O estudo dos painéis teve início com a determinação do traço da mistura, ou seja, a dosagem de seus componentes sendo que para isso foram realizadas misturas experimentais baseadas em análises feitas por diversos autores. Assim buscou-se inicialmente a moldagem de painéis utilizando somente a madeira, o cimento e a água. Nesta situação, a dosagem inicial adotada foi de 30% de pó de madeira em relação à massa de cimento, para todas as granulometrias. O fator água cimento foi constante e igual a 0,43.
Considerando que os resultados, para o teor de 30% sem aditivos, foram nulos, para todas as propriedades analisadas, adotou-se então o teor de 25% de teor de madeira.
3.4.1 Delineamento experimental
Nos ensaios de compressão axial buscou-se identificar qual o comportamento desse compósito frente à distintas granulometrias e também em função da relação cimento/madeira. Buscou-se também a análise do comportamento em função da variação do fator água-cimento.
O esquema geral para o estudo do comportamento das propriedades dos painéis em função das granulometrias adotadas e dos aditivos pode ser visto na figura 31. CaCl2 MgCl2 NaSiO2 CaCl2 MgCl2 NaSiO2 CaCl2 MgCl2 NaSiO2
Determinação das propriedades CaCl2 MgCl2 NaSiO2 Granulometria 4 Granulometria 3 Granulometria 2 Granulometria 1 CIMENTO CPV ARI RS MADEIRA: Pinus sp
Foi realizado paralelamente experimento onde utilizou-se a mistura dos aditivos à base de sulfato de alumínio e silicato de sódio, buscando-se assim a melhoria das propriedades. Neste experimento tratou-se a madeira com o silicato de sódio, procurando “mineralizar” a madeira para depois adicionar o sulfato de alumínio na mistura.
Finalmente foi adotado o teor pó de madeira de 36%, equivalente a relação madeira cimento de 1:2,75, para buscando reduzir a densidade do painel e seu custo uma vez que o cimento é mais caro que o pó de madeira.
A densidade alvo adotada para os painéis é de 2,0 g/cm³. Essa densidade é adotada em função das características granulométricas da madeira. Por ser pó de madeira, buscou-se uma maior compactação, o que implica numa maior densidade visando obter uma maior homogeneidade do material o que leva como conseqüência a uma desejada melhoria das propriedades como o módulo de ruptura, módulo de elasticidade e absorção, por exemplo.
3.4.2 Propriedades dos painéis
A moldagem das chapas foi feita com 385 mm x 505 mm. Para o corte na serra circular a chapa é reduzida ao tamanho de 300 mm x 400 mm, sendo daí retirado os corpos de prova para os ensaios de:
1. Flexão estática: 4 corpos de prova com dimensões de 50 mm x 250mm, EN 1058 – CEN (1995);
2. Compressão paralela: 4 corpos de prova com dimensões de 25 mm X 100 mm, ASTM 1037 (1982);
3. Ligação interna: 6 corpos de prova com dimensões de 50 mm X 50 mm, ASTM 1037-78B (1982);
4. Absorção de água e inchamento em espessura: 2 corpos de prova com dimensões de 150 mm X 150 mm, ASTM 1037-34-22 e 1037-100 (1982)
A distribuição e forma de corte dos painéis foi realizada conforme apresentado na figura 32. O corte foi feito com serra circular própria para materiais cimentícios.
FIGURA 32 – DISTRIBUIÇÃO DOS CORPOS DE PROVA, PARA O CORTE
A avaliação das propriedades dos painéis para flexão estática, módulo de ruptura (MOR) e módulo de elasticidade (MOE) foram realizadas de acordo com a norma européia EN 310 (1993). Essa norma especifica como devem ser realizados os ensaios para a determinação do módulo de elasticidade e do módulo de ruptura à flexão.
Os ensaios de inchamento em espessura e absorção de água foram feitos de acordo com a norma ASTM 1980 D1037-34-22 e D1037-100, onde neste caso os corpos são imersos em água e as medidas e o peso são determinados.
O cálculo do coeficiente de absorção de água foi realizado através da fórmula: (W1-W2)/W2*100 [3]
com os resultados obtidos percentualmente. O coeficiente de expansão linear foi calculado conforme SHIGEKURA et al. (1994) ou seja, pela fórmula
(l2 – l1)/l1*100, [4]
sendo o resultado também em percentual.
A determinação da resistência à compressão e à ligação interna foram determinadas de acordo com a norma ASTM 1980 (1982).
3.4.3 Análise estatística
A análise estatística buscou-se comparar as médias dos resultados que avaliam a resistência em função da variação dos aditivos, do fator água cimento e do teor de pó de madeira, para a média dos grupos. Para isso utilizou-se a análise da variância ou resumidamente a ANOVA na qual subdividiu-se a variação total entre os grupos da variação dentro dos grupos ou variação interna aos grupos. À variação interna ao grupo é atribuída ao erro experimental, ou seja, às pequenas variações encontradas entre um procedimento de ensaio e outro. À variação entre os grupos atribuiu-se ao efeito do tratamento dado, ou seja, no presente trabalho, à variação da granulometria dos aditivos.
A - Comparações múltiplas
No teste de comparações múltiplas procurou-se determinar se existe diferença entre as diversas médias dos dados resultantes dos ensaios. Desta forma foram acrescentados às tabelas as letras a, b, c e d para identificar a homogeneidade ou a diferença significativa entre as médias. Ou seja, as médias nas quais não se identificou diferenças estatisticamente significativas possuem o mesmo tipo de letra.
Letras diferentes logo após o resultado da média identificam diferenças estatisticamente significativas. Observa-se na tabela 15 um exemplo da identificação das diferenças entre as médias..
TABELA 15 – EXEMPLO DA COMPARAÇÃO MÚLTIPLA DE MÉDIAS
Tipo de aditivo Ensaios Média MPa Grupos homogêneos
Cálcio 4 32415 a
Magnésio 4 32496 a
Sulfato 4 35981 a
Silicato 4 46991 b
No exemplo observado na tabela 15 a letra “a” indica que não houve diferença significativa entre os aditivos a base de cálcio, magnésio e sulfato e a letra b indica que o aditivo a base de silicato diferenciou-se significativamente de todos os demais.
B - Análise gráfica
Uma das dificuldades na análise estatística é a observação da influência de mais de uma variável sobre uma outra variável de interesse, conforme NETO et al.(1995). Para o presente trabalho a influência simultânea da variação do aditivo e da variação granulometria sobre as propriedades do módulo de ruptura, ligação interna entre outras pode ser visualizado utilizando-se de gráficos de superfícies que relacionam três variáveis simultaneamente. Essa mesma técnica também é apresentada por MYERS e MONTGOMERY (2002), onde citam que, em situações onde várias variáveis influenciam potencialmente características quantitativas ou qualitativas, a técnica da superfície de resposta identifica suas influências.