Influência do teor de umidade nas propriedades físicas e mecânicas da madeira Calophyllum sp

Due to its excellent resistance to traction and compression, wood is regularly used in furniture, window frames and in structures and sealing of homes and buildings. Due to the anisotropy and complexity of the material, its properties vary depending on its intrinsic anatomical characteristics and external factors, such as species, moisture content, acting requests, among others. The Brazilian standard provides linear models for estimating and correcting all strength and stiffness properties as a function of the moisture content of the wood. However, due to its characteristics, there may not be a linear variation of the physical and mechanical properties in relation to the moisture content. Thus, this research aims to evaluate and analyze the influence of moisture content on 15 properties of Calophyllum sp. The reliability of the Brazilian standard equation for correcting strength and stiffness values as a function of humidity (U% to 12%) was evaluated, in addition to analyzing, through ANOVA, whether there is a change in the properties when they are at the saturation point of the fiber and 12% moisture. Of the 15 properties analyzed, 4 did not change, contrary to the linear models set out in the Brazilian standard. In addition, it was possible to note that the Brazilian standard can estimate with an error of up to 76% when correcting the humidity to 12%.A madeira por possuir excelente resistência à tração e compressão é comumente utilizada em móveis, esquadrias e em estruturas e vedação de residências e edifícios. Devido à anisotropia e complexidade do material, suas propriedades variam em função de suas características anatômicas intrínsecas e de fatores externos, como a espécie, teor de umidade, solicitações atuantes, dentre outros. A norma brasileira traz modelos lineares para a estimativa e correção de todas as propriedades de resistência e de rigidez em função do teor de umidade da madeira. Porém, devido às suas características, pode não haver variação linear das propriedades físicas e mecânicas em relação ao teor de umidade. Assim, esta pesquisa tem como objetivo avaliar e analisar a influência do teor de umidade em 15 propriedades da madeira Calophyllum sp. Foi avaliada a confiabilidade da equação da norma brasileira para corrigir os valores de resistência e rigidez em função da umidade (U% para 12%), além de analisar, por meio de ANOVA, se há alteração nas propriedades quando estão no ponto de saturação da fibra e 12% de umidade. Das 15 propriedades analisadas, 4 não sofreram alteração, contrariando os modelos lineares dispostos na norma brasileira. Além disso, foi possível notar que a norma brasileira pode estimar com erro de até 76% ao corrigir a umidade para 12%

Production of mahogany particleboards using branches and wood residues

Mahogany (Swietenia macrophylla King) is one of the most valuable wood species found in the American Continent. This study is an evaluation of the production of particleboards using wood residues from the branches and trunk of a mahogany tree. It was designed to test the feasibility of production and the mechanical and physical characteristics of the finished particleboards, as well as to compare the results with similar studies and the requirements of normative documents. The particles were generated from the trunk and branches of a mahogany tree separately and mixed in different proportions to test their influence on the final product. They were bonded using 12% polyurethane resin from renewable resources and pressed under 90º C and 3.5 MPa for 10 minutes. The specimens were prepared and tested according to the guidelines established by the NBR 14810 regarding the static bending, internal bond, stiffness and thickness swelling (24h) tests. The results indicated that there is no significant correlation between the trunk-branches proportion and the Modulus of Elasticity/Rupture values. The production of the particleboards using the residues is feasible and the results of most of the tests fitted the normative requirements, which means that with the refinement of the production process it is possible to have a good product that fully complies with the technical standards

