Aula- 9B Propriedades Mecânicas Das Madeiras

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Cmara de Materiais e Processos Construtivos

Aula 08

Disciplina: Materiais de Construo Civil I

1

MADEIRA - principais propriedades mecnicas

da madeira

PRINCIPAIS PROPRIEDADES

MECNICAS DA MADEIRA

Resistncia compresso;

Resistncia trao;

Resistncia flexo;

Resistncia ao choque;

Resistncia ao cisalhamento;

Resistncia ao fendilhamento;

Elasticidade;

Fluncia e fadiga;

Resistncia das emendas dentadas e biseladas.

Resistncia compresso

Os esforos tendem a esmagar as partculas, que se apertam e

diminuem o comprimento da pea. menor que a resistncia

trao, mas ambas so elevadas.

A Compresso paralela s fibras

B Compresso normal s fibras

PORQUE UTILIZAR A

MADEIRA?

Material A B C D E F G

Concreto 2,4 1.920 20 20.000 96 8 8.333

Ao 7,8 234.000 250 210.000 936 32 26.923

Madeira confera 0,6 600 50 10.000 12 83 16.667

Madeira - dicotilednea 0,9 630 75 15.000 8 83 16.667

A: densidade do material (g/m);

B: energia consumida na produo (MJ/m);

concreto = queima do leo; ao = queima do carvo; madeira = energia solar.

C: resistncia a compresso paralela as fibras, 12% de umidade (MPa);

D: mdulo de elaticidade (MPa);

E: relao entre os valores da energia consumida na produo e da resistncia

(B/C);

F: relao entre os valores da resistncia e da densidade (C/A);

G: relao entre os valores do mdulo de elasticidade e da densidade (D/A).

Resistncia trao

As foras tendem a separar as molculas no sentido de seu eixo

de aplicao. Ela geralmente um pouco superior a duas vezes

a resistncia compresso.

Rtrao = 2 X Rcompresso

Resistncia flexo

uma solicitao composta porque resulta no aparecimento de

tenses de compresso na face que recebe a fora e de trao na

face oposta.

Resistncia ao choque

O choque corresponde a uma fora instantnea. Uma carga

rompe tanto mais facilmente uma viga quanto mais rpida for

sua aplicao.

Resistncia ao cisalhamento

o resultado de uma fora cortante. um estado de tenso no

qual as partculas do material deslizam com movimento relativo

entre si.

Resistncia ao fendilhamento

O fendilhamento independe da resistncia mecnica da madeira,

ele decorrente da pouca ligao existente entre as fibras

vizinhas.

Fluncia

Fadiga

Consiste no aumento da deformao da madeira com a

permanncia da tenso no tempo.

Consiste na diminuio da resistncia mecnica quando ela

sujeita, de forma regular no tempo, a tenses que podem provocar

deformaes permanentes.

Resistncias das emendas dentadas,

biseladas e de encaixe

Emenda de encaixe

PRINCIPAIS FATORES QUE

INFLUENCIAM AS PROPRIEDADES

DA MADEIRA

Anatmicos: Densidade; Inclinao das fibras; Ns; Defeitos naturais da madeira;

Presena de medula; Faixa parnquima.

Ambientais: Umidade; Defeitos por ataque biolgico.

Utilizao: Defeitos de secagem; Defeitos de processamento.

A anatonomia da madeira depende da sua organizao interna.

FATORES ANATMICOS

Densidade

Quanto maior a densidade, maior a quantidade de madeira por volume e, como consequncia, a resistncia tambm

aumenta.

Alguns cuidados devem ser tomados com valores da densidade, pois a presena de ns, resinas e extratos podem

aumentar a densidade sem, contudo, contribuir para uma

melhoria significativa na resistncia.

A umidade da madeira pode contribuir para o aumento da densidade aparente reduzindo a resistncia mecnica.

DEFEITOS DAS MADEIRA

Deficincias na conduo da secagem ou cuidados

insuficientes no armazenamento das peas serradas

provocam uma srie de defeitos que restringem ou mesmo

inviabilizam o aproveitamento de tais peas.

