Preservação da madeira •
Um dos meios utilizados para preservar as madeiras é por intermédio da secagem, natural ou artificial.
•
Além da secagem, há os tratamentos superficiais, os quais são aplicados por pintura ou por imersão da madeira ou por impregnação ou por outros métodos.
•
Os materiais aplicados são chamados “preservativos”. Quando se utiliza o processo de pintura, os preservativos são de preferência previamente aquecidos, para penetrar mais profundamente na madeira.
•
Na imersão, mergulha-se a madeira no preservativo durante 15 a 20 minutos, com melhores resultados que a simples pintura superficial, pois todas as possíveis trincas e fendas ficam em total contato com o material protetor. Os processos de impregnação que podem utilizar, numa mesma operação, vapor, vácuo e pressão, são os mais eficientes de todos, pois, por seu intermédio, as partes internas das madeiras são também atingidas e ficam protegidas da ação dos agentes destruidores. Os preservativos mais comumente empregados são: o creosoto-mais importante de todos- o sulfato de cobre, o bicloreto de mercúrio, óleos crus (parafinados, asfálticos) etc.
•
•
35
Defeitos na madeira •
•irregularidades nos anéis de crescimento ou nós, o que, quase sempre, rejeita a madeira;
•
• excentricidade do cerne, causada por crescimento heterogênio, resultado em pouca elasticidade e baixa resistência;
• •
• fendas ou gretas mais ou menos profundas, no sentido transversal; outras fendas de diversos tipos e denominações constituem igualmente anomalias que podem dificultar a utilização plena da madeira.
Defeitos na madeira •
• • •
•
Quanto às enfermidades das madeiras, os principais agentes destruidores são: fungos, bactérias, insetos, moluscos e crustáceos marinhos. Os fungos que atacam a celulose e a lignina são os mais nocivos. A madeira saturada de água ou com umidade inferior a 20% é mais difícil de ser atacada pelos fungos. Há moluscos que atacam as madeiras de embarcações, de diques e outras construções navais, incrustando-se na madeira e abrindo galerias verticais. O meio de combatê-los consiste em tratar-se a madeira com creosoto. Depois de atacadas por esses moluscos, as madeiras podem ser tratadas com sulfato de cobre.
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Classificação das Madeiras por Uso
• Particularidades: • A peroba ao contrário do que pensa não suporta às intempéries, aparecendo rachaduras, podendo ser usada em interiores. • Todas os tipos de madeira poderão ser substituídas pelo uso extensivo do eucaliptos, madeira não-nativa e usada em reflorestamento. • Cada região ou país tem um uso determinado de certos tipos de madeira: Ex.: No Uruguai usam-se certos tipos de eucaliptos para esquadrias, coberturas, pisos. Na Austrália o eucaliptos é amplamente usado ( mais de 100 espécies ).
Defeitos na madeira • As madeiras estão sujeitas a defeitos ou anomalias que alteram sua estrutura e a enfermidades que afetam sua composição química, reduzem sua resistência e causam o seu “apodrecimento”. • As anomalias principais são as seguintes:
– fibra torcida ou revirada: defeito esse caracterizado pelo fato das fibras das árvores não crescerem paralelamente ao eixo, mas sim em forma de hélice, devido ao excessivo crescimento das fibras periféricas com relação às internas. • Estas madeiras servem somente para postes e escoras de diversos tipos e denominações • Constituem igualmente anomalias que podem dificultar a utilização plena da madeira.
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Classificação das Madeiras por Uso •
O uso das diferentes madeiras se dá através da relação:
•
Isto caracteriza o grau de deformação facilidade de manuseio, durabilidade, e outros.
•
Pode-se classificar as madeiras pelo uso da seguinte forma:
–
– –
•
• • • • • • •
duras ou de lei de qualidade.
"duras ou de lei": – – –
•
peso especifico x dureza x resistência
índice peso especifico alta dureza resistência
EX.: massaranduba
São empregadas em construção como pilares, vigas, fundações. (estruturas) Ex.: Ipê, sucupira, massaranduba, cabriúva, angelim, pedra, e outros. "qualidade": índice peso específico baixa dureza resistência São empregadas em trabalhos de marcenaria e outros, pela facilidade de manuseio. Ex.: cedro, cerejeira, freijó, mogno, louro, marfim e outros.
EX.: Marfim
Classificação das Madeiras por Uso • • • • • • • • • • • • • • •
Usos específicos: formas para concreto, andaimes: - madeiras de pouco valor comercial. Ex.: caixeta, pinus eliottis e sobras de outras. decks, pérgulas: - madeiras altamente resistentes a intempéries. Ex.: Ipê, aroeira, imbuíacabriúva, massaranduba, itauba; madeiramento telhado: - madeiras com alta elasticidade e resistência mecânica. Ex.: Ipê, angelim, massaranduba, cabriúva, jatobá; pavimentação (pisos): - madeiras mais resistentes ao desgaste. Ex.: Ipê, jatobá, itauba, sucupira, marfim, peroba; forros: - madeiras de qualidade. Ex.: Ipê, cerejeira, freijó, sucupira, angelim, jatobá; beirais: - madeiras resistentes à intempéries. Ex.: ipê, Angelim pedra, , angelim vermelho; esquadrias: - madeiras mais leves, de fácil manuseio, mas pouca deformação. Ex.: cedro, freijó, mogno, louro.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA RESISTÊNCIA AO IMPACTO NA FLEXÃO PROCEDIMENTOS: a)para a determinação da resistência ao impacto na flexão as medidas dos lados dos corpos-de-prova devem ser feitas com precisão de 0,1 mm ; b)para o ensaio de impacto à flexão deve-se utilizar um máquina de pêndulo com capacidade de 3 a 5 vezes maior que a energia necessária à ruptura do corpo-de-prova por flexão; c)o ensaio deve ser feito para impacto nas direções radial, tangencial da madeira; d)o corpo-de-prova deve ser apoiado sobre dois apoios cilíndricos de 15 milímetros de raio, com 24cm± ±0,1cm de distância entre os seus eixos; e)para a caracterização mínima de espécies pouco conhecidas devem ser utilizadas duas amostras, sendo uma com corpos-de- prova saturados e outra com corpos-deprova com teor de umidade em equilíbrio com o ambiente. A determinação do teor de umidade deve ser feita por meio dos procedimentos estabelecidos anteriormente.
