Neste trabalho propõe-se contribuir para o desenvolvimento de tecnologia nacional investigandoa aplicação de uma nova geração de adesivos para a confecção de elementos estruturais de madeira laminada colada (MLC), viabilizando um menor custo final do produto e tornando-o competitivo no mercado interno e externo. Nesse contexto, avaliou-se a resistência à tração paralela em emendas dentadas com dimensão estrutural, em condições de temperatura ambiente e umidade padrão, usando as espécies Pinus e Eucalipto e vários tipos de adesivos, dentre eles o adesivo poliuretano à base de óleo de mamona, foco principal de estudo deste trabalho. Outro aspecto abordado é o da durabilidade, em que foi avaliado o desempenho dos adesivos Cascophen e poliuretano à base de óleo de mamona por meio de ensaios de resistência ao cisalhamento na lâmina de cola e de resistência à tração de emendas dentadas, ambos em corpos-de-prova isentos de defeitos. Também foi avaliada a qualidade da colagem das lâminas, por meio de ensaios de flexão buscando-se a ruptura por cisalhamento, em vigas de MLC com dimensões estruturais, fabricadas em laboratório com os adesivos Cascophen, poliuretano à base de óleo de mamona e Purbond. Os resultados obtidos permitem concluir o bom desempenho do adesivo poliuretano à base de óleo de mamona, demonstrando a sua adequação para aplicação na produção de madeira laminada colada. / The aim of this work is the development of national technology investigating the application of a new adhesive generation to fabrication of glued laminated timber (Glulam) structural members, making possible a lesser final cost of the product and becoming it competitive in the domestic and external market. In this context, the parallel tensile to the fibers tests in joint pieces with structural dimension, in conditions of ambient temperature and standard relative humidity, was evaluated using the species Pinus and Eucalyptus and some types of adhesives, among them the polyurethane adhesive base on castor oil, that is the main focus of study of this work. Another approached aspect is the durability, in which was evaluated the performance of the Cascophen and the polyurethane adhesive base on castor oil adhesive, by means of shear strength tests in the lamina of glue and tensile strength tests of joint laminas, both made in specimens exempt of defects. Also the quality of the collage of lamina, by means of bending and shearing tests, in glulam structural beams was evaluated, which were manufactured in laboratory with the adhesives Cascophen, polyurethane adhesive base on castor oil and Purbond. The results allow concluding the well-behaved performance of polyurethane adhesive base on castor oil, demonstrating its adequacy for application in glued laminated timber fabrication.

A madeira laminada colada (MLC) é um produto estrutural que permite racionalizar o uso da madeira sólida, pois a partir de pequenas peças selecionadas e preparadas é possível produzir grandes vigas das mais variadas formas. A utilização da madeira de reflorestamento na produção de MLC lhe confere vantagens ambientais sobre outros materiais e o Eucalyptus grandis é uma espécie que oferece grande potencial para o uso estrutural. As emendas longitudinais entre lâminas representam descontinuidades na peça de MLC e, assim como os defeitos em peças maciças, são regiões potencialmente fracas causando grande influência na resistência de vigas laminadas. O objetivo do presente trabalho foi o de estudar a influência de uma emenda de topo e de sua posição na lâmina inferior de vigas laminadas coladas (VLCs) no momento de inércia, na elástica da viga e consequentemente no módulo de elasticidade na flexão estática (EM0). Foi conduzido um estudo teórico-experimental com corpos-de-prova maciços que receberam um corte na borda tracionada simulando uma emenda de topo na lâmina inferior de VLCs. Em uma 1ª etapa da experimentação, foram realizados ensaios de flexão estática destrutivos com corposde- prova de seção transversal 2,5 x 2,5 cm não classificados com o intuito de explorar a grandeza da variabilidade das propriedades estudadas para diferentes posições da emenda ao longo da borda inferior da viga biapoiada. A 2ª etapa de ensaios consistiu na classificação de um lote de corpos-de-prova de seção transversal de 3,0 x 4,0 cm através de ensaios de flexão estática não destrutivos para minimizar o erro experimental imposto