MCC III - Madeiras

MCC III

Madeiras

Profº Paulo H. Ishikawa

Aux. De Docente Maurien Aragaki

Madeiras

É o mais antigo material de construção utilizado pelo homem. A facilidade de obtenção e adaptação à sua finalidade permitiram a sua utilização com escassos meios possíveis

Vantagens:

• Pode ser obtida em grandes quantidades a um preço, relativamente, baixo. As reservas se renovam por si mesmas, tornando o material

permanentemente disponível;

• Pode ser produzida em peças com dimensões estruturais; • Pode ser desdobrada em peças pequenas;

• Pode ser trabalhada com ferramentas simples e ser reempregada várias vezes;

• Foi o primeiro material utilizados capaz de resistir aos esforços de compressão ou tração;

• Tem baixa massa específica e grande resistência mecânica, aproximadamente 450kgf/cm²;

• Permite fáceis ligações e emendas;

• Não estilhaça quando golpeada, grande resiliência, isto é, absorve golpes; • Apresenta boas condições naturais de isolamento térmico e acústico; • No seu aspecto natural apresenta grande variedade de padrões

Desvantagens:

• é uma material heterogêneo e anisotrópico;

• Vulnerável aos agentes externos. Sua durabilidade é limitada e desprotegida;

• É combustível;

• Sensível aos agentes climáticos. As suas dimensões variam com a variação da umidade ambiente;

• Formas limitadas. Alongadas e de seção transversal reduzidas

Estes inconvenientes fizeram com que a madeira fosse substituída com o desenvolvimento de outros materiais como o aço e o concreto armado. A madeira é muito utilizada em estruturas provisórias.

Atualmente existem técnicas modernas para utilização da madeira em estruturas, atenuando algumas características negativas por processos de beneficiamento como secagem artificial, tratamentos de preseração e ignifugação.

Como material de acabamento, temos a madeira transformada, atenuando os efeitos da anisotropia

NBR 7190 – 1997 - Projeto de estruturas de madeira

Investigação direta de lotes de madeira considerados homogêneos: 1 lote  12m³

Do lote extrair 1 amostra com corpos de prova distribuídos aleatoriamente ao longo do lote. Não retirar mais de 1 corpo de prova da mesma peça. Os corpos de prova devem ser isentos de defeitos e retirados de regiões afastadas das extremidades das peças de pelo menos 5 vezes da menor dimensão da seção transversal da peça considerada e nunca menor que 30 cm

a) Caracterização simplificada: 6 corpos-de-prova b) Caracterização mínima da resistência de espécies pouco conhecidas: 12 corpos-de-prova

Os valores característicos das propriedades da madeira devem ser estimados pela expressão

onde os resultados devem ser colocados em ordem crescente x1 ≤x 2 ≤ ... ≤ xn ,

desprezando-se o valor mais alto se o número de corpos-de-prova for ímpar, não se tomando para xwk valor inferior a x1 , nem a 0,7 do valor médio (xm ).

NBR 7190 – 1997 - Projeto de estruturas de madeira

Características Físicas

A madeira apresenta resultados máximos em estado de completa secagem e mínimos para umidades iguais ou superiores à saturação das fibras.

O teor de umidade da madeira é expresso em porcentagem do peso seco do material. Conforme o teor de umidade (h), as madeiras classificam-se em:

• Madeira verde: acima do ponto de saturação, h ≥ 30%.

• Madeira semi-seca: abaixo do ponto de saturação, h ≥ 23%. • Madeira seca: comercialmente seca, 18% ≤ h < 23%

• Madeira seca ao ar: 12% ≤ h < 18%

• Madeira dessecada: seca em estufa, 0% < h < 12% • Madeira anidra: sem umidade (h=0)

No abate, as madeiras têm um teor de umidade da ordem de 55%. Abaixo de 23% de teor de umidade, a madeira pode considerar-se livre de ataques de agentes externos, pois este teor é o mínimo necessário para a proliferação de fungos e bactérias.

É a propriedade de alterar as dimensões e volume da madeira, quando o seu teor de umidade varia entre o estado anidro e o estado saturado.