RESULTADOS: Os resultados da propriedade de resistência ao impacto na flexão devem ser apresentados com valores característicos, acompanhados dos respectivos teores de umidade.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA EMBUTIMENTO: propriedade relacionada à colocação de pinos e parafusos OBJETIVOS: Determinação das resistências de embutimento da madeira, nas direções paralela e normal às fibras, na madeira de um lote considerado homogêneo. RESISTÊNCIA AO IMPACTONA FLEXÃO (fbw ) A resistência de embutimento (fwe ou fe) é definida pela razão entre a força Fe que causa a deformação específica residual de 2‰ e a área de embutimento do pino Ae=td , determinada no ensaio do corpo-de-prova mostrado a seguir.
F f e0 = e0 td F f e90 = e90 td
Onde:Fe0 e Fe90 são as forças aplicadas respectivamente nas direções paralela e normal às fibras, correspondentes às deformações residuais de ε=2 , em Newton (N); t é a espessura do corpo-de-prova, em metro (m); d é o diâmetro do pino, em metro (m).
OBS.:O valor característico da resistência ao impacto à flexão fbw,k deve ser determinado pelo estimador.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA RESISTÊNCIA AO IMPACTO NA FLEXÃO OBJETIVOS: Determinação da resistência ao impacto na flexão da madeira de um lote considerado homogêneo.
RESISTÊNCIA AO IMPACTO NA FLEXÃO (fbw ) A resistência ao impacto à flexão (fbw) é definida pela razão entre a energia necessária à fratura do corpo-de-prova (W) e a área da seção transversal do mesmo, expressa em quilo Joules por metro quadrado (kJ/m2)
f bw = 1000W bh
Onde: W é a energia necessária para fratura do corpo-de-prova, em Joules (J) b e h são as dimensões da seção transversal do corpo-deprova, na direção radial e tangencial, em milímetro (mm).
OBS.:O valor característico da resistência ao impacto à flexão fbw,k deve ser determinado pelo estimador.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA RESISTÊNCIA AO IMPACTO NA FLEXÃO AMOSTRAGEM: tamanho da amostra e critério de extração dos cp’s devem ser os mesmos estabelecidos anteriormente.
2,0 cm
Obs: O corpo-de-prova deve ser fabricado com os lados perpendiculares as direções preferenciais da madeira, não se admitindo inclinações das fibras maiores que 6°° em relação ao comprimento do corpo-de-prova. .
2,0 cm
30,0 cm
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA DUREZA PROCEDIMENTOS: a)para a determinação da dureza pelo método Janka as medidas dos lados dos corpos-de-prova devem ser feitas com precisão de 0,1 mm ; b)para aplicar o carregamento ao corpo-de-prova deve-se utilizar um dispositivo especial entre o atuador e o corpo-de-prova, como indicado na figura a seguir; c)o ensaio deve ser feito nas direções paralela e normal às fibras da madeira; d)o carregamento deve ser monotônico crescente aplicado até que a esfera penetre a uma profundidade igual ao seu raio, num período de pelo menos 1 minuto; e)para a caracterização mínima de espécies pouco conhecidas devem ser utilizadas duas amostras, sendo uma com corpos-de- prova saturados e outra com corpos-de-prova com teor de umidade em equilíbrio com o ambiente. A determinação do teor de umidade deve ser feita por meio dos procedimentos estabelecidos anteriormente.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA DUREZA Arranjo de ensaio para dureza Janka
RESULTADOS: Os resultados de dureza da madeira devem ser apresentados com valores característicos, acompanhados dos respectivos teores de umidade.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA DUREZA Dureza: resistência do material à penetração localizada, à riscagem e ao desgaste
OBJETIVOS: Determinação da dureza da madeira de um lote considerado homogêneo, pelo método de Janka.
DUREZA DA MADEIRA (fws,H ou fH) A dureza da madeira é medida na direção paralela às fibras (fH0) e na direção normal às fibras (fH90).
fH =
Onde:Fmax é a máxima força aplicada ao corpo de prova necessária à penetração de uma semi-esfera de seção diametral com 1 cm2 de área na profundidade igual ao seu raio, em Newton (N); Aseção diametral é a área da seção diametral da esfera, igual a 1 cm2, em centímetros quadrados (cm2).
Fmax A seçao diametral
OBS.:O valor característico da dureza da madeira, deve ser determinado pelo estimador.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA DUREZA AMOSTRAGEM: tamanho da amostra e critério de extração dos cp’s devem ser os mesmos estabelecidos anteriormente.
5,0 cm
Obs: O corpo-de-prova deve ser fabricado com seus lados menores perpendiculares às direções preferenciais da madeira.
5,0 cm
15,0 cm
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA FLEXÃO PROCEDIMENTOS: f)para a determinação da rigidez, a resistência deve ser estimada (fM,est) pelo ensaio destrutivo de um corpo-de-prova gêmeo, selecionado da mesma amostra a ser investigada; g)conhecida a resistência estimada da amostra fM,est , o carregamento deve ser aplicado com dois ciclos de carga e descarga, de acordo com o procedimento especificado no diagrama de carregamento da figura. A taxa de carregamento deve ser de 10 MPa por minuto; h)a medida dos deslocamentos transversais no meio do vão devem ser feitas para cada ponto do diagrama de carregamento especificado na figura; com transdutores de deslocamentos com precisão de 0,01 mm ; i)para os ensaios com instrumentação fixada ao corpo-de-prova, os deslocamentos devem ser registrados para cada ponto do diagrama de carregamento, ver figura, até 70% da carga estimada. Em seguida deve-se retirar a instrumentação e elevar o carregamento até a ruptura do corpo-de-prova.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA FLEXÃO Cutelo de aplicação de carga RESULTADOS: Para a determinação dos módulos de elasticidade devem ser construídos diagramas carga deslocamento para todos os ensaios realizados. Os resultados das propriedades de resistência convencional e de rigidez à flexão devem ser apresentados com valor característico para a resistência e com valor médio para o módulo de elasticidade, acompanhados do respectivo teor de umidade.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA FLEXÃO AMOSTRAGEM: tamanho da amostra e critério de extração dos cp’s devem ser
Obs: O corpo-deprova deve ser fabricado de preferência com o plano de flexão perpendicular à direção radial da madeira, não se admitindo inclinações de fibras maiores que 6°° em relação ao comprimento do corpo-de-prova.