pela variabilidade natural do material. Em uma 3ª etapa, foram realizados ensaios de flexão estática destrutivos de corpos-de-prova de seção transversal 3,0 x 4,0 cm classificados para estudar o efeito de diferentes posições da emenda na borda inferior da viga num lote de menor variabilidade. Em uma 4ª etapa da experimentação foram realizadas simulações através de planilhas de cálculo com base na teoria de Garcia (2008) para a comprovação dos resultados experimentais e elaboração de novas formulações de dimensionamento de VLCs. Verificou-se que o corte não influenciou no EM0 nos ensaios da 1ª etapa quando se tratou de um lote de madeira desuniforme, mas exerceu um efeito significativo nos ensaios da 3ª etapa dentro do lote de peças classificadas. Concluiu-se que o corte influencia na rigidez da viga à flexão (EI), pois provoca uma modificação do fluxo de tensões com consequente alteração da distribuição de tensões ao longo da altura da viga e do momento de inércia. A concentração de tensões na área circundante ao corte provoca uma redução no momento de inércia que deve ser levada em consideração no dimensionamento de VLCs em que se utilizam emendas de topo nas lâminas tracionadas. O corte influencia significantemente na resistência à flexão da viga porque dá origem ao aparecimento de uma fissura paralela à grã que transporta a altura reduzida pelo corte à seção critica. Essa fissura é provocada por cisalhamento oriundo do momento fletor e não do esforço cortante. / Glued laminated timber (GLULAM) is a structural product that allows rationalizing the use of solid wood, as from small selected and prepared pieces it is possible to produce large beams in a variety of shapes. The use wood from planted forests in GLULAM production brings environmental advantages compared to other materials and Eucalyptus grandis is a species that offers great potential for structural use. The end joints that connect pieces to perform the entire laminas represent discontinuities in the GLULAM and as many defects in solid wood are potentially weak areas. The aim of the present paper is to study the influence of a butt joint and its position in the bottom lamination of glued laminated beams, on the moment of inertia, on the elastic of the beam and therefore on the modulus of elasticity in static bending (EM0). A theoretical and experimental study was conducted with solid specimens that were cut on the tensioned edge simulating a butt joint at the bottom lamination of glued laminated beams. At a first phase of testing, destructive static bending tests were performed with specimens sized 2.5 x 2.5 cm as cross-section non classified in order to explore the magnitude of the natural variability of the studied properties for different positions of the joint along the bottom edge of the biconstrainted beam. The second phase of testing consisted in classifying a batch of specimens 3.0 x 4.0 cm cross section by non-destructive static bending tests to minimize experimental error imposed by the natural variability of the material. At a third phase, destructive static bending tests were performed with 3.0 x 4.0 cm cross section classified specimens to study the effect of different positions of the joint on the bottom edge of the beam in a group of low variability. At the fourth phase simulations were performed using spreadsheets on the Garcia´s theory (2008) to verify the experimental results and the development of new formulations of glued laminated beams design. It was verified that the cut did not affect the EM0 on the first step of testing when regarding a non uniform batch of wood, but there was a significant effect on the tests of the third step over the batch of classified wood. It was concluded that the cut influences the stiffness of the bending beam (EI) by changing the flux tensions pattern and consequent change in stress distribution along the beam height and the moment of inertia. The concentration of stresses in the area surrounding the cut causes a reduction in the moment of inertia that must be taken into account for designing glued laminated beams that use butt joints in the tensioned edge. The cut significantly influence the beam bending strength because give way to appear a check in parallel to the grain and transport the reduced height to the critical cross section. Such a check is due shear stresses consequent of the bending moment and not from the shear force.