So considerados defeitos nas madeiras todas as anomalias

em sua integridade e constituio que alteram seu

desempenho e suas propriedades fsico-mecnicas.

Defeitos de crescimento: Ns, fibras torcidas, gretas.

Defeitos de secagem: Rachaduras, encurvamento, arqueamento, encanoamento, torcimento.

Defeitos de produo: Fraturas, rachaduras, fendas, machucaduras ocorridas na derrubada das rvores.

Defeitos de alterao: O ataque de predadores, fungos e insetos causa, muitas vezes, redues considerveis na seo resistente de peas estruturais.

FATORES ANATMICOS

Inclinao das fibras

A inclinao das fibras (ou traquedes) tem uma influncia significativa sobre as propriedades da madeira a partir de certos

valores. Essa inclinao descreve o desvio da orientao das

fibras da madeira em relao a uma linha paralela borda da

pea;

A norma brasileira NBR 7190 permite desconsiderar a influncia da inclinao das fibras para ngulos de at 6.

NS

Imperfeies nos pontos onde existiam galhos; Se formam nos pontos em que os ramos se unem ao tronco; Diminui o valor da madeira; Reduz a resistncia; D origem a fendas.

FATORES ANATMICOS

Ns

Reduzem a resistncia da madeira pelo fato de interromperem a continuidade e direo das fibras.

Podem causar efeitos localizados de tenso concentrada.

Sua influncia depende do seu tamanho, localizao, forma, firmeza e do tipo de tenso considerada.

Possuem maior influncia na trao do que na compresso.

FATORES ANATMICOS

Defeitos naturais da madeira

Encurvamento do tronco

e dos galhos: ocorre

durante o crescimento das

rvores; alterao do

alinhamento das fibras;

provvel influncia na

resistncia.

Presena de alburno:

apresenta valores de

resistncia menores.

FATORES ANATMICOS

Presena de medula

Provoca diminuio da resistncia mecnica.

Facilita o ataque biolgico.

Provoca rachaduras no cerne prximo medula.

FATORES AMBIENTAIS

Umidade

Tem influncia direta nas propriedades de resistncia e elasticidade da madeira.

Defeitos por ataque biolgicos

Decorrentes dos ataques provenientes de fungos ou insetos.

Os insetos causam as perfuraes.

Os fungos causam manchas azuladas e podrides.

FATORES DE UTILIZAO

Defeitos de secagem

Descolorao por secagem desigual.

Empenos por secagem diferencial.

Endurecimento superficial.

Rachaduras por aumento da tenso superficial causada por restrio do interior mido.

ARQUEAMENTO

ENCURVAMENTO

ENCANOAMENTO

TORCIMENTO

Madeira empenada

FATORES DE UTILIZAO

Defeitos de processamento

Originados do desdobro, transporte e armazenamento da madeira.

Principais defeitos: arestas quebradas e variao da seo transversal.

As fibras no se desenvolvem paralelamente ao eixo, mas sim em espiral;

Devem ser utilizadas apenas como estacas, postes , pilares sem funo estrutural.

FIBRAS TORCIDAS

GRETAS

Separao entre os anis anuais, provocada por tenses internas

devidas ao crescimento lateral da rvore, ou por aes externas,

como flexo devida ao vento.

1 greta parcial

2 greta completa

FENDAS

Aberturas nas extremidades das peas, produzidas pela

secagem mais rpida da superfcie. Podem ser evitadas

mediante a secagem lenta e uniforme da madeira.

1 fenda perifrica

2, 3 e 4 fendas no cerne

FENDAS ANELARES

FENDAS RADIAIS E

FISSURAS

1, 2 e 3 rachaduras

provocadas por

ressecamento.

RACHADURA

PRESERVAO DA MADEIRA

Conjunto de medidas preventivas e curativas para controle de

agentes biolgicos (fungos, insetos xilfagos* e perfuradores

marinhos), fsicos e qumicos que afetam as propriedades da

madeira. Objetivo principal: aumento da vida til da madeira.

Ferramenta: Sistema de Classe de Risco.