5 cm
os mesmos estabelecidos anteriormente.
5 cm
115 cm
FM FM,est 1,0
89 88 87 86 05
0,5
04 03
24
44
23
02
0,1
45
15
85 64
84
63
43 42
22
55
83
62
82
01 21
30s
30s
61
31
30s
30s
71
tempo (s)
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA FLEXÃO PROCEDIMENTOS: a)para a determinação da resistência convencional à flexão, as medidas dos lados do corpo-de-prova devem ser feitas com precisão de 0,1 mm ; b)no ensaio, o corpo-de-prova deve ser vinculado a dois apoios articulados móveis, com vão livre entre apoios de 21h , sendo o equilíbrio do sistema garantido pelo atrito com o atuador; c)o carregamento consiste em uma carga concentrada aplicada por meio de um cutelo acoplado ao atuador, como indicado na figura; d)no ensaio para determinação da resistência à flexão o carregamento deve ser monotônico crescente com uma taxa de 10 MPa por minuto; e)para a caracterização mínima de espécies pouco conhecidas devem ser utilizados duas amostras, sendo uma com corpos-de- prova saturados e outra com corpos-de-prova com teor de umidade em equilíbrio com o ambiente. A determinação do teor de umidade deve ser feita por meio dos procedimentos estabelecidos anteriormente.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA FLEXÃO OBJETIVOS: Determinação da resistência e da rigidez da madeira à flexão de um lote considerado homogêneo.
RESISTÊNCIA FLEXÃO (fwMou fM) (hipótese da madeira ser um material elástico)
M fM = max We
Onde: Mmax é o máximo momento aplicado ao corpo-de-prova, em Nm; We é o módulo de resistência elástico da seção transversal do corpo de prova, dado por bh2/6, em metro cúbico (m3).
OBS.: O valor característico da resistência ao fendilhamento paralelo às fibras fM,k deve ser determinado pelo estimador.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA FLEXÃO RIGIDEZ À FLEXÃO (EM0)
E M0 =
( FM,50% − FM,10% )L3 FM (N)
( v 50% − v10% )4bh 3
Onde: FM,10% e FM,50% são as
cargas correspondentes a 10% e 50% da carga máxima estimada, aplicada ao corpo-de-prova, em Newton (N), v10% e v50% são os deslocamentos no meio do vão correspondentes a 10% e 50% da carga máxima estimada FM,est , em metro (m); b e h correspondem respectivamente à largura e à altura da seção transversal do corpo-de-prova, em metro (m);
Fu F50%
F10% v10%
v50%
flecha
v(m)
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA FENDILHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS AMOSTRAGEM: tamanho da amostra e critério de extração dos cp’s devem ser os mesmos estabelecidos anteriormente. Obs: A resistência ao fendilhamento é um valor convencional, dependente da forma e das distâncias entre os lados do corpo-de-prova, tal como indicado na figura abaixo. Esta propriedade deve ser utilizada apenas para estudo comparativo entre espécies de madeira.O corpo-de-prova deve ser fabricado de preferência com o plano da seção crítica perpendicular à direção radial da madeira (direção do eixo 2).
φ 2,54
0,65 cm
A
5,0 cm
A
cm
7,5 cm
5,0 cm
10,69 cm
seção AA
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA FENDILHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS PROCEDIMENTOS: a)para a determinação da resistência ao fendilhamento paralelo às fibras, as medidas dos lados dos corpos-de-prova devem ser feitas com precisão de 0,1 mm ; b)para o ajuste do corpo-de-prova na máquina de ensaio deve-se utilizar uma rótula entre o atuador e o corpo-de-prova; c)o carregamento deve ser monotônico crescente correspondente a uma taxa de 2,5 MPa por minuto; d)para a caracterização mínima de espécies pouco conhecidas devem ser utilizadas duas amostras, sendo uma com corpos-de- prova saturados e outra com corpos-de-prova com teor de umidade em equilíbrio com o ambiente. A determinação do teor de umidade deve ser feita por meio dos procedimentos estabelecidos anteriormente. RESULTADOS: Os resultados da propriedade de resistência ao fendilhamento paralelo às fibras devem ser apresentados com valores característicos, acompanhados do respectivo teor de umidade.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA
VISTA FRONTAL
MÓVEL
6,0 cm
RESULTADOS: Os resultados obtidos da resistência ao cisalhamento paralelo às fibras devem ser apresentados com valores característicos, acompanhados do respectivo teor de umidade.
3,0cm
6,0 cm
3,0cm
Arranjo do ensaio
2,0cm
CISALHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS
6,0 cm
VISTA LATERAL
VISTA SUPERIOR
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA FENDILHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS Fendilhamento: característica típica de material fibroso. É o descolamento ao longo das fibras, provocado por esforço de tração normal às mesmas e exercido excentricamente em relação à seção considerada.
OBJETIVOS: Determinação da resistência ao fendilhamento paralelo às fibras da madeira de um lote considerado homogêneo.
RESISTÊNCIA AO FENDILHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS (fws,0 ou fs0)
fs0 =
Fs0,max A s0
Onde:Fs0,max é a máxima força aplicada ao corpo-de-prova em Newton (N); As0 é a área crítica da seção transversal do corpo-de-prova resistente ao fendilhamento, em metro quadrado (m2); fs0 é a resistência ao fendilhamento paralelo às fibras, em MPa.
