Metais arquitetônicos - Architectural metals
Metais usados para fins arquitetônicos incluem chumbo , para canos de água , telhados e janelas; estanho , formado em folha de flandres ; zinco , cobre e alumínio , em uma variedade de aplicações, incluindo coberturas e decoração; e ferro , que tem usos estruturais e outros na forma de ferro fundido ou ferro forjado , ou feito de aço . As ligas metálicas usadas na construção incluem bronze (principalmente cobre e estanho); latão (cobre e zinco); monel metal e níquel prata , consistindo principalmente de níquel e cobre; e aço inoxidável , com importantes componentes de níquel e cromo .
Tipos de metal
Conduzir
O baixo ponto de fusão do chumbo permitiu seu uso em larga escala ao longo da história humana. O chumbo foi um dos primeiros a ser transformado em chapa para fins arquitetônicos. As tubulações de água eram freqüentemente construídas de chumbo, até que seus riscos à saúde foram divulgados no final do século XIX.
O chumbo não está sujeito à ferrugem e tem sido um material popular para telhados há séculos, sendo usado para telhados, rufos, calhas, algerozes e cabeças de condutores. O chumbo era mais adequado para telhados baixos, já que telhados íngremes experimentavam fluência. Os telhados de chumbo em regiões com grandes flutuações de temperatura, como os estados meso-atlânticos , sofreram deterioração devido à constante expansão e contração, chamada de fadiga. A partir do século XIX, foi utilizado um material de cobertura denominado “ terne ” ou “terneplate”, constituído por chapa de ferro ou aço revestida com uma liga de chumbo-estanho . É frequentemente confundido com folha de flandres .
O chumbo veio também era freqüentemente usado para vidraças em clarabóias e vitrais. Também foi usado para pequenas peças de escultura e ornamentação de jardim. O chumbo era frequentemente adicionado à tinta, com o chumbo vermelho usado como pigmento anticorrosivo para o ferro e o chumbo branco usado como tinta para casas de madeira. A tinta à base de chumbo foi um dos materiais mais duráveis desenvolvidos como revestimento externo protetor. O uso de tinta com chumbo foi restrito na maioria dos edifícios, devido a preocupações com envenenamento por chumbo .
Lata
O estanho é muito mole para ser usado sozinho para fins arquitetônicos, então geralmente cai em duas categorias: a liga do estanho com outros metais, como cobre, para formar o bronze , e o revestimento de estanho em metais mais duros, como ferro estanhado ou aço. Bronzes arquitetônicos geralmente contêm cerca de 90% de cobre e 10% de estanho, embora o conteúdo possa variar amplamente. O termo “ teto de estanho ” é um nome impróprio e os primeiros fabricantes não usavam o nome. No entanto, as pessoas que trabalhavam com folhas de metal eram chamadas de funileiros, de modo que o termo pode ter derivado desse título.
A folha-de-flandres era um tipo de material arquitetônico composto de chapa de ferro ou aço revestido de estanho. “Telhados de lata”, um tipo de folha-de-flandres, foi originalmente usado para blindagem, mas acabou como material de cobertura. A folha-de-flandres também foi utilizada para decoração, como janelas ornamentais, vergas de portas e forros estampados. O metal estampado ornamental feito de folha de flandres era uma alternativa acessível ao gesso . Embora a folha-de-flandres ainda esteja disponível hoje para tetos, telhados e revestimentos, geralmente é considerada cara, uma vez que o custo inicial é mais do que para tipos de telhados modernos comuns, como telhas de asfalto ou telhados construídos. Um telhado ou teto de folha de flandres bem conservado geralmente dura várias vezes mais do que os materiais modernos e é mais econômico quando se leva em conta a vida útil mais longa.
Zinco
O zinco puro foi usado para telhados na Bélgica, França e Alemanha, onde substituiu o cobre e o chumbo mais caros em telhados. A partir da década de 1820, a folha de zinco belga foi importada na América, usada por construtores na cidade de Nova York e em outros lugares. O zinco puro está sujeito à deformação em temperaturas normais.
Os metais revestidos de zinco foram patenteados pela primeira vez em 1837, separadamente por M. Sorel na França e HW Crawford na Inglaterra. Os métodos empregavam um processo de “imersão a quente” para revestir chapas de ferro com zinco. Em 1839, um telhado de chapa de ferro “galvanizado” estava sendo usado na cidade de Nova York. O Merchant's Exchange em Manhattan foi um dos primeiros edifícios a ter telhado e calhas galvanizados. Alguns telhados de chapa galvanizada foram prensados com desenhos, uma técnica popular na era vitoriana.
O zinco também foi fundido para esculturas e elementos decorativos na Alemanha e na Áustria já em 1832. Os elementos arquitetônicos decorativos eram frequentemente fundidos em zinco, uma vez que era facilmente moldado, era barato em comparação com a pedra e podia ser pintado para imitar metais mais caros. Grinaldas estampadas, rosetas, folhas de flor-de-lis e acanto forneciam a ornamentação decorativa popular tanto de exteriores quanto de interiores no final do século XIX.