Production of mahogany particleboards using branches and wood residues

Mahogany (Swietenia macrophylla King) is one of the most valuable wood species found in the American Continent. This study is an evaluation of the production of particleboards using wood residues from the branches and trunk of a mahogany tree. It was designed to test the feasibility of production and the mechanical and physical characteristics of the finished particleboards, as well as to compare the results with similar studies and the requirements of normative documents. The particles were generated from the trunk and branches of a mahogany tree separately and mixed in different proportions to test their influence on the final product. They were bonded using 12% polyurethane resin from renewable resources and pressed under 90º C and 3.5 MPa for 10 minutes. The specimens were prepared and tested according to the guidelines established by the NBR 14810 regarding the static bending, internal bond, stiffness and thickness swelling (24h) tests. The results indicated that there is no significant correlation between the trunk-branches proportion and the Modulus of Elasticity/Rupture values. The production of the particleboards using the residues is feasible and the results of most of the tests fitted the normative requirements, which means that with the refinement of the production process it is possible to have a good product that fully complies with the technical standards

Análise físico-mecânica de compósitos madeira-cimento e uso de modelos micromecânicos na predição de suas propriedades

Os compósitos madeira-cimento são formados por uma mistura de cimento Portland, água e resíduos de madeira em fibras ou partículas, aplicando-se principalmente em painéis, obtendo-se um destino aos resíduos da indústria madeireira. Fatores como a espécie, tratamento e dimensão das partículas de madeira interferem no desempenho físico e mecânico dos compósitos e por isso são continuamente investigados na literatura. Dessa forma, nesse trabalho apresentou-se uma análise físico-mecânica experimental de compósitos madeira-cimento com resíduos de Pinus sp. e bambu da espécie Dendrocalamus giganteus tratados em água quente e analisou-se seus efeitos na densidade, o módulo de elasticidade e o módulo de ruptura obtidos através de ensaio de compressão. Avaliou-se, também, a aplicação de modelos micromecânicos (regras de mistura) na predição do módulo de elasticidade. Por fim, os resultados experimentais foram analisados estatisticamente e o módulo de elasticidade obtido pelos modelos micromecânicos foram comparados aos obtidos experimentalmente.</p

Análise físico-mecânica de compósitos madeira-cimento e uso de modelos micromecânicos na predição de suas propriedades

Os compósitos madeira-cimento são formados por uma mistura de cimento Portland, água e resíduos de madeira em fibras ou partículas, aplicando-se principalmente em painéis, obtendo-se um destino aos resíduos da indústria madeireira. Fatores como a espécie, tratamento e dimensão das partículas de madeira interferem no desempenho físico e mecânico dos compósitos e por isso são continuamente investigados na literatura. Dessa forma, nesse trabalho apresentou-se uma análise físico-mecânica experimental de compósitos madeira-cimento com resíduos de Pinus sp. e bambu da espécie Dendrocalamus giganteus tratados em água quente e analisou-se seus efeitos na densidade, o módulo de elasticidade e o módulo de ruptura obtidos através de ensaio de compressão. Avaliou-se, também, a aplicação de modelos micromecânicos (regras de mistura) na predição do módulo de elasticidade. Por fim, os resultados experimentais foram analisados estatisticamente e o módulo de elasticidade obtido pelos modelos micromecânicos foram comparados aos obtidos experimentalmente

Influence of moisture content on physical and mechanical properties of vatairea sp. wood