OBS.: O valor característico da resistência ao fendilhamento paralelo às fibras fs0,k deve ser determinado pelo estimador.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA CISALHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS AMOSTRAGEM: tamanho da amostra e critério de extração dos cp’s devem ser os mesmos estabelecidos anteriormente. Obs: O corpo-de-prova deve ser fabricado com o plano da seção crítica paralelo à direção radial da madeira (normal ao eixo 3) 5,0 cm 0 3,
0
1
cm
5,0 cm
6,4 cm
2,
cm
2(R) 3(T)
A v (área resistente ao cisalhamento)
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA CISALHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS PROCEDIMENTOS: a)para a determinação da resistência ao cisalhamento paralelo às fibras as medidas dos lados dos corpos-de-prova devem ser feitas com precisão de 0,1 mm ; b)para o ajuste do corpo-de-prova na máquina de ensaio deve-se utilizar uma rótula entre o atuador e o corpo-de-prova; c)o carregamento deve ser monotônico crescente correspondente a uma taxa de 2,5 MPa por minuto; d)para a caracterização mínima de espécies pouco conhecidas devem ser utilizados duas amostras, sendo uma com corpos-de- prova saturados e outra com corpos-de-prova com teor de umidade em equilíbrio com o ambiente. A determinação do teor de umidade deve ser feita por meio dos procedimentos estabelecidos anteriormente. e)o arranjo de ensaio para a determinação da resistência ao cisalhamento paralelo está indicado na figura a seguir.
22
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA TRAÇÃO NORMAL ÀS FIBRAS Ft 90
Arranjo do ensaio
RESULTADOS: Os resultados obtidos de resistência à tração normal às fibras devem ser apresentados com valores característicos, acompanhados do respectivo teor de umidade.
Ft 90
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA CISALHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS OBJETIVOS: Determinação da resistência ao cisalhamento paralelo às fibras da madeira de um lote considerado homogêneo.
RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS (fWV,0 ou fv0)
f v0 =
Fv0, max A v0
Onde:Fv0,max é a máxima força cisalhante que pode atuar em um corpo-de-prova em Newton (N); Av0 é a área inicial da seção crítica do corpo de prova, num plano paralelo às fibras, em metro quadrado (m2); fv0 é a resistência ao cisalhamento paralelo às fibras, em MPa.
OBS.: O valor característico da resistência ao cisalhamento paralelo às fibras fv0,k deve ser determinado pelo estimador.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA TRAÇÃO NORMAL ÀS FIBRAS AMOSTRAGEM: tamanho da amostra e critério de extração dos cp’s devem ser os mesmos estabelecidos anteriormente. Obs: A resistência à tração normal às fibras determinada por meio do corpo-deprova indicado na figura, deve ser utilizada apenas para estudos comparativos entre diferentes espécies de madeira, não devendo ser aplicada na avaliação da segurança das estruturas de madeira. 2,5 cm
A
5,0 cm
2,54 cm
5,0 cm 6,35 cm
A
5,0 cm seção AA
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA TRAÇÃO NORMAL ÀS FIBRAS PROCEDIMENTOS: a)para a determinação da resistência à tração normal às fibras as medidas das faces dos corpos-de-prova devem ser feitas com precisão de 0,1 mm; b)para o ajuste do corpo-de-prova na máquina de ensaio mecânico deve-se utilizar uma rótula entre o atuador e o corpo-de-prova; c)o carregamento deve ser monotônico crescente correspondente a uma taxa de 2,5 MPa por minuto; d)para a caracterização mínima de espécies pouco conhecidas devem ser utilizadas duas amostras, sendo uma com corpos-de- prova saturados e outra com corpos-de-prova com teor de umidade em equilíbrio com o ambiente (seco ao ar). A determinação do teor de umidade deve ser feita por meio dos procedimentos estabelecidos anteriormente. e)o carregamento deve ser aplicado de preferência na direção tangencial; f)o arranjo de ensaio para tração normal às fibras está mostrado na figura a seguir.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS Arranjo do ensaio com relógios comparadores.
Diagrama de carregamento p/ a det. da rigidez à tração paralela às fibras da madeira.
σt σest 1,0
89 88 87
a
86 05
0,5
03
24
44
23
02
0,1
45
15
04
85 64
84
63
43 42
22
55
83
62
82
01 21
30s
61
31
30s
30s
71
30s
tempo (s)
RESULTADOS: módulos de elasticidade construir diagramas tensão deformação específica para todos os ensaios realizados; resistência e de rigidez à tração paralela às fibras devem ser analisados e apresentados, em valores característicos para resistência e em valor médio para o módulo de elasticidade, acompanhados do respectivo teor de umidade.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA TRAÇÃO NORMAL ÀS FIBRAS OBJETIVOS: Determinação da resistência à tração normal às fibras da madeira de um lote considerado homogêneo.
RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NORMAL (fwt,90 ou ft90)
f wt ,90 =
Ft 90,max A t 90
Onde:Ft90,max é a máxima força de tração normal que pode atuar em um corpo-de-prova alongado, com trecho central uniforme, de área A e comprimento não menor que 2,5√A, com extremidades mais resistentes que o trecho central e com concordâncias que garantam a ruptura no trecho central, em Newton (N); A é a área inicial da seção transversal tracionada, no trecho central alongado do cp, em metro quadrado (m2); ft90 é a resistência à tração normal às fibras, em MPa.
OBS.: O valor característico da resistência à tração normal às fibras ft90,k deve ser determinado pelo estimador.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS PROCEDIMENTOS: a)para a determinação das propriedades de resistência e rigidez as medidas do comprimento e do diâmetro do trecho central dos corpos-de-prova devem ser feitas com precisão de 0,1 mm ; b)para determinação do módulo de elasticidade devem ser feitas medidas de deformações em pelo menos duas faces opostas do corpo-de-prova e, no caso de corpo-de-prova com seção circular, em duas posições diametralmente opostas; c)para determinação do módulo de elasticidade podem ser utilizados relógios comparadores, com precisão de 0,001mm, como indicado na figura; d)as medidas das deformações específicas devem ser feitas com extensômetros com precisão mínima de 50 µm/m (micrometro por metro); e)para o ajuste do corpo-de-prova na máquina de ensaios mecânicos deve-se utilizar uma rótula entre o atuador e o corpo-de-prova;
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS PROCEDIMENTOS: f)o carregamento deve ser monotônico crescente correspondente a uma taxa de 10MPa por minuto; g)para determinação da rigidez, a resistência da madeira deve ser estimada (ft0,est) pelo ensaio destrutivo de um corpo-de-prova gêmeo, selecionado da mesma amostra a ser investigada; h)conhecida a resistência estimada da amostra ft0,est, o carregamento deve ser aplicado com dois ciclos de carga e descarga, de acordo com o procedimento especificado no diagrama de carregamento da figura; i)para a caracterização mínima de espécies pouco conhecidas devem ser utilizados duas amostras, sendo uma com corpos-de- prova saturados e outra com corpos-de-prova com teor umidade em equilíbrio com o ambiente. A determinação do teor de umidade deve ser feita por meio dos procedimentos já estabelecidos anteriormente.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS RIGIDEZ À TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRA (Et0) E t0 =
Onde: σ10% e σ50% são as tensões de tração correspondentes a 10% e 50% da resistência ft0; ε10% e ε50% são as deformações específicas medidas no trecho central do cp alongado e correspondentes às tensões de σ10% e σ50%, respectivamente.