As tintas de óxido de zinco eram atóxicas e resistentes à poluição . Eles se tornaram comercialmente bem-sucedidos e prontamente disponíveis na América por volta de 1850 e amplamente usados a partir da década de 1870. Eles tinham o benefício adicional de serem bons inibidores de ferrugem em ferro e aço.
Durante as primeiras décadas do século 20, o uso de telhados e ornamentos de zinco puro diminuiu em uso nos Estados Unidos. Agora está ganhando popularidade em sua forma pura (99,95%) para materiais de construção. Normalmente, o zinco de grau arquitetônico é 99,995 por cento de zinco puro com traços de titânio, para reduzir o coeficiente de expansão térmica e melhorar a resistência à tração e dureza, e cobre para melhorar a trabalhabilidade. A composição exata da liga está sujeita ao fabricante e é um determinante da cor na pátina final do zinco . Com o tempo, o zinco desenvolve sua pátina distinta, passando de uma prata brilhante para um cinza-azulado fosco. Acabamentos pré-patinados estão disponíveis em alguns fabricantes para agilizar o processo de patinação natural. O zinco ainda é usado em ligas como latão e níquel-prata , e também na galvanoplastia de aço. Hoje, o aço galvanizado e o material de zinco puro, geralmente painéis com costura dupla travada, são usados para cobrir uma variedade de edifícios. A fluência foi reduzida com a introdução do titânio na maior parte do zinco arquitetônico disponível na América do Norte. Pregos galvanizados e dutos de folha de metal também são comuns.
O zinco de grau arquitetônico é 90 a 95% reciclado. Os custos de substituição são insignificantes, com uma longa vida útil de 80 a 100 anos para telhados de zinco e 200 a 300 anos para sistemas de parede. Esta durabilidade de longa vida é um componente chave na durabilidade. No final de sua vida útil, os produtos de construção de zinco podem ser reciclados indefinidamente sem perda de propriedades químicas ou físicas. O uso de zinco de grau arquitetônico pode ajudar a qualificar a construção para a certificação LEED devido ao seu alto conteúdo reciclado e sustentabilidade.
Cobre e suas ligas
O cobre é um metal muito durável, resistindo à corrosão quando forma uma pátina verde-azulada que consiste em carbonatos , sulfatos , sulfetos e cloretos de cobre . A folha de cobre usada como telhado é mais leve do que as telhas de madeira e muito mais leve do que a ardósia, a telha ou o chumbo. O cobre da cobertura pode ser dobrado facilmente em costuras à prova d'água ou moldado em estruturas curvas para cúpulas e cúpulas.
O custo inicial do cobre era tradicionalmente alto, mas seu tempo de serviço mais do que compensava o preço. O cobre também pode ser moldado nas curvas e ângulos ao redor das chaminés e nas bordas do telhado e trapeiras. Todos os pregos, parafusos, parafusos e travas usados com a folha de cobre devem ser feitos de cobre ou liga de cobre, caso contrário, ocorreria a ação galvânica entre os metais diferentes, causando deterioração.
O cobre também era usado para fins decorativos, incluindo ornamentos arquitetônicos, revestimentos, tetos ou esculturas. Um exemplo famoso é a Estátua da Liberdade .
As ligas de cobre usadas na arquitetura incluem bronze , uma liga de cobre e estanho, e latão , uma liga de cobre e zinco.
Níquel e suas ligas
Embora um tanto raro, o níquel tem sido usado para revestir detalhes arquitetônicos. O níquel é usado com mais frequência para componentes de construção na forma de ligas: prata níquel , metal Monel e aço inoxidável .
A prata níquel era originalmente chamada de “prata alemã” até a Primeira Guerra Mundial. Ela era chamada de “latão branco”, mas provavelmente deveria ser chamada de “latão de níquel”, porque geralmente contém 75% de cobre, 20% de níquel e 5% de zinco. Diferentes percentagens resultam em uma gama de cores, incluindo branco prateado, amarelo, azul claro, verde ou rosa. O hardware de níquel prata era popular nos Estados Unidos durante os períodos Art Déco e Depressão Moderna. Arquitetos e designers preferiam o níquel-prata porque ele podia reter e reter os acabamentos adequados e resistir à corrosão.
O metal monel é uma liga de aproximadamente dois terços de níquel e um terço de cobre. É semelhante à cor da platina. Monel foi o pioneiro em muitos dos usos atuais do aço inoxidável. O primeiro uso arquitetônico do Monel foi para o telhado do Terminal Ferroviário da Pensilvânia na cidade de Nova York em 1909. Em 1936, o telhado de cobre da Biblioteca Pública da Cidade de Nova York na Fifth Avenue e 42nd Street foi substituído por um telhado de metal Monel. Suas vantagens como material de cobertura incluíam a capacidade de ser brasado, soldado ou soldado no lugar para fornecer uma cobertura estanque e contínua. Monel era popular durante os períodos Art Déco. Durante a Segunda Guerra Mundial, grandes quantidades de níquel e cobre foram desviadas para o esforço de guerra, e o fornecimento de Monel foi bastante reduzido. Após a guerra, o aço inoxidável e o alumínio substituíram o Monel devido aos custos de produção mais baixos.
