PROPRIEDADES MECÂNICAS DE CHAPAS AGLOMERADAS ESTRUTURAIS FABRICADAS COM MADEIRAS DE PINUS, EUCALIPTO E ACÁCIA-NEGRA

Neste trabalho, foram analisadas as propriedades mecânicas de chapas aglomeradas estruturais, fabricadas com madeiras de Pinus elliottii Engelm, Eucalyptus grandis W. Hill ex-Maiden e Acacia mearnsii De Wild. Buscou-se segregar os efeitos da densidade básica da madeira, instalando-se um experimento no delineamento blocos ao acaso em que taxas de compressão de 1,21, 1,32 e 1,43 constituíram os blocos. Quinze tratamentos onde cada espécie participou com 0, 25, 50, 75 ou 100% de proporção em peso seco, foram utilizados para fabricação de chapas aglomeradas estruturais, com partículas de dimensões médias de 90 x 20 x 0,6 mm e coladas com 8% de adesivo à base de tanino-formaldeído. As análises foram realizadas por meio da correlação e ajuste de modelos matemáticos, obtidos por regressão linear simples ou múltipla, entre as variáveis de produção e a proporção de cada espécie na mistura. Os valores obtidos para MOR e MOE ficaram acima dos padrões de qualidade internacionais, no entanto, as chapas apresentaram baixos valores de ligação interna demostrando baixa qualidade de colagem. Como conclusão geral, a mistura de espécies foi mais vantajosa que a utilização de cada espécie individualmente, principalmente em razão da influência das diferentes densidades básicas de cada madeira sobre as propriedades das chapas. A melhor mistura, porém, tem de ser determinada em razão do uso do produto final e da disponibilidade de matéria- -prima

Using acoustic testing to estimate strength and stiffness of wood-polymer composites

This study used non-destructive testing with ultrasonic and stress wave propagation to evaluate bending strength and stiffness of wood-polymer composites. Twelve composite plate products were produced with different formulations of polymer matrix (high- and low-density polyethylene and polypropylene) and type and proportion of flour (coconut shell and wood). Mechanical and acoustic properties were influenced primarily by the type of matrix used in the composite. The greater the proportion of wood and coconut shell flour the higher the wave propagation velocity, stiffness, and strength. We found a correlation between mechanical properties (strength and stiffness) and wave velocity and stiffness coefficient. We also present linear regression equations of the stiffness and strength of the specimen as a function of wave velocity and stiffness coefficient obtained through non-destructive testing. For polypropylene and high-density polyethylene matrix composites, the stiffness coefficient provided a better estimate of stiffness, while for low-density polyethylene the wave velocity provided better results

Caracterização de compósitos produzidos com polietileno de alta densidade (HDPE) e serragem da indústria moveleira – parte II – extrusão em dupla-rosca