σ 50% − σ10% ε 50% − ε10%
σt0 (MPa)
Tensão
f
t0
σ50% σ10% ε10%
ε50%
Deformação específica
εt0 µ
m m
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS AMOSTRAGEM: tamanho da amostra e critério de extração dos cp’s devem ser
12 cm
10 cm
os mesmos estabelecidos anteriormente.
2 cm
A
SEÇÃO AA
10 cm
A
35 cm
15 cm
21 cm
0,7 cm
12 cm
45 cm
2 cm
2 cm 5 cm
3,5 cm
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS Diagrama de carregamento p/ a det. da rigidez à compressão normal às fibras da madeira.
Arranjo do ensaio com relógios comparadores. 5,0 cm
5,0 cm
F c90
Fc90
σc σest 1,0
89 88 87
10,0 cm
86 05
0,5
04 03
24
44
23
02
0,1
45
15
85 64
84
63
43 42
22
55
83
62
82
01 21
30s
30s
61
31
30s
71
30s
tempo (s)
RESULTADOS: módulos de elasticidade construir diagramas tensão deformação específica para todos os ensaios realizados; resistência e de rigidez à compressão normal às fibras devem ser analisados e apresentados, em valores característicos para resistência e em valor médio para o módulo de elasticidade, acompanhados do respectivo teor de umidade.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS OBJETIVOS: Determinação da resistência e da rigidez à tração paralela às fibras da madeira de um lote considerado homogêneo.
RESISTÊNCIA À TRAÇÃO PARALELA (fwt,0 ou ft0)
f t0 =
Ft 0,max A
Onde:Ft0,max é a máxima força de tração aplicada em um corpo-de-prova alongado, com trecho central uniforme, de área A e comprimento não menor que 8√A, com extremidades mais resistentes que o trecho central e com concordâncias que garantam a ruptura no trecho central, em Newton (N); A é a área inicial da seção transversal tracionada, no trecho central do cp, em metro quadrado (m2); ft0 é a resistência à tração paralela às fibras, em MPa.
OBS.: O valor característico da resistência à tração paralela às fibras ft0,k deve ser determinado pelo estimador.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS PROCEDIMENTOS: e) para o ajuste do corpo-de-prova na máquina de ensaio deve-se utilizar uma rótula entre o atuador e o corpo-de-prova; f) o carregamento deve ser monotônico crescente correspondente a uma taxa de 10 MPa por minuto; g) para determinação da rigidez, a resistência da madeira deve ser estimada (fc90,est) por ensaio destrutivo de um corpo-de-prova gêmeo, selecionado da mesma amostra a ser investigada; h) conhecida a resistência estimada da amostra fc90,est, o carregamento deve ser aplicado com dois ciclos de carga e descarga, de acordo com o procedimento especificado no diagrama de carregamento. A taxa de carregamento deve ser de 10 MPa por minuto;
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS PROCEDIMENTOS: i)os registros das cargas e das deformações devem ser feitos para cada ponto do diagrama de carregamento mostrado na figura; j)para os ensaios com instrumentação baseada em extensômetros mecânicos fixados no corpo-de-prova, as deformações devem ser registradas para cada ponto do diagrama de carregamento mostrado na figura, até 70% da carga estimada. Em seguida deve-se retirar a instrumentação e elevar o carregamento até a ruptura do corpo-de-prova; l)para a caracterização mínima de espécies pouco conhecidas devem ser utilizados duas amostras, sendo uma com corpos-de- prova saturados e outra com corpos-de-prova com teor de umidade em equilíbrio com o ambiente (seco ao ar). A determinação do teor de umidade deve ser feita por meio dos procedimentos anteriormente estabelecidos. m)o carregamento deve ser aplicado de preferência na direção tangencial (direção do eixo 3).
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS AMOSTRAGEM: tamanho da amostra e critério de extração dos cp’s devem ser os mesmos estabelecidos anteriormente. longitudinal) aa== 5,00cm 5,0 cm(direção (Direção Longitudinal) radial)Radial) bb==5,00cm 5,0 cm(direção (Direção tangencial) hh== 10,00cm 10,0 cm(direção (Direção Tangencial)
3(T) h 1(L)
2(R)
a
b
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS PROCEDIMENTOS: a)para a determinação das propriedades de resistência e rigidez as medidas dos lados dos corpo-de-prova devem ser feitas com precisão de 0,1 mm ; b)para determinação do módulo de elasticidade devem ser feitas medidas de deformações em pelo menos duas faces opostas do corpo-de-prova; c)para determinação do módulo de elasticidade podem ser utilizados relógios comparadores, com precisão de 0,001mm, para medidas das deformações totais do corpo de prova, como indicado na figura. Destas medidas devem ser descontadas deformações intrínsecas da máquina de ensaio; d)as medidas das deformações específicas devem ser feitas com extensômetros com precisão mínima de 50 µm/m (micrometro por metro);
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS OBJETIVOS: Determinação da resistência e a rigidez à compressão normal às fibras da madeira de um lote considerado homogêneo.
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS (fwc,90 ou fc90) A resistência à compressão normal às fibras (fwc,90 ou fc90) é o valor convencional determinado pela deformação específica residual de 2‰ ‰, mostrado na figura tensão x deformação específica, obtida em um ensaio de compressão uniforme em corpos-de-prova prismáticos.
OBS.:O valor característico da resistência à compressão normal às fibras fc90,k deve ser determinado pelo estimador.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS RIGIDEZ À COMPRESSÃO NORMAL (EC90) A rigidez da madeira na direção normal às fibras deve ser determinada por seu módulo de elasticidade, obtido do trecho linear do diagrama tensão deformação específica, como indicado na figura. Tensão
E c90 =
σ 50% − σ10% ε 50% − ε10%
Onde: σ10% e σ50% são as tensões de compressão normal correspondentes a 10% e 50% da resistência fc90; ε10% e ε50% são as deformações específicas medidas na direção normal às fibras correspondentes às tensões de σ10% e σ50%.
