Proprietà meccaniche
Anna Faresin

I vetri sodico-calcici presentano significative proprietà meccaniche grazie alle forze di legame atomico che ne comportano struttura intatta, superficie piana, alta rigidità meccanica.
Il materiale ha densità di 2,5 Kg/m2, resistenza a compressione pari a 1000 N/mm2 (= 1000 MPa), resistenza a rottura del vetro flesso_1 di 40 MPa, per vetri levigati ricotti, e di 120 - 200 MPa per vetri temprati_2, elasticità_3 pari a 7 x 1010 Pa (da normativa europea) ma anche fragilità che ne comporta rottura se soggetto a carico di flessione crescente, coefficiente di contrazione laterale_4 di 0,22 per vetri impiegati in edilizia. La durezza sclerometrica della superficie è compresa tra i valori 6 e 7 della scala di Mohs e la resistenza agli acidi e alle soluzioni alcaline è elevata. Soltanto i composti fluorurati agressivi, come l’acido cloridrico, possono attaccare e danneggiare le superfici vetrate. Anche la resistenza agli agenti atmosferici è consistente anche se in situazioni in cui l’acqua piovana ristagna si può riscontrare “appannamento” dovuto alla leggerissima solubilità del vetro alla silice. L’esposizione all’umidità provoca colorazioni azzurre del vetro che però non subisce diminuzione della resistenza meccanica.
Le crepe, i graffi ed i danni strutturali interni al materiale possono comportare incisioni, nel caso di sollecitazione meccanica, che non possono essere eliminati dalla deformazione plastica. I test effettuati nel breve periodo possono non essere attendibili nella valutazione di un elemento in opera da diversi anni che registra una consistente diminuzione della resistenza alle sollecitazioni. Questo fatto è da imputarsi all’aumento della crescita sottocritica della frattura a seguito di prolungata sollecitazione meccanica o anche di processi chimici danneggianti. E’ opportuno dunque prevedere i molteplici danni cui viene sottoposto un elemento di vetro fin dalle prime lavorazioni meccaniche o chimiche che ne influenzano la rigidità_5.
Per ciò che concerne la sicurezza (protezione antincendio, protezione da rischio di ferite in caso di urti accidentali, rischio di caduta di oggetti sulle coperture vetrate, rischio di caduta delle persone, atti vandalici ed effrazione, proiettili da arma) sono stati studiati specifici prodotti in grado di garantire protezione delle persone e dei beni_6.

NOTE:
1_La sollecitazione di flessione comporta la presenza di una faccia della lastra soggetta a compressione, mentre l’altra a trazione. Non è possibile determinare con precisione quest’ultimo valore a causa dell’elevata fragilità e della tensione superficiale.
-----
2_Variabile in relazione allo spessore, al tipo di lavorazione e alla molatura dei bordi.
-----
3_Modulo di Young E: forza teorica di trazione da applicare affinchè si conferisca al vetro un allungamento pari alla sua lunghezza iniziale.
-----
4_Coefficiente di Poisson: indica il rapporto tra il restringimento della sezione in direzione perpendicolare allo sforzo e l’allungamento subito nella direzione dello sforzo.
-----
5_Ad esempio: taglio, abrasione, sabbiatura, satinatura, rivestimento o stampa.
-----
6_Per quanto concerne la sicurezza al fuoco, la fragilità del vetro comporta l’assorbimento di tensioni di temperature minime, nonostante l’incombustibilità. Sono stati dunque messi a punto vetri speciali antincendio.