Conexões integradas para vidro

Mar 27, 2023

Data: 19 de outubro de 2022

Autores: Julian Hänig e Bernhard Weller

Fonte: Estruturas e Engenharia de Vidro | https://doi.org/10.1007/s40940-022-00174-0

O desejo de construtores e arquitetos de máxima transparência e superfícies homogêneas em fachadas e estruturas de vidro se estende a aplicações internas totalmente em vidro, como divisórias ou portas totalmente em vidro. Nos sistemas de vidro convencionais as interligações são realizadas por encaixes chamativos e detalhes de fixação que reduzem a transparência e atrapalham a estética. Novos painéis de vidro-plástico-composto mostram um peso próprio significativamente reduzido pela composição de um núcleo de camada intermediária de polimetilmetacrilato de polímero (PMMA) e camadas de cobertura de vidro fino.

Os compósitos inovadores apresentam alto desempenho estrutural com propriedades óticas do vidro convencional. Os painéis permitem uma conexão direta no núcleo de camada intermediária de PMMA com a estrutura de suporte ou outros painéis. Esse projeto de conexão integrada reduz as concentrações de tensão e permite o desenvolvimento de conexões pequenas e discretas. Diferentes conexões integradas para os painéis de vidro-plástico-composto foram projetadas e investigadas. Este artigo apresenta um estudo experimental de diferentes ligações, como mecanicamente fixadas e adesivamente integradas, testadas sob carga de tração. Com base em análises de vídeo, as progressões de trincas e os mecanismos de falha são avaliados e discutidos em detalhes.

Os testes investigam os efeitos da temperatura, bem como a influência da espessura do núcleo interlayer e do tipo de vidro das camadas de cobertura em vários acúmulos. A avaliação abrangente inclui uma descrição do comportamento de suporte de carga mecânica na forma de gráficos de carga versus deslocamento, bem como uma investigação da progressão da trinca e dos mecanismos de falha para a avaliação final. Os resultados deste estudo experimental elucidam as características estruturais de conexões integradas em painéis de vidro-plástico-compósito sob carga de tração e representam uma base para o desenvolvimento contínuo de acessórios de aplicação real.

Motivação e estado da arte

Tanto a alta transparência quanto o design econômico devido à redução de peso estão se tornando cada vez mais uma característica mais procurada nas tendências recentes de design. Designers e engenheiros se concentram em fachadas leves de vidro, estruturas de vidro e sistemas internos totalmente em vidro. O vidro é conhecido por ser um material frágil. É muito sensível às concentrações de tensão que ocorrem principalmente em conexões pontuais convencionais, como parafusos ou braçadeiras. Além disso, o furo mecânico necessário e a área limitada para transmissão de força acentuam concentrações de tensão decisivas que resultam em conexões relativamente grandes e intrusivas. Isso motiva o desenvolvimento de novas conexões pequenas e discretas com um design eficiente de material específico para atender aos requisitos de alta transparência e eficiência de recursos em estruturas de vidro.

Nas últimas décadas, vários tipos de conexões adesivas surgiram como uma alternativa às conexões mecânicas (Centelles et al. 2019). A ligação adesiva com adesivos poliméricos estruturais reduz as concentrações de tensão no vidro e alcança um projeto de conexão altamente eficiente. Adesivos estruturais rígidos transparentes, como acrílicos, epóxidos e poliuretanos, foram investigados para conexões pontuais de pequeno porte em diferentes trabalhos (Dispersyn et al. 2014; Dispersyn e Belis 2016; Kothe et al. 2016; Tasche 2007; Van Lancker et al. 2016; Vogt 2009; Wünsch 2017).

Silicones estruturais mais flexíveis são frequentemente usados ​​para suportes lineares de fachadas de envidraçamento de vedação estrutural, mas também em um tipo relativamente rígido e transparente para suportes pontuais (Drass, 2020). Conexões laminadas metal-vidro com diferentes películas intermediárias alcançaram altas capacidades de suporte de carga, dependendo do material da camada intermediária (Ioannidou-Kati et al. 2018; Louter e Santarsiero 2019; Santarsiero et al. 2017). Por outro lado, o envelhecimento artificial e as mudanças de temperatura influenciam significativamente as propriedades dos polímeros termoplásticos investigados. É por isso que, para a maioria das conexões coladas na indústria da construção, as autoridades locais ainda insistem em aprovações complicadas e de alto custo.