σc90(MPa)
fc90
σ 50% Arctg Ec90
σ 10% ε 10%
ε 50%
Deformação específica
ε c0
µ
m m
ε = 2%
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS Diagrama de carregamento p/ a det. da rigidez à compressão paralela às fibras da madeira.
Arranjo do ensaio com relógios comparadores. F
σc σest
F
1,0
89 88 87
10,0 cm
86 05
0,5
04 03
24
44
23
02
0,1
45
15
85 64
84
63
43 42
22
55
83
62
82
01 21
30s
30s
61
31
30s
30s
71
tempo (s)
RESULTADOS: módulos de elasticidade construir diagramas tensão deformação específica para todos os ensaios realizados; resistência e de rigidez à compressão paralela às fibras devem ser analisados e apresentados, em valores característicos para resistência e em valor médio para o módulo de elasticidade, acompanhados do respectivo teor de umidade.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS PROCEDIMENTOS: e)Para o ajuste do corpo-de-prova na máquina de ensaio deve-se utilizar uma rótula entre o atuador e o corpo-de-prova; f)A resistência deve ser determinada com carregamento monotônico crescente com uma taxa em torno de 10MPa por minuto; g)Para determinação da rigidez, a resistência da madeira deve ser estimada (fc0,est) pelo ensaio destrutivo de um corpo-de-prova selecionado da mesma amostra a ser investigada; h)Conhecida a resistência estimada da amostra fc0,est, o carregamento deve ser aplicado com dois ciclos de carga e descarga, de acordo com o procedimento especificado no diagrama de carregamento da figura a seguir. A taxa de carregamento deve ser de 10 MPa por minuto;
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS PROCEDIMENTOS: i)os registros das cargas e das deformações devem ser feitos para cada ponto do diagrama de carregamento mostrado na figura; j)para os ensaios com instrumentação baseada em extensômetros mecânicos fixados no corpo-de-prova, as deformações devem ser registradas para cada ponto do diagrama de carregamento mostrado na figura, até 70% da carga estimada. Em seguida deve-se retirar a instrumentação e elevar o carregamento até a ruptura do corpo-de-prova; l)para a caracterização mínima de espécies pouco conhecidas devem ser utilizadas duas amostras, sendo uma com corpos de prova saturados e outra com corpos de prova com teor de umidade em equilíbrio com ambiente (seco ao ar). A determinação do teor de umidade deve ser feita por meio dos procedimentos já estabelecidos anteriormente.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS AMOSTRAGEM: tamanho da amostra e critério de extração dos cp’s devem ser os mesmos estabelecidos anteriormente. 15 cm
5 cm
5 cm
OBS.: Em caso de peças delgadas, permite-se empregar corpos-de-prova com seção transversal quadrada, com lado igual à espessura do elemento delgado, com pelo menos 1,8 centímetros, e comprimento igual a três vezes o lado da seção transversal, ensaiando-se pelo menos 12 corpos-de-prova, extraídos aleatoriamente de 12 diferentes peças delgadas.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS PROCEDIMENTOS da NORMA: a)Para a determinação das propriedades de resistência e de rigidez, as medidas dos lados do corpo-de-prova devem ser feitas com precisão de 0,1 mm; b)Para a determinação do módulo de elasticidade devem ser feitas medidas de deformações em pelo menos duas faces opostas do corpo-de-prova; c)Para determinação do módulo de elasticidade podem ser utilizados relógios comparadores, com precisão de 0,001mm, fixados por meio de duas cantoneiras metálicas pregadas no corpo-de-prova, com distância nominal de 10 cm entre as duas linhas de pregação, ver figura; d)As medidas das deformações específicas devem ser feitas com extensômetros com precisão mínima de 50 µm/m (micrometro por metro);
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS OBJETIVOS: Determinação da resistência e da rigidez à compressão paralela às fibras da madeira de um lote considerado homogêneo.
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (fwc,0 ou fc0)
Fc0,max f c0 = A
Onde:Fc0,max é a máxima força de compressão aplicada ao corpo-de-prova durante o ensaio, em Newton (N); A é a área inicial da seção transversal comprimida, em metro quadrado (m2); fc0 é a resistência à compressão paralela às fibras, em MPa.
OBS.: O valor característico da resistência à compressão paralela às fibras fc0,k deve ser determinado pelo estimador.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS RIGIDEZ À COMPRESSÃO (Ec0) E c0 =
σ10% e σ50% são as tensões de compressão σ 50% − σ10% Onde: correspondentes a 10% e 50% da resistência fc0; ε 50% − ε10% ε e ε são as deformações específicas medidas no cp 10% 50% e correspondentes às tensões de σ10% e σ50% Tensão
σc0(MPa)
f c0
σ 50% arctg E
σ 10% ε 10%
ε 50%
Deformação específica
ε c0
µ
m m
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA PROPRIEDADES MECÂNICAS VALORES CARACTERÍSTICOS: Os valores característicos das propriedades da madeira devem ser estimados pela expressão:
x1 + x2 + ... + x n −1 2 x = 2 − x 1,1 wk n n −1 2 2 Os resultados devem ser colocados em ordem crescente x1≤x2≤...≤ ≤ xn desprezando-se o valor mais alto se o número de corpos-de-prova for ímpar, não se tomando para xwk valor inferior a x1, nem a 0,7 do valor médio (xm). RESULTADOS: Os resultados devem ser apresentados em relatório técnico devendo conter: a)descrição da amostra, com as condições de armazenamento do lote; b)forma e dimensões dos cp’s com indicação da direção das fibras; c)valor médio da umidade do lote e d)os valores determinados das propriedades da madeira.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA PROPRIEDADES MECÂNICAS AMOSTRAGEM: O LOTE NÃO PODE TER MAIS DE 12m3(MADEIRA SERRADA- LOTE HOMOGÊNEO). A AMOSTRA DEVE TER CORPOS-DE-PROVA DISTRIBUÍDOS ALEATORIAMENTE AO LONGO DO LOTE, DEVENDO SER REPRESENTATIVO DA TOTALIDADE. NÃO SE DEVE RETIRAR MAIS QUE UM CP DE UMA MESMA PEÇA. OS CP’S DEVEM SER ISENTOS DE DEFEITOS, RETIRADOS A UMA DISTÂNCIA DE 5 VEZES A MENOR DIMENSÃO E NUNCA MENOR QUE 30cm.
