Impact of lamination direction on glass strength: an experimetal analysis
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[1] Universidad de Oviedo
Universidad de Oviedo
Oviedo, España
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- Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 8, 2024, págs. 93-98
- Idioma: inglés
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Resumen
- español
El vidrio es uno de los materiales que más interés ha suscitado en los últimos años debido a su versatilidad y a las numerosas posibilidades y ventajas que se derivan de su empleo en aplicaciones arquitectónicas. En las últimas décadas, el vidrio ha dejado de ser un elemento meramente estético o de cerramiento, para convertirse en un elemento estructural con capacidad portante, lo que hace indispensable conocer bien sus propiedades mecánicas, entre las que destaca su elevada fragilidad y su limitada capacidad de deformación. Para regular la caracterización de la resistencia mecánica del vidrio, existen numerosos estándares, como el DIN/UNE/BS EN-1288. Por otro lado, es ampliamente reconocido que el proceso de fabricación del vidrio flotado induce la aparición de defectos en la estructura del vidrio, tales como microgrietas e heterogeneidades vítreas, que tienen un impacto en su resistencia última. Sin embargo, la normativa no considera la dirección de laminación en la definición de la resistencia ni en la especificación de la obtención de las muestras experimentales para caracterizarla. Con el fin de determinar si existe tal influencia, en este trabajo se ha llevado a cabo una extensa campaña experimental en la que se evaluó la resistencia a flexión del vidrio en probetas de dimensiones reducidas, cortadas en diferentes orientaciones respecto a la dirección de laminación. Una vez ensayadas las probetas y calculadas las tensiones nominales máximas en el momento de rotura, se aplicó un análisis estadístico para evaluar si existían diferencias significativas entre las distintas orientaciones. Los resultados demuestran la ausencia de diferencias significativas entre las orientaciones, lo que confirma experimentalmente que la dirección de laminación no tiene un impacto significativo en la orientación de los defectos en el vidrio ni, por tanto, sobre su resistencia última.
- English
In the last years, glass has attracted a great interest due to its versatility and the many possibilities and benefits of its use in architectural applications. Moreover, glass has ceased to be merely an aesthetic or enclosure element, to become a structural element with load-bearing capacity. It makes essential to properly know its mechanical properties, which are mainly defined by a high fragility and a low deformation capacity. Different standards, such as DIN/UNE/BS EN-1288, exist to regulate the characterisation of the mechanical strength of glass. Furthermore, it is widely recognized that the float glass manufacturing process can induce the appearance of defects in the glass structure, such as micro-cracks and vitreous heterogeneities, which could have an impact on the ultimate strength of this material. However, the regulations do neither consider the lamination direction in the definition of resistance nor in the specification of how to obtain the experimental samples. In order to determine whether such an influence exists, an extensive experimental campaign was carried out in which the bending strength of glass was evaluated by using small-sized specimens cut in different orientations with respect to the lamination direction. Once the specimens had been tested and the maximum nominal stresses at break obtained, statistical analysis was used to assess whether there are significant differences between the different orientations. The results prove the absence of significant differences among the strength for different orientations, which confirms experimentally that the lamination direction does neither have a significant impact on the orientation of the defects in the glass nor, therefore, on its ultimate strength.
- español