A primeira ferrovia no Brasil foi inaugurada em abril de 1854 pelo Barão de Mauá com 14,5 km de extensão. Atualmente o país possui 27980 km de ferrovias e esse modal tem participação em 25% na matriz brasileira de transporte de carga. Um dos componentes mais importantes da superestrutura ferroviária é o dormente, que pode ser fabricado utilizando-se diversos materiais como a tradicional madeira, que tem uso histórico e consagrado para esta aplicação estrutural, além do concreto e do aço, e mais recentemente, os compósitos poliméricos. As madeiras com maior tradição no uso em dormentes provêm de espécies nativas de alta densidade com consequente elevada resistência mecânica e durabilidade natural. Porém, devido às restrições impostas à extração destas espécies nativas, houve forte redução de sua oferta, sendo forçada sua substituição por madeira de florestas plantadas de eucalipto de alta densidade como E. citriodora, E. paniculata e E. tereticornis. Contudo, dormentes de diferentes espécies de eucalipto, pouco adequadas para esse uso, estão apresentando muitos problemas em via. Outra madeira de florestas plantadas muito utilizada no Brasil é o pinus e uma aplicação muito nobre para este tipo de madeira é a produção de elementos estruturais em Madeira Lamelada Colada (MLC). O objetivo do presente trabalho foi o estudo teórico e experimental de dormentes de MLC confeccionados com madeiras de Pinus spp. tratadas com CCA, coladas com adesivo poliuretano, e reforçados com tecido bidirecional de fibra de vidro. Para tanto, realizou-se um estudo teórico e experimental a partir de ensaios estáticos e dinâmicos tendo-se em vista a necessidade de utilização de novas espécies de madeira de reflorestamento com resistência adequada a tal finalidade. Os resultados obtidos nos ensaios realizados de acordo com a normalização vigente atestaram a viabilidade técnica da utilização de dormentes em MLC de Pinus spp. reforçados com fibra de vidro desde que sejam realizadas as classificações visual e mecânica das lamelas, para a obtenção das propriedades de resistência e rigidez necessárias. / Brazil\'s first railroad was inaugurated in April, 1854 by Barão de Mauá with 14.5 km of extension. Currently the country has 27980 km of railways, and this transportation modal has 25% participation in the Brazilian freight transport matrix. One of the most important elements of railway superstructure is the sleeper (or tie), which can be manufactured from several materials, such as the traditional wood, that has historical and well-established use for this structural application, as well as concrete, steel, and recently, polymer composites. The classic sleeper is made by timber from native species of high density with consequent high mechanical strength and natural durability. However, due to the restrictions imposed on the extraction of these native species, there was a strong reduction in their supply, being forced to replace them with timber from high density eucalyptus planted forests such as E. citriodora, E. paniculata and E. tereticornis. Therefore, sleepers from different eucalyptus species, that are not suitable for this use, are presenting many problems on railroad. Another wood from planted forests widely used in Brazil is the pinus, and a very noble application for this kind of wood is the production of structural elements in Glued Laminated Timber (Glulam). The aim of this work was the theoretical and experimental study based on static and dynamic tests of Glulam sleepers manufactured using Pinus spp. treated with CCA, glued with polyurethane adhesive, and reinforced with bidirectional fiberglass fabric. For that, a theoretical and experimental study was carried out from static and dynamic tests, considering the potential use of new reforestation species of wood with suitable strength to this purpose. The results show technical feasibility in the use of Glulam sleepers made with Pinus spp. reinforced with fiberglass provided that visual and mechanical classifications of the timber are realized, in order to obtain the required strength and stiffness properties.

A classificação estrutural de peças de madeira possibilita melhor utilização do material, separando as peças de acordo com a sua resistência estimada. Nesse processo é feita a classificação visual, de grande importância no caso de madeiras do gênero pinus, e a classificação mecânica por meio de testes não destrutivos com objetivo de estimar o módulo de elasticidade. Com esse objetivo, além de ensaios de flexão estática, podem ser aplicados métodos dinâmicos baseados em medições das frequências naturais e densidade do material para a determinação do módulo de elasticidade da madeira. Nesse sentido o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do aparelho portátil Brookhuis Micro Timber Grader (MTG) na estimativa do módulo de elasticidade por meio de ensaios não-destrutivos de vibração longitudinal. Para tanto, foi utilizado um lote de peças estruturais de madeira da espécie Pinus elliottii classificado visualmente. Os resultados obtidos por esse aparelho foram