In this work, wood plastic composites made of HDPE and different types of wood sawdust generate at furniture industries are characterised. The equipment used was a 19 mm co-rotating twin-screw extruder, complementing previous studies where the composites were mixed using a single-screw extruder. Temperatures of 180oC were applied at the five heating zones, rotating at 150 rpm with a flux of 1 kg.h-1. Residues of MDF, of loblolly pine and of eucalypt wood were used, and were mixed into the HDPE with a coupling agent (anhydride maleic). Physical characterization of the composites was performed by differential scanning calorimetry (DSC) and by scanning electronic microscopy. In addition, the mechanical properties of tension, static bending and impact were analysed, according to ASTM D638, D790 and D256. All types of sawdust acted as a nucleate agent, since the composites showed a crystallinity index higher than pure HDPE. Also, it was observed that the type of sawdust influenced fibre’s dispersion in the polymeric matrix. The mechanical tests showed differences in the properties of the composites made of different types of sawdust. In general, inclusion of MDF sawdust resulted in composites with higher bending strength and impact work than those containing eucalypt and pine. Comparing results obtained using a single-screw extruder and values obtained in this study, it can be concluded that the properties of the wood are more effectively transferred to the composite using a double-screw extruder.Neste trabalho, realizou-se a caracterização de compósitos confeccionados com polietileno virgem de alta densidade (v-HDPE) e diferentes tipos de serragem gerados na indústria moveleira. O equipamento usado foi uma extrusora de dupla-rosca corrotante, de 19 mm, complementando trabalho anterior no qual os compósitos foram misturados numa extrusora mono-rosca. Utilizou-se temperatura de 180ºC nas cinco zonas de aquecimento, rotação de 150 rpm e vazão de 1 kg.h-1. Foram utilizados resíduos de madeira de pinus (Pinus taeda), de chapa de fibra de média densidade (MDF) e madeira de eucalipto (Eucalyptus grandis), que foram incorporados ao HDPE "virgem" juntamente com um agente de acoplamento a base de anidrido maleico. Para caracterização física dos compósitos foram realizadas análises por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e por microscopia eletrônica de varredura (SEM). Foram também analisadas as propriedades mecânicas de resistência à tração, flexão estática e resistência ao impacto, conforme as normas ASTM D638, D790 e D256 respectivamente. Verificou-se que todos os tipos de serragem agiram como agentes nucleantes, pois os compósitos apresentaram índices de cristalinidade maiores que o v-HDPE puro. Também se observou que houve influência do tipo de serragem usada na dispersão das fibras na matriz polimérica. Os ensaios mecânicos mostraram diferenças nas propriedades dos compósitos confeccionados com diferentes tipos de serragem. De maneira geral, inclusão de serragem de MDF proporcionou compósitos com maior resistência à flexão e ao impacto que aqueles fabricados com eucalipto e pinus. Comparando os valores obtidos nesse trabalho com os obtidos na extrusão com monorrosca, conclui-se que foi possível transferir as propriedades da madeira para o compósito de melhor forma na extrusão com dupla-rosca

Anatomia de hastes adultas de bambu: uma revisão

Bambus são monocotiledôneas de rápido crescimento, consideradas como regeneradoras ambientais devido à sua capacidade de ocupar solos degradados, reduzindo o processo erosivo. Além disso, várias de suas espécies são utilizadas como matérias primas ligno-celulósicas para diversos usos. Devido à grande importância deste grupo, esse trabalho teve como objetivo estudar a anatomia de hastes adultas de diferentes espécies de bambu, a fim de melhor caracterizar as diferenças estruturais existentes entre grupos. Foram levantadas em literatura informações sobre a caracterização morfológica e anatomia, com destaque para os padrões de classificação de fibras, células de parênquima, bainha de esclerênquima e canais condutores/vasculares (xilema e floema) de diferentes espécies de bambu. As diferenças anatômicas possibilitaram classificar o material em quatro diferentes grupos, sendo os aspectos mais relevantes a forma do feixe fibrovascular e o teor de fibra

Propriedades físico-mecânicas da madeira de uva-do-japão

Foram avaliadas as propriedades físico-mecânicas da madeira de Hovenia dulcis Thumberg, proveniente de seis árvores e retiradas de três posições no fuste. A massa específica aparente média foi de 0,64 g cm-3 e a umidade de equilíbrio, após condicionamento a 20 oC e 65% de umidade relativa do ar, foi de 15,5%. Houve diferença das propriedades físicas da madeira entre árvores e posição no fuste. Os valores médios das propriedades mecânicas indicam enquadramento na classe C20 de classificação para madeiras de dicotiledôneas da Norma NBR 7190/97, exceto para módulo de elasticidade em compressão paralela