5 a ≥ ou 30
h
b
CARACTERIZAÇÃO SIMPLIFICADA = 6CP’S cm
CARACTERIZAÇÃO MÍNIMA DA RESISTÊNCIA DE ESPÉCIES POUCO CONHECIDAS = 12CP’S
REGIÃO PARA EXTRAÇÃO DE CORPOS-DE-PROVA b
a
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA PROPRIEDADES FÍSICAS -
ESTABILIDADE DIMENSIONAL
DEFORMAÇÕES ESPECÍFICAS DE RETRAÇÃO (εr) L −L ε r ,1 = 1,sat 1,seca × 100 L1,sat
L2 ,sat − L2,seca ε r ,2 = × 100 L 2 ,sat
L3,sat − L3,seca ε r ,3 = × 100 L 3,sat
DEFORMAÇÕES ESPECÍFICAS DE INCHAMENTO (εi) L1, sat − L1,seca ε i,1 = × 100 L1,seca
L 2, sat − L 2,seca ε i,2 = × 100 L 2,seca
L 3,sat − L3,seca ε i,3 = × 100 L 3,seca
COEFICIENTE DE VARIAÇÃO VOLUMÉTRICA
∆V =
Vsat − Vseca × 100 Vseca
Onde: Vsat = L1,sat x L2,sat x L3,sat Vseca = L1,seca x L2,seca x L3,seca
PROPRIEDADES FÍSICAS – DILATAÇÃO LINEAR • Dilatação Linear • O coeficiente de dilatação linear das madeiras, na direção longitudinal, é da ordem de 0,3 x 10-5 a 0,45 x 10-5 ºC-1, que corresponde a ¼ do coeficiente de dilatação linear do aço.
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PROPRIEDADES FÍSICAS -
ESTABILIDADE DIMENSIONAL DIFERENTES PARA CADA DIREÇÃO PRINCIPAL DA MADEIRA
RETRAÇÃO (εr) INCHAMENTO (εi)
1(axial); 2 (radial); 3 (tangencial)
MADEIRA – MATERIAL HIGROSCÓPICO E ANISOTRÓPICO •Higroscópico: material que tem a propriedade de absorver umidade; •Anisotrópico: material cujas propriedades variam de acordo com a direção das fibras. EX: A resistência ao longo do veios é diferente da resistência perpendicular a estes.
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA PROPRIEDADES FÍSICAS - ESTABILIDADE DIMENSIONAL AMOSTRAGEM: Idem a apresentada para a determinação da umidade 2(R)
INCHAMENTO (εεi) 1(l)
3(T) 3cm
5cm
2cm
LADO MAIOR PARALELO À DIREÇÃO RADIAL
OS CP’S DEVEM ESTAR SECOS, NORMALMENTE SÃO EMPREGADOS OS MESMOS DO ESTUDO DA RETRATIBILIDADE. AS DISTÂNCIAS ENTRE OS LADOS DEVEM SER DETERMINADAS COM 3 MEDIDAS DE CADA LADO DO CP, COM PRECISÃO DE 0,001mm, DURANTE OS PROCESSOS DE SECAGEM E DE REUMIDIFICAÇÃO DOS CP’S.
PROCEDIMENTOS:
A SECAGEM DOS CP’S SEGUE O MESMO PROCEDIMENTO EMPREGADO NA DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DOS CP’S.
RETRATIBILIDADE (εεr)
OS CP’S QUE APRESENTAREM DEFEITOS
CP’S DEVEM ESTAR COM U > PSF(28%). QUANDO O TEOR FOR MENOR DEVE-SE REUMIDIFICAR OS CP’S, COLOCANDO-OS EM AMBIENTE SATURADO E COM T=20ºC, ATÉ ESTABILIZAR A VARIAÇÃO DIMENSIONAL DE 0,02mm ENTRE DUAS MEDIDAS SUCESSIVAS. QUANDO FOR REUMIDIFICADO DEVE CONSTAR NO RELATÓRIO TÉCNICO.
DURANTE A SECAGEM DEVEM SER DESCARTADOS.
VARIABILIDADE VOLUMÉTRICA (∆ ∆V) TAMBÉM PODE SER USADO O PROCEDIMENTO BASEADO NA MEDIDA DO VOLUME DO CP IMERSO EM MERCÚRIO ( VOLUME DO CP 4cm3 A 6cm3). OS RESULTADOS SÃO OS VALORES MÉDIOS ENCONTRADOS PARA CADA ESTUDO.
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PROPRIEDADES FÍSICAS -
ESTABILIDADE DIMENSIONAL RETRAÇÃO E INCHAMENTO
• A retratilibidade corresponde às contrações lineares e volumétricas e sua determinação é feita em corpos de prova retirados da madeira com vários teores de umidade: madeira verde, madeira seca ao ar e madeira seca em estufa. • A retração
da madeira se manifesta com a perda da água de impregnaçãoparedes celulósicas da madeira; • A redução de dimensões por perda de umidade se dá diferentemente para as três direções, acarretando a retração volumétrica;
Água Livre ou de Capilaridade Água Impregnação
PROPRIEDADES FÍSICAS -
ESTABILIDADE DIMENSIONAL RETRAÇÃO E INCHAMENTO (“trabalho”)
•
• •
A retração axial(a) é a menor de todas e ocorre segundo a direção das fibras da madeiralongitudinal ao caule A retração radial (r) se dá segundo a direção dos raios de uma seção transversal; A retração tangencial (t) é a maior e se dá segundo a tangente aos anéis de crescimento num plano transversal ao eixo da árvore;
• A diferença entre as retrações axial, radial e tangencial explica a maior parte dos defeitos que ocorrem durante a secagem da madeira, tais como rachaduras e empenamentos.