comparados com os resultados de módulo de elasticidade obtidos em ensaio de flexão estática. Tendo em vista a sua praticidade, é recomendável a utilização deste método para a classificação estrutural de peças serradas de madeira. A classificação visual agregada a classificação mecânica são essenciais para a utilização do Pinus em vigas laminadas coladas, construções industrializadas de madeira e do sistema construtivo em woodframe. / The structural grading of wood allows better use of the material, sorting the specimen according to their estimated strength. In this process the visual grading is a fundamental matter in use of the structural Pinus elliottii and also the mechanical grading obtained by non-destructive methods in order to estimate the modulus of elasticity. For this purpose, in addition to the static bending tests, dynamic methods based on measurement of the natural frequencies and density of the material to determining the modulus of elasticity (MOE) of timber can be applied. The objective of this study was to evaluate the efficiency of portable device Brookhuis Micro Timber Grader (MTG) in estimating the modulus of elasticity by non-destructive testing of longitudinal vibration. It was used structural pieces of wood species Pinus elliottii rated visually. The results obtained by this device was compared with the modulus of elasticity results obtained in static bending tests. Given its convenience and low cost, it is recommended to use this method for structural grading of timber sawn pieces. The visual and stress grading are essencial for the use of Pines in glued laminated timber, industrilization timber constructions and woodframe constructions.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2017-12-15T11:25:42Z No. of bitstreams: 1 PGEF17MA082.pdf: 2704849 bytes, checksum: 402c8ed2d802138ba830b989401226b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-15T11:25:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF17MA082.pdf: 2704849 bytes, checksum: 402c8ed2d802138ba830b989401226b5 (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / FAPESC / The use of the fiber reinforcement in structural elements of Glued Laminated Timber (Glulam) is advantageous because of increase its strength and stiffness. However, few studies have evaluated the performance of reinforcement on finger joints, which, even under excellent manufacturing conditions, shows less strength than solid wood, making this kind of joint one of the main weaknesses of Glulam. In this context, the present dissertation aims to evaluate the performance of reinforcement with fibers in finger-joints for use in Glulam. The performance analysis was developed under two aspects: (i) the tensile strength parallel to grain performance in two geometries, "A" and "B", on joints, with three reinforcement compositions, "Glass", "Glass2" and "Carbon", in two species of wood, Pinus taeda and Eucalyptus spp. and (ii) the performance of Glulam beams of Eucalyptus spp. with three reinforcement compositions, "Glass", "Glass2" and "Carbon", in tensile strength parallel to grain, normal tensile, strength to shear and three points bending test. All tests were performed according to the guidelines of NBR 7190/1997, using the Scott-Knott and Tukey tests for statistical analysis with 95% of confidence interval. The results show that the finger-joints, even within normative requirements, significantly reduces (up to 43%) the tensile strength parallel to grain, regardless of geometry or species. For the samples of Eucalyptus spp., the treatments "B-Glass2", "B-Carbon" and "A-Glass2" presented average strength equivalent to solid wood. For specimens of P. taeda, the treatments with the same performance as solid wood were "A-Glass2", "A-Carbon", "B-Glass2", "B-Carbon" and "B-Glass". It can be concluded that the application of two layers of reinforcement of glass fibers or one layer of carbon, concentrated in the region of the finger-joints with the geometry B, increases significantly (in up to 71% for P. taeda and 25% for Eucalyptus spp. in the treatments with better performance) the tensile strength parallel to grain in both species evaluated. It was also concluded that the apparent densities (Pinus taeda ρap,m= 0.49 and Eucalyptus spp. ρap,m= 0.60) show poor correlation with the tensile strength parallel to the fibers. The performance of the glulam beams of Eucalyptus spp. did not present significant differences for the evaluation of the bonding lines. However, in the flexural strength, the treatments "Glass 2" and "Carbon" were significantly superior to the glulam beams without reinforcement, reaching at increments of 37.8% and 40.5%, respectively, in the bending strength. The modulus of elasticity did not differ significantly among. It was observed that the mode of rupture was by tensile in the finger-joints region in all the beams evaluated in bending test, however, the bending strengths were higher than tensile strengths parallel to grain, indicating influence of the thickness of the blades and thickness of the reinforcements in the performance