Ferro e suas ligas
O ferro se tornou um importante componente de construção arquitetônica. Tem sido usado em quatro formas comuns: ferro forjado, ferro fundido, chapa de ferro e aço.
O ferro forjado foi usado para pequenos elementos estruturais e decorativos a partir do século XVIII. Até meados do século 19, o uso de ferro forjado em edifícios era geralmente limitado a pequenos itens como tirantes, tiras, pregos e ferragens, ou a ferragens decorativas em varandas, grades e portões. Por volta de 1850, seu uso estrutural tornou-se mais difundido quando as siderúrgicas começaram a laminar trilhos, perfis em T e, eventualmente, vigas em I. Também era usado para fins decorativos, como varandas ornamentais ou ferragens. Como o ferro forjado é feito à mão, não há duas peças idênticas.
O ferro fundido foi um importante material de construção do século 19 durante a Revolução Industrial . Embora frágil, é extremamente forte em compressão. Era frequentemente utilizado para fins estruturais, como colunas, fachadas de edifícios, cúpulas e pátios de luz. Os usos decorativos incluem escadas, elevadores, lintéis, grades, varandas, sacadas, grades, cercas, postes de luz e tumbas. O Edifício Bradbury é um exemplo de extenso ferro fundido decorativo. Hoje, o ferro fundido é usado para acessórios de encanamento e tubulação em novas construções, e seu uso estrutural e decorativo é usado ocasionalmente por meio de práticas de preservação histórica.
As chapas de ferro podem sofrer corrosão rápida, formando ferrugem. A chapa de ferro foi usada ao longo do século 19, embora não seja claro o quão difundidos os telhados de chapa de ferro se tornaram. Chapas de ferro decorativas prensadas usadas para tetos eram frequentemente chamadas de “ teto de estanho ” , que na verdade eram folhas de ferro mergulhadas em lata fundida para evitar que enferrujassem.
O aço foi introduzido na indústria da construção no final do século XIX. O desenvolvimento do aço estrutural em meados do século 19 permitiu a construção de edifícios altos. Construtores e fabricantes se voltaram para o aço, que era mais forte do que o ferro fundido na compressão e o ferro forjado na tração. Quando o processo Bessemer foi desenvolvido na Inglaterra em 1856, e o processo de forno aberto foi inventado, o aço era produzido em uma quantidade que o permitia ser econômico. Pontes, empresas ferroviárias e arranha-céus estiveram entre os primeiros usos em grande escala do aço estrutural. Embora o ferro e o aço não sejam combustíveis, eles perdem resistência no fogo se não forem protegidos do calor. Quase todo aço estrutural deve ser “à prova de fogo” de alguma maneira, utilizando um revestimento de terracota , ladrilho, concreto derramado com gesso, concreto projetado ou isolamento pulverizado . O concreto reforçado , também chamado de concreto armado , foi desenvolvido no final do século 19, quando o arame de aço foi adicionado ao concreto.
Os aços decorativos usados em edifícios incluem:
- O aço inoxidável , um aço cromo-níquel, desenvolvido entre 1903 e 1912. Sua propriedade mais importante é a resistência à corrosão. Ele contém cerca de 18% de cromo e 8-12% de níquel. O aço inoxidável é caro, por isso foi usado principalmente como um metal não estrutural ou onde havia um alto potencial de corrosão. Um dos primeiros usos mais extensos do aço inoxidável foi no Edifício Chrysler .
- Os aços contendo cobre, contendo de 0,15% a 0,25% de cobre, desenvolvem maior resistência à corrosão atmosférica, quando comparados ao aço comum, formando uma camada protetora de óxido, com textura e cor marrom profunda uniforme. Eero Saarinen fez experiências com o material no prédio da Deere and Company em 1964.
Alumínio
Assim como o cobre, o alumínio é altamente resistente à corrosão . Ele também tem a vantagem de ser um terço mais leve do que o aço com resistência comparável. O alumínio também pode ser reciclado de forma fácil e repetida. Estima-se que dos cerca de 900 milhões de toneladas de alumínio produzidos desde 1880, três quartos ainda estão em uso produtivo, 35% dos quais na construção civil.
O alumínio não estava disponível a um custo razoável ou em quantidades suficientes para uso arquitetônico geral até depois do início do século XX. O uso arquitetônico do alumínio aumentou na década de 1920, principalmente para detalhes decorativos. Foi usado para telhados, rufos, calhas, algerozes, painéis de parede e spandrels. O Art Deco projeta o alumínio freqüentemente usado para elementos decorativos. O primeiro uso extensivo de alumínio na construção foi o Empire State Building , onde toda a parte da torre é de alumínio, bem como muitos recursos decorativos, como as entradas, portas de elevador, acabamentos ornamentais e cerca de 6.000 spandrels de janela . Hoje, o alumínio é usado com freqüência na construção, exceto os principais membros estruturais.
Veja também
Referências
Fontes
- Gayle, Margot e Waite, John G. (1980), Metals in America's Historic Buildings: Uses and Preservation Treatmentments , Washington: US Dept. of the Interior, Heritage Conservation and Recreation.