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA PROPRIEDADES FÍSICAS - DENSIDADE (ρ ρ) PROCEDIMENTOS: DIMENSÕES DOS CP’S: 2 cm
5 cm
3 cm
OBS. da Norma: Se a distância radial entre os anéis de crescimento for maior que 4 mm, a seção transversal do corpo-de-prova deve ser aumentada para abranger pelo menos 5 anéis de crescimento.
a)“ms”determinada com precisão de 0,01g. b) “msat” com o cp imerso em água até que atinja “m” constante ou no máximo com variação de ኢ 0,5% em relação a última medida. c) Vsat obtido pela leitura das dimensões do cp saturado com precisão de 0,1mm. d) V12 e m12 obtidos com o teor de umidade do cp em 12%. e)Os resultados devem ser apresentados com os valores médios da ρbas e da ρap.
PROPRIEDADES FÍSICAS - DENSIDADE (ρ ρ)
• O peso específico das madeiras varia de 0,30 a 1,30 g/cm³, • Depende da espécie da madeira, da árvore de origem, da localização do corpo de prova retirado da madeira em exame etc. • As madeiras comerciais brasileiras apresentam pesos específicos • que variam de 0,35 a 1,30 g/cm³.
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PROPRIEDADES FÍSICAS - DENSIDADE (ρ ρ) Importância: para auxiliar na indicação de espécies para as diferentes aplicações. Densidade depende da espécie de madeira examinada, da árvore de onde provém, da localização do corpo-de-prova na tora, da umidade, etc; Determinação da Densidade: é necessário um corpo-de-prova com seção retangular de 20mm x 30mm com comprimento de 50 mm e umidade estipulada ( já determinada); Define-se o termo prático "densidade básica" da madeira como sendo a massa específica convencional obtida pelo quociente da massa seca pelo volume saturado. A massa seca é determinada mantendo-se os corpos de prova em estufa a 103°C até que a massa do corpo de prova permaneça constante. O volume saturado é determinado em corpos de prova submersos em água até atingirem peso constante
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA PROPRIEDADES FÍSICAS - DENSIDADE (ρ ρ) DENSIDADE BÁSICA
ms
ρbas = Vsat
Onde: ms é a massa seca da madeira, em kg; V sat é o volume da madeira saturada,em metro cúbico(m3)
DENSIDADE APARENTE
m ρap = 12 V12
Onde: m12 é a massa da madeira a 12% de umidade, em kg; V12 é o volume da madeira a 12% de umidade, em metro cúbico (m3).
AMOSTRAGEM: Idem a apresentada para a determinação da Umidade
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NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA PROPRIEDADES FÍSICAS - TEOR DE UMIDADE (U%) PROCEDIMENTOS: 1.º ) Pesa-se o corpo de prova (mi) DIMENSÕES DOS CP’S: 2 cm
5 cm
3 cm
m −m U(%)= i s ×100 ms
a)“mi”determinada com precisão de 0,01g. b) Coloca-se o corpo-prova em estufa ou Câmara de secagem Tmáx =103ºC± 2ºC. c) Durante a secagem medir a massa a cada 6h até que ocorra variação entre duas pesagens consecutivas ኢ 0,5% da última massa medida. Esta será “ms”. d) A umidade do lote será o valor médio.
onde: mi é a massa inicial da madeira, em g; ms é a massa da madeira seca, em g.
PROPRIEDADES FÍSICAS - TEOR DE UMIDADE (U%) • Logo após o corte, ou seja, ainda “verdes”, apresentam 80% ou mais de umidade. • Com o tempo, secam, perdendo inicialmente a água chamada embebição, alcançando o ponto de saturação ao ar: cerca de 25% de umidade. • Continuando a secar, as madeiras perdem a água de impregnação, contida nas fibras e paredes dos vasos, resultando contração. • A secagem ao ar, ao abrigo das intempéries, ocasiona perda de umidade até o seu teor alcançar o equilíbrio com o grau higrométrico do ar; • A secagem em estufa, a 105ºC, durante determinado tempo, pode ocasionar total evaporação da água de impregnação, chegando a umidade a 0%. •A água de constituição, ou seja, aquela contida nas moléculas da madeira não se altera- não é eliminada na secagem.
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Estudo da Madeira: PROPRIEDADES FÍSICAS • • •
As principais propriedades físicas da madeira são: umidade, densidade e estabilidade dimensional (retratibilidade e inchamento). Livro “Fichas de Características das Madeiras Brasileiras” do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas). São determinadas através de ensaio normalizados: – NBR 7190 –Projetos de Estruturas de Madeira
PROPRIEDADES FÍSICAS - TEOR DE UMIDADE (U) • A quantidade de água exerce grande influência nas suas propriedades. •A árvore quando cortada apresenta elevado teor de umidade e tende a perdê-la • A 1.ª perda é a água livre, atingindo o ponto de saturação ( em torno de 30%), a seguir evapora-se a água de impregnação. • Essa perda se dá até atingir o ponto de equilíbrio (Cuiabá ± 18%, São Carlos ±12%). • A medida diminui e a umidade aumenta a resistência. • Para determinar a umidade os corpos de prova devem ter seções retangulares de 20mm x 30mm e comprimento ao longo das fibras de 50mm. • Procedimentos da NBR 7190:
NBR 7190 PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA PROPRIEDADES FÍSICAS - TEOR DE UMIDADE (U) AMOSTRAGEM: O LOTE NÃO PODE TER MAIS DE 12m3(MADEIRA SERRADA- LOTE HOMOGÊNEO). A AMOSTRA DEVE TER CORPOS-DE-PROVA DISTRIBUÍDOS ALEATORIAMENTE AO LONGO DO LOTE, DEVENDO SER REPRESENTATIVO DA TOTALIDADE. NÃO SE DEVE RETIRAR MAIS QUE UM CP DE UMA MESMA PEÇA. OS CP’S DEVEM SER ISENTOS DE DEFEITOS, RETIRADOS A UMA DISTÂNCIA DE 5 VEZES A MENOR DIMENSÃO E NUNCA MENOR QUE 30cm das bordas.
5 a≥ou 30
h
b cm
REGIÃO PARA EXTRAÇÃO DE CORPOS-DE-PROVA b
a
CARACTERIZAÇÃO SIMPLIFICADA = 6CP’S CARACTERIZAÇÃO MÍNIMA DA RESISTÊNCIA DE ESPÉCIES POUCO CONHECIDAS = 12CP’S
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