of the reinforced finger-joints. In this way, it is possible to conclude that the application of concentrated reinforcement in finger-joints significantly improves the performance of glulam beams of Eucalyptus spp. to bending, as well as the tensile strength parallel to grain for P. taeda / A aplicação de reforço com fibras em elementos estruturais de Madeira Laminada Colada (MLC), na linha de colagem de maior esforço, se apresenta de maneira vantajosa por aumentar sua resistência mecânica e sua rigidez. Todavia, poucos estudos avaliam o desempenho do reforço sobre as emendas longitudinais, que, mesmo em condições excelentes de manufatura, têm resistência menor que a da madeira maciça, tornando as emendas um dos principais pontos de fragilidade da MLC. Nesse contexto, a presente dissertação tem por objetivo avaliar o desempenho do reforço com fibras em emendas por entalhes múltiplos (finger-joints) para utilização em MLC. A análise de desempenho foi desenvolvida sob dois aspectos: (i) desempenho à tração paralela às fibras de duas geometrias, “A” e “B”, para emendas, com três composições de reforço, “Vidro”, “Vidro2” e “Carbono”, em duas espécies de madeira, o Pinus taeda e o Eucalyptus spp. e (ii) o desempenho de vigas em MLC de Eucalyptus spp.com três composições de reforço, “Vidro”, “Vidro2” e “Carbono” quanto à resistência à tração paralela às fibras, tração perpendicular às fibras, cisalhamento e flexão estática. Todos os ensaios foram executados de acordo com as diretrizes da NBR 7190/1997, sendo empregados os testes de Scott-Knott e Tukey para as análises estatísticas com 95% de confiabilidade. Os resultados mostram que as emendas por entalhes múltiplos, mesmo dentro dos referenciais normativos, diminuem significativamente (em até 43%) a resistência à tração paralela às fibras, independentemente da geometria ou da espécie utilizada. Para as amostras de Eucalyptus spp., os tratamentos “B-Vidro2”, “B-Carbono” e “A-Vidro2” apresentaram resistência mecânica média equivalente à madeira maciça. Para as amostras de P. taeda, os tratamentos com desempenho mecânico similar à madeira maciça foram “A-Vidro2”, “A-Carbono”, “B-Vidro2”, “B-Carbono” e “B-Vidro”. Pode-se concluir que a aplicação em duas camadas de reforço de fibras de vidro ou uma camada de carbono, ambos concentrados na região das emendas por entalhes múltiplos com a geometria B, aumenta significativamente (em até 71% para o P. taeda e 25% para o Eucalyptus spp. nos tratamentos com melhor desempenho) a resistência à tração paralela às fibras em ambas espécies avaliadas. Conclui-se ainda que a densidade aparente (P. taeda ρap,m= 0,49 e Eucalyptus spp. ρap,m =0,60 ) apresenta fraca correlação com a resistência à tração paralela às fibras. O desempenho mecânico das vigas MLC de Eucalyptus spp. não apresentou diferenças significativas para a avaliação das linhas de colagem. Entretanto, na resistência à flexão estática, os tratamentos “Vidro 2” e “Carbono” foram significativamente superiores às vigas MLC sem reforço, chegando a incrementos de 37,8% e 40,5%, respectivamente, à flexão estática. Os módulos de elasticidade não diferiram significativamente entre si. Foi constatada ruptura por tração na região das emendas em todas as vigas avaliadas à flexão estática, entretanto as resistências à flexão foram superiores às resistências à tração paralela às fibras, indicando influência da espessura das lâminas e da espessura dos reforços no desempenho mecânico das emendas reforçadas. Desta forma, é possível concluir que a aplicação de reforço concentrado na região das emendas por entalhes múltiplos melhora, significativamente, o desempenho de vigas MLC de Eucalyptus spp. à flexão, bem como a resistência à tração paralela às fibras para o P. taeda

Submitted by Nádia Barros Gomes (nadiabarrosg@gmail.com) on 2018-04-11T16:08:14Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FINAL.pdf: 6090303 bytes, checksum: ce2f253c72b32bcfc50f67b58a252528 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-04-12T12:36:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gomes_nb_me_guara.pdf: 6090303 bytes, checksum: ce2f253c72b32bcfc50f67b58a252528 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T12:36:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gomes_nb_me_guara.pdf: 6090303 bytes, checksum: ce2f253c72b32bcfc50f67b58a252528 (MD5) Previous issue date: 2018-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo desta pesquisa consistiu na avaliação do modelo de cálculo proposto pela versão de revisão da Norma Brasileira de Estruturas de Madeira ABNT NBR 7190:2013 para avaliação do comportamento de elementos de MLC na flexão. Foram considerados elementos de MLC com dimensões padronizadas de 5 x 5 x 115 cm para realização dos ensaios experimentais de flexão, tendo-se em vista a da rigidez (EI) para posterior comparação com os resultados numéricos e teóricos. Foram avaliados, também neste caso, os modos de ruptura apresentados nos ensaios experimentais por cada sistema. Na confecção dos elementos de MLC foram utilizadas madeiras de reflorestamento de pinus e