Tempo e temperatura de prensagem dos painéis LVL laboratoriais

Conforme descrito na metodologia, esses ensaios preliminares foram realizados em um painel de 9 lâminas (LVL-9) e dois painéis de 17 lâminas (LVL-17A e LVL-17B).

Pelas relações empíricas já apresentadas, os tempos de prensagem dos painéis de 9 e 17 lâminas foram estimados em 30 min e 52,4 min, considerando-se que foram confeccionados com lâminas com espessura nominal de 2,8 mm.

Os painéis foram, intencionalmente, prensados durante tempos superiores aos avaliados pelas orientações do fabricante, objetivando uma análise mais completa da variação da temperatura em relação ao tempo de prensagem e de sua estabilização. Os resultados completos obtidos nesses ensaios encontram-se no Anexo 2.

As Figuras 19 e 20 ilustram a elevação da temperatura em função do tempo de prensagem nos painéis LVL-9 e LVL-17-1 até a linha de cola mais profunda.

LVL - 9 0 20 40 60 80 100 120 140 160 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 Tempo (min) T e m p er at u ra ( ºC )

Figura 19 - Ensaios preliminares - LVL 9 - Variação da temperatura em relação ao tempo de

LVL - 17A 0 20 40 60 80 100 120 140 1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 Tem po (m in) Te m p e ra tur a (º C )

Figura 20 - Ensaios preliminares - LVL 17A - Variação da temperatura em relação ao tempo

de prensagem - temperaturas T1 e T2 avaliadas na lâmina de cola mais profunda, com o termopar T1 localizado no centro geométrico do painel e T2 localizado no mesmo plano, a 15 cm de T1.

O perfil da elevação da temperatura observado na linha mais profunda de colagem no painel LVL-9 (Figura 19) mostra um aumento gradual da temperatura a partir do inicio do processo de prensagem, durante cerca de 30 minutos, até atingir-se uma temperatura de 140ºC, que se mantém constante a partir desse ponto. No painel LVL-17-A (Figura 20) o tempo de prensagem necessário para se atingir uma temperatura aproximadamente constante de 120ºC no centro do painel foi 56 minutos.

Estes resultados, sumarizados no Quadro 6, mostram que os tempos calculados pela relação empírica recomendada pelo fabricante são semelhantes aos encontrados nas Figuras 19 e 20.

A temperatura alcançada no centro dos painéis foi adequada para a cura do adesivo utilizado. Estes valores são semelhantes aos valores mínimos apresentados por outros autores e fabricantes destes adesivos, segundo os quais temperaturas mínimas entre 100ºC a 105°C no centro dos painéis laminados e colados com adesivos fenólicos, são suficientes para atingir uma cura adequada da resina.

A Figura 21 ilustra a elevação da temperatura em relação ao tempo de prensagem em algumas linhas de cola do painel LVL-17-B, onde T4 corresponde ao termopar localizado na linha de cola mais profunda.

Localização dos termopares a partir da face dos painéis

T1 – 1ª linha de cola T2 – 3ª linha de cola T3 – 7ª linha de cola T4 – 8ª linha de cola T5 – 9ª linha de cola T6 – 10ª linha de cola T7 – 11ª linha de cola T8 – 12ª linha de cola T9 – 13ª linha de cola T10 – 14ª linha de cola

T11 – 15ªlinha de cola T12 – 16ª linha de cola

Figura 21 - Ensaios preliminares - LVL 17B - Variação da temperatura nas diferentes linhas

de cola em relação ao tempo de prensagem.

Deu-se prioridade à análise do tempo e temperatura no centro da espessura do painel (T4 e T5), uma vez que a cura completa do adesivo ocorre após certo período em que a temperatura neste local atinge a temperatura de cura da cola requerida, que neste caso era de 120 a 125ºC, segundo as recomendações do fabricante.

No painel LVL-17B observou-se que as temperaturas nas linhas de cola mais externas (T1 e T2) elevaram-se mais rapidamente, variando decrescentemente entre linhas, na medida em que se avança para o meio da espessura do painel.

