico, e em particular temperaturas elevadas até a temperatura de transição vítrea, e a tensão de fratura tem sido estudada por diferentes pesquisadores com várias abordagens de pré-tratamento de corpos de prova e configurações de teste.

Este artigo apresenta metodicamente várias investigações preliminares que foram realizadas no âmbito do pré-tratamento das amostras, a fim de investigar a influência do tratamento térmico das amostras pré-danificadas na tensão de fratura. Para este propósito, testes de dobramento de anel duplo foram realizados à temperatura ambiente em amostras de vidro de silicato de cal sodado tratadas termicamente e pré-danificadas. O objetivo das investigações é obter estimativas de até que ponto um tratamento térmico antes do teste de resistência influencia a resistência à fratura do vidro de silicato de cal sodada. Parâmetros como a temperatura de tratamento térmico, o tempo de permanência das amostras dentro do forno e o projeto do forno foram considerados. Os resultados mostram que o tratamento térmico pode aumentar significativamente a tensão de fratura do vidro de silicato de cal sodada como vidro float devido a uma suposta cura do pré-dano durante o tratamento térmico.

Um fator importante que determina a resistência do vidro float são os danos, como arranhões ou rachaduras, devido ao comportamento do material frágil do vidro. Arranhões e rachaduras podem ser causados ​​pelo próprio processo de vidro float, pelo corte após o processo float ou também pelo transporte posterior. No que diz respeito ao dimensionamento posterior de construções de vidro feitas de vidro float na indústria da construção, a influência desses danos na resistência do material utilizável computacionalmente é refletida. Devido ao fato de que a resistência à flexão utilizável do vidro float é baixa em comparação com o vidro temperado termicamente, o uso de folhas de vidro temperado termicamente é vantajoso. No entanto, o processo de endurecimento do vidro também aumenta seu preço, o que faz com que os custos do material de vidraça aumentem.

Se a resistência do vidro float pudesse ser aumentada por outro tratamento a temperaturas mais baixas, mais vidro float poderia ser usado para envidraçamento. Outra aplicação na indústria da construção é a modelagem de deposição fundida de vidro (Seel et al. 2018a), ou simplesmente falando em impressão 3-D de vidro. Devido ao processo de impressão, defeitos e lacunas podem ocorrer (Seel et al. 2018b) dentro do componente fabricado com aditivo. Essas falhas representam entalhes ou rachaduras no material frágil, que podem levar a picos de tensão e a uma resistência comparativamente menor do vidro. Com base no estado atual da pesquisa, foi levantada a questão de saber se a resistência do vidro de silicato de cal sodado pré-danificado como vidro float pode ser aumentada por meio de tratamento térmico, o que não corresponde ao endurecimento térmico.

Até agora, os tratamentos térmicos de vidro de silicato de cal sodada como vidro float foram amplamente realizados em temperaturas elevadas (550 a 725 ∘C) por Shinkai et al. (1981), Manns e Brückner (1983), Hrma et al. (1988), Holden e Frechette (1989), Girard et al. (2011), Doquet et al. (2014) e Zaccaria e Overend (2016), embora também tenham sido utilizadas temperaturas mais baixas (300 ∘C) (Wiederhorn 1969). Em algumas investigações, a umidade durante o tratamento térmico foi regulada dentro da câmara do forno (Holden e Frechette 1989; Girard et al. 2011). Além disso, o tempo de permanência das amostras na temperatura também variou nas diferentes publicações.