eucalipto da região de Itapeva – SP coladas com resina resorcinol formaldeído. Todas as lâminas de madeira passaram por processo de classificação mecânica e visual. As simulações numéricas foram realizadas no software ANSYS, que tem como base o método dos elementos finitos e estas serviram para a avaliação das distribuições das tensões nas regiões de interesse dos elementos de MLC. Os ensaios experimentais de flexão e de caracterização dos materiais foram no Laboratório de Propriedades dos Materiais da UNESP/Itapeva a partir da utilização da Máquina Universal de Ensaios EMIC com capacidade de 300 KN. Como resultado, observou-se que o modelo teórico proposto pela ABNT NBR 7190:2013 mostrou, para este trabalho, maior aproximação com os resultados experimentais e numéricos para as madeiras de pinus. Além disso, os modos de ruptura obtidos teoricamente foram verificados para as análises experimental e numérica realizadas. / The aim of this work was to evaluate the calculation model proposed by the revision version of the ABNT NBR 7190: 2013 Wood Structures Brazilian Standard to evaluate the behavior of Glued Laminated Timber in bending. Glulam elements with standard dimensions of 5 x 5 x 115 cm were considered to perform the experimental bending tests considering the stiffness (EI) for later comparison with numerical and theoretical results of EI. The failure modes presented in the experimental tests by each system were also evaluated. In the preparation of the glulam elements, pine and eucalyptus reforestation woods from the Itapeva - SP region were glued with resorcinol formaldehyde resin. All the wood layers were classified by mechanical and visual process. The numerical simulations were performed in the ANSYS software, which is based on the finite element method and these were used to evaluate the stress distributions in the areas of interest of the glulam elements. Experimental bending tests and material characterization tests were performed at the Materials Properties Laboratory of UNESP / Itapeva using the Universal Testing Machine - EMIC with a capacity of 300 KN. As a result, it was observed that the theoretical model proposed by ABNT NBR 7190: 2013 standard showed, for this work, greater approximation with the experimental and numerical results for pine woods. In addition, the failure modes obtained theoretically were verified for the experimental and numerical analyzes performed.

A classificação estrutural de peças de madeira possibilita melhor utilização do material, separando as peças de acordo com a sua resistência estimada. Nesse processo é feita a classificação visual, de grande importância no caso de madeiras do gênero pinus, e a classificação mecânica por meio de testes não destrutivos com objetivo de estimar o módulo de elasticidade. Com esse objetivo, além de ensaios de flexão estática, podem ser aplicados métodos dinâmicos baseados em medições das frequências naturais e densidade do material para a determinação do módulo de elasticidade da madeira. Nesse sentido o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do aparelho portátil Brookhuis Micro Timber Grader (MTG) na estimativa do módulo de elasticidade por meio de ensaios não-destrutivos de vibração longitudinal. Para tanto, foi utilizado um lote de peças estruturais de madeira da espécie Pinus elliottii classificado visualmente. Os resultados obtidos por esse aparelho foram comparados com os resultados de módulo de elasticidade obtidos em ensaio de flexão estática. Tendo em vista a sua praticidade, é recomendável a utilização deste método para a classificação estrutural de peças serradas de madeira. A classificação visual agregada a classificação mecânica são essenciais para a utilização do Pinus em vigas laminadas coladas, construções industrializadas de madeira e do sistema construtivo em woodframe. / The structural grading of wood allows better use of the material, sorting the specimen according to their estimated strength. In this process the visual grading is a fundamental matter in use of the structural Pinus elliottii and also the mechanical grading obtained by non-destructive methods in order to estimate the modulus of elasticity. For this purpose, in addition to the static bending tests, dynamic methods based on measurement of the natural frequencies and density of the material to determining the modulus of elasticity (MOE) of timber can be applied. The objective of this study was to evaluate the efficiency of portable device Brookhuis Micro Timber Grader (MTG) in estimating the modulus of elasticity by non-destructive testing of longitudinal vibration. It was used structural pieces of wood species Pinus elliottii rated visually. The results obtained by this device was compared with the modulus of elasticity results obtained in static bending tests. Given its convenience and low cost, it is recommended to use this method for structural grading of timber sawn pieces. The visual and stress grading are essencial for the use of Pines in glued laminated timber, industrilization timber constructions and woodframe constructions.