The recent interest in constructing high and robust wooden structures has stimulated the investigation of physical and mechanical properties as well as their correlation with other important parameters of the material of tropical species like the Vatairea sp., whose popular name is angelim-amargoso, used especially in roof structures with large spans. The Brazilian Standard for wood constructions recommends using linear models to correct or estimate the strength and/or stiff ness of wood correlated with moisture content and also provides the classifi cation of hardwoods according to their characteristic strength. However, because wood is a natural, heterogeneous, and anisotropic material, certain properties may not be aff ected by signifi cant diff erences in moisture content. Therefore, in this study, the infl uence of moisture content on fi fteen physical and mechanical properties of Vatairea sp. wood was investigated through its characterization. The tests were carried out on 12 specimens for each property and two groups: with the moisture content of 12% and at the fi ber saturation point. The Anderson-Darling test was performed to verify the results’ normality and the analysis of variance (ANOVA) to analyze the infl uence of moisture content on these properties. In addition, the wood was classifi ed according to the strength classes of the Brazilian Standard, and the strength and stiff ness were estimated according to the linear models proposed by the same norm. The estimated results were compared with the experimental ones through the diff erence calculation and percentual error of the values. It was concluded that most properties were not aff ected by the moisture content, and the most signifi cant errors obtained in the estimates were for properties that were signifi cantly infl uenced by the moisture content.O recente interesse pela construção de estruturas altas e robustas em madeira tem estimulado a investigação de propriedades físicas e mecânicas, assim como a correlação delas com outros parâmetros importantes do material de espécies tropicais como o angelim-amargoso (Vatairea sp.) utilizada especialmente em estruturas de telhados de grandes vãos. No Brasil, a norma de projetos de madeira recomenda a utilização de modelos lineares para a correção ou estimativa da resistência e/ou rigidez da madeira correlacionada ao teor de umidade, bem como traz a classifi cação das folhosas segundo sua resistência característica. Entretanto, por ser um material natural, heterogêneo e anisotrópico, certas propriedades podem não ser afetadas por diferenças no teor de umidade. Portanto, nesse trabalho, investigou-se a infl uência do teor de umidade em 15 propriedades físicas e mecânicas da madeira de Vatairea sp., através da sua caracterização. Os ensaios foram realizados em 12 corpos-de-prova para cada propriedade e para dois grupos: com teor de umidade de 12% e no ponto de saturação das fi bras. O teste de Anderson-Darling foi empregado para verifi car a normalidade dos resultados e a análise de variância (ANOVA) para analisar a infl uência do teor de umidade nessas propriedades. Além disso, classifi cou-se a madeira segundo as classes de resistência da norma brasileira e estimou-se a resistência e rigidez segundo os modelos lineares propostos pela mesma norma. Os resultados estimados foram comparados com os experimentais através do cálculo da diferença e o erro percentual dos valores. Concluiu-se que a maioria das propriedades não foram afetadas pelo teor de umidade e que os maiores erros obtidos nas estimativas foram para as propriedades que foram infl uenciadas signifi cativamente pelo teor de umidade

Estimation of Toughness as a Function of Compression Strength Parallel to the Grain of Tropical Woods

Tropical species are widely used in construction, and their physical and mechanical properties have been important characteristics with direct impact on the design of structures, especially the strength and stiffness of wood applied in them. Tests to obtain both parameters are conducted under ABNT NBR 7190 (1997) guidelines in Brazil, being rarely found in some research centers because of the higher costs of testing equipment. For instance, the toughness test depends on equipment with a pendulum, whose device requires accuracy and maintenance for reliable analyses. This paper aims to estimate toughness through another property more easily found, given by the compression strength parallel to the grain. For this, 20 tropical wood species of the South American region were used to obtain initial values of these properties. The characteristic values of the compression strength parallel to the grain as well as linear and quadratic regression models were obtained. Statistical analysis was performed and confirmed that a linear model gave better predictions than a quadratic model

Estimation of Toughness as a Function of Compression Strength Parallel to the Grain of Tropical Woods

Tropical species are widely used in construction, and their physical and mechanical properties have been important characteristics with direct impact on the design of structures, especially the strength and stiffness of wood applied in them. Tests to obtain both parameters are conducted under ABNT NBR 7190 (1997) guidelines in Brazil, being rarely found in some research centers because of the higher costs of testing equipment. For instance, the toughness test depends on equipment with a pendulum, whose device requires accuracy and maintenance for reliable analyses. This paper aims to estimate toughness through another property more easily found, given by the compression strength parallel to the grain. For this, 20 tropical wood species of the South American region were used to obtain initial values of these properties. The characteristic values of the compression strength parallel to the grain as well as linear and quadratic regression models were obtained. Statistical analysis was performed and confirmed that a linear model gave better predictions than a quadratic model