Isso ocorreu porque as faces superior e inferior entraram primeiramente em contato com os pratos aquecidos, após seu fechamento, enquanto que as linhas de cola no interior recebem o calor indiretamente, sem que haja contato direto com os pratos quentes. Notou-se também que a temperatura na face inferior (16ª linha de cola - T12)

elevou-se mais rapidamente que na face superior (1ª linha de cola - T1), isso ocorre porque a face superior somente entrou em contato com o prato aquecido após seu fechamento, enquanto que a face inferior entrou em contato com o prato assim que o painel foi posto para a prensagem.

Já no centro da chapa (9ª e 8ª linhas de cola – T4 e T5, respectivamente) a temperatura elevou-se mais lentamente que nas faces, permanecendo aproximadamente constante a partir de 53 minutos, quando a temperatura atingiu 120ºC.

De uma forma geral o perfil da elevação da temperatura observado no centro dos painéis e nas faces foi semelhante aos observados nos compósitos de madeira, conforme descrito por Bolton et al. (1989), Zombori (2001) e Calegari et al. (2000).

Os valores da temperatura de cura do adesivo fenol-formaldeído aqui utilizados (120-125°C) são também semelhantes aos valores mínimos apresentados por outros autores e fabricantes destes adesivos.

Segundo Daí e Wang (2004) temperaturas entre 100 a 105°C no centro de painéis LVL, colados com adesivos fenólicos, são suficientes para atingir uma cura adequada da resina. Estes mesmos autores sugerem, de uma forma geral, que painéis grossos prensados à quente acumulam uma maior quantidade de calor de reserva em seu interior que se conserva após a prensagem, situação esta que permite o uso de menores temperaturas de cura. Alguns autores, contudo, sugerem temperatura mínima de cura para resinas fenólicas de aproximadamente 100ºC.

7.1.3 Tempo e temperatura de prensagem dos painéis LVL de dimensões comerciais

Conforme já descrito, foram preliminarmente confeccionados três painéis de dimensões comerciais (largura de 1220 mm e comprimento de 2440 mm). Um painel foi produzido com 15 lâminas de 2,2 mm - LVL 15 - com espessura final de 33 mm e dois foram produzidos com 25 lâminas - LVL 25A e LVL 25B - com espessura final de 55 mm.

Os resultados completos dessas análises encontram-se no Anexo 3. As Figuras 22 e 23 ilustram a elevação da temperatura em função do tempo de prensagem nos painéis, quando monitoradas as temperaturas nas linhas de cola mais

externa (face) e mais profunda (centro). Também neste ensaio deu-se preferência para a avaliação do tempo e temperatura no centro do painel (linha de cola mais profunda) pelas mesmas razões já apresentadas no item anterior.

0 20 40 60 80 100 120 140 0 5 10 15 20 25 30 35 Tempo (min) Te m p er a tur a ( °C )

centro face face

Painel LVL15

Figura 22 - Ensaios preliminares - LVL comercial 15 - Variação da temperatura em relação ao

tempo de prensagem. 0 30 60 90 120 150 0 10 20 30 40 50 60 Tempo (min) Te m p er a tu ra (° C) faces centro Painel LVL 25B

Figura 23 - Ensaios preliminares - LVL comercial 25B - Variação da temperatura em relação

ao tempo de prensagem.

O perfil da elevação da temperatura observado na linha de cola mais profunda no painel LVL-15 mostra um aumento gradual da temperatura a partir do inicio do processo de prensagem por um período de 32 minutos, até atingir uma temperatura de 125ºC, que se mantém constante a partir desse tempo. No painel LVL-25B o tempo de prensagem foi

de 55 minutos, até ser atingida uma temperatura de, aproximadamente, 115ºC no centro do painel.

Estes resultados mostram, mais uma vez, que os tempos calculados pela relação recomendada pelo fabricante para a temperatura nos pratos da prensa são semelhantes aos encontrados nos gráficos de temperatura (Quadro 6). A temperatura alcançada no centro dos painéis foi adequada para a cura do adesivo utilizado, de acordo com o fabricante da resina utilizada e aos valores publicados por alguns pesquisadores, como já indicado no item anterior.