WOOD PULP FOR POLYMER COMPOSITES PRODUCTION

The use of cellulosic fibers in composites is advantageous compared to inorganic materials, because they present lower density, abrasiveness and cost, besides the renewable origin. This study aimed to evaluate the influence of wood pulp obtained by the chemical (bleached and unbleached) and mechanical process, and wood-flour of Pinus taeda as reinforcement in low density polyethylene (LDPE) matrix. The composites were extruded and the specimens molded by compression. The samples were characterized by thermal analysis, density, mechanical properties and scanning electron microscopy (SEM). The incorporation of the wood pulps and the wood flour in the matrix improved the composites mechanical properties and reduced the rate of material degradation. All fibers types acted as nucleating agents because the composites had better mechanical properties than pure LDPE. There was influence of the studied parameters on tensile and flexural strength and the interactions were significant. In general, the highest values of strength and stiffness were obtained with the use of thermo-mechanical process pulp as reinforcement and the lowest values with the use of unbleached chemical process pulp. micrographs analysis showed that the coupling agent was effective for compatibilizing the wood fibers with the LDPE in the composites. It was possible to produce composite materials with good physical and mechanical properties and improved thermal stability by experimental model

MODELAGEM DE MISTURAS DE TRÊS ESPÉCIES DE MADEIRAS NA FABRICAÇÃO DE CHAPAS AGLOMERADAS ESTRUTURAIS

Neste trabalho, foi analisada a viabilidade da utilização do planejamento centróide simplex para modelagem de experimentos com misturas de espécies de madeira na confecção de chapas aglomeradas. Para tanto, modelos lineares, quadráticos e cúbicos foram ajustados aos dados apresentados por Hillig (2000), para misturas de espécies de acácia negra, eucalipto e pinus e comparados ao modelo completo. As propriedades mecânicas e a densidade das chapas foram explicadas pelo modelo linear, enquanto que, para as propriedades de estabilidade dimensional, o modelo quadrático foi o mais adequado. A modelagem mostrou-se um método adequado de análise de misturas de espécies, permitindo reduzir o número de tratamentos com as mesmas conclusões obtidas utilizando o modelo completo. MODELING OF MIXTURES OF THREE WOOD SPECIES IN STRUCTURAL PARTICLEBOARD MANUFACTURING Abstract The present work evaluated the use of simplex centroid design for modeling experiments of wood species mixture in particleboard manufacturing. In this regard, linear, quadratic and special cubic models were fitted to the data presented by Hillig (2000), for the mixtures of black battle, eucalypt and pine and compared to the full model. The mechanical properties and board density were explained by the linear model, while for the dimensional stability properties, the quadratic model was considered more adequate. The simplex design showed to be an adequate method of analyzing the mixture of species, allowing for a reduction in number of treatments with the same conclusions obtained with the full model

PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DA MADEIRA DE Eucalyptus benthamii SOB EFEITO DO ESPAÇAMENTO DE PLANTIO

In this study, it was determined the physical and mechanical properties of Eucalyptus benthamii wood, at the age of six years, in four planting spacings (3x2, 3x3, 3x4, 4x4m).  To the evaluation of physical properties, discs were sampled at five positions on the shaft of the tree (0,10 m, 1,30 m, 25%, 50 % and 75 % of total height). In the evaluation of mechanical properties, obtaining timber that were converted to manufacture samples used on the mechanical test, following norms of COPANT. The mechanical properties were analyzed statistically under the effect of spacing and to physical properties too regarding sampling position. The basic density was not influenced by the planting spacing, but was recorded decreasing variation in the values of this property with increasing sampling height. Latter spacings adversely affected the shrinkage in the radial direction (RR) but not the tangential (RT). The RR and RT were also affected by the sampling position. The volumetric shrinkage and the coefficient of anistropy showed a decreasing value with increasing height of the shaft. The modulus of elasticity (MOE) and rupture (MOR) in static bending, the shear strength and modulus of elasticity in compression were not values influenced by spacing, while the shear and compression stiffness in axial and tangential direction showed some effect of spacing, no clear trend in this variation. It was concluded that different spacings do not directly influence the physical and mechanical properties of Eucalytpus benthamii.Nesse estudo, foram determinadas as propriedades físicas e mecânicas da madeira de Eucalyptus benthamii, aos seis anos de idade, sob quatro espaçamentos de plantio (3 x 2, 3 x 3, 3 x 4, 4 x 4 m). Para determinação das propriedades físicas, foram amostrados discos em cinco posições no fuste (0,10 m, 1,30 m, 25%, 50% e 75% de altura total). Na avaliação das propriedades mecânicas, vigas de madeira das primeiras toras foram transformadas em corpos de prova para os ensaios mecânicos, realizados de acordo com as normatizações da COPANT. As propriedades mecânicas foram analisadas estatisticamente sob o efeito do espaçamento e para as propriedades físicas, também em relação à posição de amostragem. A densidade básica não foi influenciada pelo efeito do espaçamento, mas verificou-se seu decréscimo com o aumento da altura no fuste. Espaçamentos maiores afetaram negativamente a retração radial (RR), mas não a tangencial (RT). A RR e RT também foram afetadas pela posição de amostragem. A retração volumétrica e o coeficiente de anisotropia apresentaram valores decrescentes com o aumento da altura no fuste. O módulo de elasticidade (MOE) e de ruptura (MOR) em flexão estática, a resistência ao cisalhamento e o MOE em compressão não foram influenciados pelo espaçamento, enquanto a resistência à compressão paralela e a dureza no sentido axial e tangencial mostraram algum efeito, sem tendência clara. Concluiu-se que diferentes espaçamentos apresentaram pouca influência nas propriedades físicas e mecânicas do Eucalyptus benthamii