*insetos que consomem madeira e

material celulsico. Ex: cupins

Baseia-se no uso racional e inteligente da madeira na construo

civil, visando uma maior durabilidade das construes.

Fornecimento de uma abordagem sistmica ao produtor e usurio.

SISTEMA DE CLASSE DE RISCO

Foco:

Condies de exposio ou uso das madeira; Expectativa de desempenho do componente; Vulnerabilidade ao agentes biodeterioradores.

Etapas obrigatrias para uso da madeira como

material na construo civil:

1. Elaborao do projeto com foco para diminuio dos processos de

instalao e desenvolvimento de organismos xilfagos.

2. Definio do nvel de desempenho necessrio para o componente ou

estrutura de madeira, tais como: vida til, responsabilidade estrutural,

garantias comerciais e legais, entre outras.

3. Avaliao dos riscos biolgicos aos quais a madeira ser submetida

durante a vida til ataque de fungos e insetos e perfuradores. 4. Determinao da necessidade de tratamento preservativo, em funo da

durabilidade natural e tratabilidade do cerne e alburno das espcies

botnicas que sero utilizadas.

5. Definio dos tratamentos preservativos como base nas seguintes

escolhas:

Espcie botnica que deve permitir este tratamento (tratabilidade); Umidade da madeira no momento do tratamento; Processo de aplicao do produto de preservao; Parmetros de qualidade necessrios: reteno e penetrao do

produto preservativo da madeira;

Produto preservativo que satisfaa classe de risco determinada.

Classe de

risco (CR) Condio de uso Organismo xilfago

1

Interior de construes, fora de contato com o solo,

fundaes ou alvenaria, protegidos das intempries,

das fontes internas de umidade. Locais livres do

acesso de cupins-subterrneos ou arborcolas.

Cupins-de-madeira seca; Brocas-de-madeira

2

Interior de construes, em contato com a alvenaria,

sem contato com o solo ou fundaes, protegidos

das intempries e das fontes internas de umidade.

Cupins-de-madeira seca; Brocas-de-madeira;

Cupins-subterrneos; Cupins-arborcolas

3

Interior de construes, fora de contato com o solo e

continuamente protegidos das intempries, que

podem, ocasionalmente, ser expostos a fontes de

umidade.


Cupins-subterrneos; Cupins-arborcolas; Fungos

Emboloradores/manchadores; Fungos

apodrecedores

4* Uso exterior, fora de contato com o solo e sujeitos a

intempries.




apodrecedores

5*

Contato com o solo, gua doce e outras situaes

favorveis deteriorao, como engaste em

concreto e alvenaria.




apodrecedores

6* Exposio gua salgada ou salobra.

Perfuradores marinhos; Fungos

emboloradores/manchadores; Fungos

apodrecedores

*classes mais crticas

Classes de risco para uso da madeira na

construo civil

PRODUTO PRESERVATIVO

So produtos qumicos, de composio e caractersticas

definidas.

Propriedades:

Eficincia na preveno ou controle de organismos xilfagos; Segurana em relao ao homem e ao meio ambiente; Permanncia na madeira (no deve perder-se na madeira por decomposio, evaporao, lixiviao, exsudao ou outros);

No ser corrosivo; De custo acessvel (competitivo); Disponibilidade no mercado; No deve alterar as propriedades fsicas e mecnicas da madeira.

Natureza dos produtos:

Oleosos: produtos derivados do alcatro de hulha; Oleossolvel: produtos contendo misturas complexas de agentes fungicidas e/ou inseticidas, a base de compostos de

natureza orgnica e/ou organometlica;

Hidrossolveis: produtos contendo misturas mais ou menos complexas de sais metlicos.

Processo de aplicao:

Sem presso: impregnao superficial da madeira. Com presso: impregnao profunda (autoclave) da madeira.

Parmetros de qualidade para madeira preservada:

Penetrao: profundidade alcanada pelo preservativo ou pelos seus ingredientes ativos na madeira, expressa em milmetro.

Reteno: quantidade do preservativo ou do seus ingredientes ativos, contida de maneira uniforme num determinado volume

da madeira, expressa em kg de ingrediente ativo por m de

madeira tratvel.

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