Atualmente, as indústrias brasileiras recorrem a normas de outros países para o controle de qualidade para a caracterização de elementos estruturais feitos de Madeira Laminada Colada (MLC) e de LVL (Laminated Veneer Lumber) devido à ausência de especificações nacionais. Este trabalho teve como finalidade a verificação da adequação de alguns métodos de ensaios propostos nos projetos de norma ABNT NBR PN 02:126.10-001-3 e ABNT NBR PN 02:126.10-001-5 para determinar as propriedades dos elementos estruturais de madeira colada para o controle de qualidade da indústria produtora. Para tanto, foram obtidos das indústrias vários grupos de vigas de MLC e grupos de emendas dentadas produzidos com diversas combinações de madeiras e adesivos. Também, foram obtidos grupos de vigas de LVL na posição horizontal e grupos de vigas de LVL na posição de vertical. Foram realizados testes de flexão estática para determinação do módulo de ruptura e de elasticidade de todas as vigas. Além disso, das vigas foram retirados corpos de prova para realização dos ensaios de cisalhamento na linha de cola, delaminação e compressão paralela às fibras, enquanto as emendas dentadas foram analisadas pelo ensaio de tração paralela às fibras. Os procedimentos empregados podem ser considerados adequados para aplicação pelas indústrias no controle de qualidade da produção de elementos estruturais de MLC e de LVL. O ensaio de delaminação para adesivos expostos a ambientes externos, proposto no projeto de norma, pode ser analisado como prático e eficaz. Em relação aos testes de cisalhamento, o número de análises por amostra pode ser reduzido, desde que, priorize o ensaio na região central da seção transversal devido à maior concentração de tensões de cisalhamento. Como era esperado, as emendas dentadas formaram pontos de fragilidade, reduzindo a resistência de algumas vigas e tendo sua ruptura evidenciada por esforço de tração. No LVL, a posição vertical apresentou melhor resistência à flexão e ao cisalhamento do que a horizontal. O projeto de norma é apresentado em anexo nesse trabalho. / Nowadays, the Brazilian industries follow the foreign countries standard regulation to the quality control of characterization of structural elements produced from Glued Laminated Timber (glulam) and Laminated Veneer Lumber (LVL) due to the absence of national specifications. This work has the purpose of verifying the suggested methods of regulation projects, such as ABNT NBR PN 02:126.10-001-3 and ABNT NBR PN 02:126.10-001-5, to determine the properties of glued timber structural elements to quality control of producer industry. Therefore, glulam beams and fingerjoints groups, produced from several combinations of woods and adhesives, were obtained from industries. In addition, it was used flatwise LVL beams groups and edgewise LVL beams groups. It was made the static bending tests to determine strength and stiffness for each beam. Furthermore, from the beams it was extracted samples in order to test shear in the glue line, delamination and parallel grain compression whereas the fingerjoints were analysed by the parallel grain tensile test. The procedures taken on the experimental program can be considered suitable for industrial usage at quality control of production of structural elements from glulam and LVL. The delamination test for adhesive exposed to external environment, proposal in the new standard, can be analysed as practical and effective. In relation to the shear test, the number of analysis by sample can be reduced, whether prioritized the test in the central region of transversal section due to higher shear stress concentration. As expected, the fingerjoints formed fragile points, reducing strength for some beams and by presenting rupture when tensile stressed. In the LVL, the edgewise groups presented better bending and shear resistance than flatwise groups. The new test method is presented in annex in this dissertation.

Neste trabalho propõe-se contribuir para o desenvolvimento de tecnologia nacional investigandoa aplicação de uma nova geração de adesivos para a confecção de elementos estruturais de madeira laminada colada (MLC), viabilizando um menor custo final do produto e tornando-o competitivo no mercado interno e externo. Nesse contexto, avaliou-se a resistência à tração paralela em emendas dentadas com dimensão estrutural, em condições de temperatura ambiente e umidade padrão, usando as espécies Pinus e Eucalipto e vários tipos de adesivos, dentre eles o adesivo poliuretano à base de óleo de mamona, foco principal de estudo deste trabalho. Outro aspecto abordado é o da durabilidade, em que foi avaliado o desempenho dos adesivos Cascophen e poliuretano à base de óleo de mamona por meio de ensaios de resistência ao cisalhamento na lâmina de cola e de resistência à tração de emendas dentadas, ambos em corpos-de-prova isentos de defeitos. Também foi avaliada a qualidade da colagem das lâminas, por meio de ensaios de flexão buscando-se a ruptura por cisalhamento, em vigas de MLC com dimensões estruturais, fabricadas em laboratório com os adesivos Cascophen, poliuretano à base de óleo de mamona e Purbond. Os resultados obtidos permitem concluir o bom desempenho do adesivo poliuretano à base de óleo de mamona, demonstrando a sua adequação para aplicação na produção de madeira laminada colada. / The aim of this work is the development of national technology investigating the application of a new adhesive generation to fabrication of glued laminated timber (Glulam) structural members, making possible a lesser final cost of the product and becoming it competitive in the domestic and external market. In this context, the parallel tensile to the fibers tests in joint pieces with structural dimension, in conditions of ambient temperature and standard relative humidity, was evaluated using the species Pinus and Eucalyptus and some types of adhesives, among them the polyurethane adhesive base on castor oil, that is the main focus of study of this work. Another approached aspect is the durability, in which was evaluated the performance of the Cascophen and the polyurethane adhesive base on castor oil adhesive, by means of shear strength tests in the lamina of glue and tensile strength tests of joint laminas, both made in specimens exempt of defects. Also the quality of the collage of lamina, by means of bending and shearing tests, in glulam structural beams was evaluated, which were manufactured in laboratory with the adhesives Cascophen, polyurethane adhesive base on castor oil and Purbond. The results allow concluding the well-behaved performance of polyurethane adhesive base on castor oil, demonstrating its adequacy for application in glued laminated timber fabrication.