Abaixo do ponto de saturação, o inchamento e a retração são proporcionais à umidade. As retrações podem ser: axiais, radiais, tangenciais e volumétricas.

Conforme a retratilidade volumétrica (Cv), as madeiras classificam-se em: • Fraca retratilidade: madeiras aptas à marcenaria e contraplacados Cv < 10%

• Média retratilidade: pequenas fendas na secagem, porém, utilizadas na maioria das aplicações em construção civil

10% ≤ Cv < 15%

• Forte retratilidade: grandes fendas na secagem, devem ser desdobradas logo após o abatimento das árvores

Cv ≥ 15%

A retratilidade da madeira além de estar ligada ao teor de umidade também se manifesta diferencialmente ao sentido das fibras, isto é, a retratilidade variável é responsável pelos empenos, torções e rachaduras durante a secagem e/ou umedecimento das peças. Estas alterações decorrem da preponderância da retração tangencial sobra a radial.

Características Físicas

Características Físicas

É o peso por unidade de volume aparente da madeira, com um determinado teor de umidade. Do ponto de vista da massa específica aparente, considerando-se um teor de umidade normal de 15%, as madeiras podem classificar-se em:

• Muito leves menor que 0,4 g/cm3

• Leves entre 0,4 g/cm3 _{e 0,5 g/cm}3

• Semi pesadas entre 0,5 g/cm3 _{e 0,6 g/cm}3

• Pesadas entre 0,6 g/cm3 _{e 0,7 g/cm}3

Características Físicas

A dilatação térmica que o material experimenta é alterada pela retratilidade contrária devido à perda de umidade que acompanha o aumento da temperatura.

O coeficiente de dilatação da madeira é dez vezes maior no sentido transversal que no sentido axial. Assim, temos:

• 0,06 x 10-4 _{no sentido axial - (menor que o aço)}

A madeira é um mau condutor térmico, em consequência de sua estrutura celular e de sua constituição (membranas). A condutibilidade varia segundo a essência biológica da madeira, teor de umidade e direção de transmissão do calor (maior paralelamente que transversalmente às fibras).

Características Físicas

Bem seca a madeira é praticamente isolante, mas sua resistividade decresce rapidamente com o aumento do teor de umidade

É a propriedade que possuem as madeiras, sem tratamento, de resistir ao

ataque dos organismos destruidores. É uma qualidade relativa que depende da espécie (tipo de madeira), densidade, dos materiais de impregnação natural, da umidade ambiente e estado de secagem.

Ao ar seco, ao abrigo das chuvas e sem contato com o solo, as madeiras duram de 50 a 100 anos, podendo as resinosas ultrapassar 500 anos.

Características Físicas

Ensaio de Madeira

A resistência da madeira à flexão (fw_M ou f_M) é um valor convencional, dado pela máxima tensão que pode atuar em um corpo-de-prova no ensaio de flexão simples, calculado com a hipótese de a madeira ser um material elástico, sendo dado por:

M_máx é o máximo momento aplicado ao corpo de prova, em newtons-metro;

W_e é o módulo de resistência elástico da seção transversal do corpo de prova, dado por bh2/6, em metros cúbicos.

Ensaio de Madeira

• O teor de umidade da madeira corresponde à relação entre a massa da água nela contida e a massa da madeira seca, dado por:

onde:

m_i é a massa inicial da madeira, em gramas; m_s é a massa da madeira seca, em gramas.

Ensaio de Madeira

• A “densidade básica” é uma massa específica convencional definida pela razão entre a massa seca e o volume saturado, sendo dada por:

onde:

m_s é a massa seca da madeira, em quilogramas;

• A densidade aparente ρ_ap é uma massa específica convencional, definida pela razão entre a massa e o volume de corpos-de-prova com teor de umidade de 12%, sendo dada por:

onde:

m₁₂ é a massa da madeira a 12% de umidade, em quilogramas; V₁₂ é o volume da madeira a 12% de umidade, em metros cúbicos.

Ensaio de Madeira

Ensaio de Madeira