Physical properties of wood and particleboards produced with mixtures of forest species

Neste trabalho, foram avaliadas as propriedades físicas da madeira e de painéis aglomerados produzidos com Mimosa scabrella Bentham (bracatinga) e Hovenia dulcis Thunb (uva-do-japão), visando estabelecer parâmetros para sua utilização em misturas com madeira de Pinus taeda L. (pinus) e de Eucalyptus saligna Smith (eucalipto). Foram produzidos painéis de três camadas com misturas de partículas de madeira dessas espécies. Também foram produzidos painéis de três camadas e monocamada com madeira de pinus e partículas produzidas tanto em laboratório quanto em ambiente industrial. Avaliou-se a massa específica básica da madeira e as propriedades de estabilidade dimensional dos painéis. Confirmou-se que as madeiras de bracatinga e uva-do-japão são apropriadas para uso em misturas, devido sua maior massa específica. A análise dos painéis mostrou que a adição de madeira de eucalipto e de uva-do-japão reduz o inchamento em espessura. Na absorção d’água, essas madeiras também apresentaram comportamento positivo, no entanto a madeira de bracatinga contribuiu para maior absorção. Os painéis produzidos com 50% de eucalipto e 50% de uva-do-japão apresentaram melhor estabilidade dimensional, ao contrário dos painéis confeccionados com 50% de pinus e 50% de bracatinga. Os painéis produzidos com estrutura monocamada e com partículas de laboratório apresentaram tendência para menor inchamento em espessura. Entretanto, a mesma tendência não foi observada para absorção d’água. AbstractPhysical properties of wood and particleboards produced with mixtures of forest species. This research evaluated the physical properties of wood and particle board produced with Mimosa scabrella Bentham and Hovenia dulcis Thunb, in order to establish parameters for its use in mixtures with wood of Pinus taeda L. and Eucalyptus salgina Smith. It was produced panels of three layers and monolayer with mixtures of these species of wood particles. It was also produced panels of three layers and monolayer with pine wood and particles produced as in laboratory as in industrial environments. We evaluated the basic specific mass of the wood properties, as the properties of dimensional stability of the panels. It was confirmed that the timber of Mimosa scabrella and Hovenia dulcis are suitable for use in mixtures, due to its greater density. The analysis of the panels revealed that addition of Eucalyptus saligna and Hovenia dulcis reduces the thickness swelling. In water absorption, these woods also showed positive behavior, but the Mimosa scabrella wood contributed to enhanced absorption. The panels produced with 50% Eucalyptus saligna and 50% Hovenia dulcis showed better dimensional stability, unlike panels made with 50% Pinus taeda and 50% Mimosa scabrella. The panels produced with homogeneous structure and laboratory particle showed inclination to have thickness lower swelling. However, the same trend was not observed for water absorption.Keywords: Wood panels; density; Mimosa scabrella; Hovenia dulcis.This research evaluated the physical properties of wood and particle board produced with Mimosa scabrella Bentham and Hovenia dulcis Thunb, in order to establish parameters for its use in mixtures with wood of Pinus taeda L. and Eucalyptus salgina Smith. It was produced panels of three layers and monolayer with mixtures of these species of wood particles. It was also produced panels of three layers and monolayer with pine wood and particles produced as in laboratory as in industrial environments. We evaluated the basic specific mass of the wood properties, as the properties of dimensional stability of the panels. It was confirmed that the timber of Mimosa scabrella and Hovenia dulcis are suitable for use in mixtures, due to its greater density. The analysis of the panels revealed that addition of Eucalyptus saligna and Hovenia dulcis reduces the thickness swelling. In water absorption, these woods also showed positive behavior, but the Mimosa scabrella wood contributed to enhanced absorption. The panels produced with 50% Eucalyptus saligna and 50% Hovenia dulcis showed better dimensional stability, unlike panels made with 50% Pinus taeda and 50% Mimosa scabrella. The panels produced with homogeneous structure and laboratory particle showed inclination to have thickness lower swelling. However, the same trend was not observed for water absorption