A primeira ferrovia no Brasil foi inaugurada em abril de 1854 pelo Barão de Mauá com 14,5 km de extensão. Atualmente o país possui 27980 km de ferrovias e esse modal tem participação em 25% na matriz brasileira de transporte de carga. Um dos componentes mais importantes da superestrutura ferroviária é o dormente, que pode ser fabricado utilizando-se diversos materiais como a tradicional madeira, que tem uso histórico e consagrado para esta aplicação estrutural, além do concreto e do aço, e mais recentemente, os compósitos poliméricos. As madeiras com maior tradição no uso em dormentes provêm de espécies nativas de alta densidade com consequente elevada resistência mecânica e durabilidade natural. Porém, devido às restrições impostas à extração destas espécies nativas, houve forte redução de sua oferta, sendo forçada sua substituição por madeira de florestas plantadas de eucalipto de alta densidade como E. citriodora, E. paniculata e E. tereticornis. Contudo, dormentes de diferentes espécies de eucalipto, pouco adequadas para esse uso, estão apresentando muitos problemas em via. Outra madeira de florestas plantadas muito utilizada no Brasil é o pinus e uma aplicação muito nobre para este tipo de madeira é a produção de elementos estruturais em Madeira Lamelada Colada (MLC). O objetivo do presente trabalho foi o estudo teórico e experimental de dormentes de MLC confeccionados com madeiras de Pinus spp. tratadas com CCA, coladas com adesivo poliuretano, e reforçados com tecido bidirecional de fibra de vidro. Para tanto, realizou-se um estudo teórico e experimental a partir de ensaios estáticos e dinâmicos tendo-se em vista a necessidade de utilização de novas espécies de madeira de reflorestamento com resistência adequada a tal finalidade. Os resultados obtidos nos ensaios realizados de acordo com a normalização vigente atestaram a viabilidade técnica da utilização de dormentes em MLC de Pinus spp. reforçados com fibra de vidro desde que sejam realizadas as classificações visual e mecânica das lamelas, para a obtenção das propriedades de resistência e rigidez necessárias. / Brazil\'s first railroad was inaugurated in April, 1854 by Barão de Mauá with 14.5 km of extension. Currently the country has 27980 km of railways, and this transportation modal has 25% participation in the Brazilian freight transport matrix. One of the most important elements of railway superstructure is the sleeper (or tie), which can be manufactured from several materials, such as the traditional wood, that has historical and well-established use for this structural application, as well as concrete, steel, and recently, polymer composites. The classic sleeper is made by timber from native species of high density with consequent high mechanical strength and natural durability. However, due to the restrictions imposed on the extraction of these native species, there was a strong reduction in their supply, being forced to replace them with timber from high density eucalyptus planted forests such as E. citriodora, E. paniculata and E. tereticornis. Therefore, sleepers from different eucalyptus species, that are not suitable for this use, are presenting many problems on railroad. Another wood from planted forests widely used in Brazil is the pinus, and a very noble application for this kind of wood is the production of structural elements in Glued Laminated Timber (Glulam). The aim of this work was the theoretical and experimental study based on static and dynamic tests of Glulam sleepers manufactured using Pinus spp. treated with CCA, glued with polyurethane adhesive, and reinforced with bidirectional fiberglass fabric. For that, a theoretical and experimental study was carried out from static and dynamic tests, considering the potential use of new reforestation species of wood with suitable strength to this purpose. The results show technical feasibility in the use of Glulam sleepers made with Pinus spp. reinforced with fiberglass provided that visual and mechanical classifications of the timber are realized, in order to obtain the required strength and stiffness properties.