RESISTÊNCIA DE PAINÉIS AGLOMERADOS PRODUZIDOS COM MISTURA DE MADEIRA DE ESPÉCIES FLORESTAIS TRADICIONAIS E NÃO TRADICIONAIS

The objective of this work was to investigate the strength of particleboards made with wood of Pinus taeda, Eucalyptus saligna, Mimosa scabrella and Hovenia dulcis and mixtures in different proportions and two board compositions. The boards were produced in mixtures of two, three and four species for monolayer boards and proportions of the two species for multilayer boards. Panels were also produced with pure pine wood. The adhesive used was based on urea-formaldehyde and the nominal density was 0.65 g/cm³. We evaluated the properties of density, moisture content, static bending, internal bond and screw withdrawal. The analyzes allowed to evaluating the use of different species wood mixtures in particleboards. The results were also compared the requirements of applicable ANSI A 208.1. The values of static bending, internal bond and screw withdrawal increased with increasing proportion of Pinus taeda and Hovenia dulcis and decreased with increasing proportion of Mimosa scabrella and Eucalyptus saligna. Therefore, it can be concluded that better species were the Pinus taeda and Hovenia dulcis. Regarding the composition, multilayer boards, mostly showed themselves superior to monolayer boards.Este trabalho teve como objetivo avaliar a resistência de painéis aglomerados fabricados com partículas de madeira de Pinus taeda (pinus), Eucalyptus saligna (eucalipto), Mimosa scabrella (bracatinga) e Hovenia dulcis (uva-do-japão) em diferentes proporções de misturas e em duas composições de camadas. Os painéis foram produzidos em misturas de duas, de três e das quatro espécies para painéis monocamada, e nas proporções de duas espécies para painéis multicamadas. Foram também produzidos painéis com madeira de pinus pura. O adesivo usado foi à base de ureia-formaldeído e a massa específica nominal estabelecida foi de 0,65 g/cm³. Foram avaliadas as propriedades físico-mecânicas de massa específica, teor de umidade, flexão estática, ligação interna e arrancamento de parafusos. As análises permitiram avaliar o efeito da utilização da madeira das diferentes espécies em misturas na fabricação dos painéis aglomerados. Os resultados foram também comparados aos requisitos das normas ANSI A 208.1. Verificaram-se aumentos nos valores das propriedades de flexão estática, ligação interna e arrancamento de parafusos com o aumento da proporção de pinus e uva-do-japão e diminuição com aumento da proporção de bracatinga e eucalipto. Portanto, pode-se concluir que as espécies que mais se destacaram foram o pinus e a uva-do-japão. Em relação à composição, os painéis multicamadas, em sua maioria, apresentaram-se superiores aos painéis monocamada