Apesar da versatilidade da madeira, seu emprego fica, às vezes, dificultado por não serem totalmente conhecidas as suas propriedades e seu desempenho em diferentes condições de serviço. Neste trabalho, procura-se contribuir para um melhor aproveitamento das espécies tropicais alternativas, em especial no emprego para produção de elementos estruturais de madeira laminada colada, uma vez que o Brasil possui grande potencial dessas espécies, mas ainda sub-utilizadas. Neste contexto, realiza-se a determinação das propriedades físicas, de resistência e de rigidez de algumas espécies e determinam-se também as rigidezes de elementos estruturais obtidos da espécie cujos corpos-de-prova apresentam os melhores resultados. Ensaiam-se vigas montadas com dois tipos de adesivos, duas intensidades de pressão e duas distribuições de lâminas. Adota-se a metodologia experimental recomendada no ANEXO B da NBR 7190:1997 - Projeto de Estruturas de Madeira, da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Analisam-se os resultados obtidos a partir de conceitos estatísticos. A espécie Cedrinho (Erisma sp) apresentou as melhores respostas, das quais pode-se concluir que os adesivos Cascophen e à base de mamona não influenciaram as propriedades de rigidez das vigas, o mesmo acontecendo para as duas intensidades de pressão, 0,8 MPa e 1,2 MPa. As propriedades de rigidez das vigas de MLC podem ser influenciadas pela distribuição das lâminas ao longo da altura da seção transversal / Despite the wood versatility, its application is, sometimes, difficult because of its properties and performances under differents work conditions are not completely known. The present work seeks to contribute for a better utilization of the alternative tropical wood species, especially in the employment to the production of structural elements of glued laminated timber, once that Brazil has a great potential of these species which are under applicated. In this context, the determination of the physical properties, the strength and the stiffness of some alternative tropical species are realized, and the stiffness of structural elements made of the specie which presented the best results in specimens tests are determinated. Beams are tested with two adhesives classes, two pressure intensities and two ways of lamination. Experimental methods suggested in ANEXO B, NBR 7190:1997 – Timber Structures Design (Brazilian Technical Codes Association) were used. The specie Cedrinho (Erisma sp) presents the best results, and conclusions are made: Cascophen and castor oil adhesives did not influence the beams stiffness properties; the same thing happens for the two pressure intensities, 0,8 MPa and 1,2 MPa. The glulam beams stiffness properties can be influenced by the ways of lamination

Este trabalho tem por finalidade, o estudo do comportamento do adesivo poliuretano à base de mamona para o emprego em madeira laminada colada (MLC). A eficiência do adesivo foi avaliada por meio da resistência dos seguintes ensaios mecânicos: cisalhamento, tração normal e tração paralela às fibras. Os ensaios seguiram as recomendações da norma brasileira NBR 7190/97 \"Projeto de estruturas de madeiras\" e por meio de seus resultados foram determinados os parâmetros de colagem como: viscosidade (V), tempo de pressão de colagem (Tp), pressão de colagem (P) e tempo de cura (Tc) e avaliadas as influências dessas variáveis e de suas interações sobre as resistências. Duas espécies de madeira foram empregadas: o Pinus caribea hondurensis e o Eucaliptus grandis, geralmente empregadas em reflorestamento nas regiões Sul e Sudeste do Brasil, onde estão localizadas as indústrias de MLC. O adesivo estudado é do tipo bicomponente, o poliol B1640 e o prepolímero A249, oriundo de recurso natural e renovável, de cura a frio, não agressivo ao ser humano e nem ao meio ambiente e é uma tecnologia nacional. Os resultados mostraram que o adesivo à base de mamona é um boa alternativa para a utilização da madeira laminada colada em estruturas com espécies de reflorestamento. / The aim of this work is the study of the polyurethane adhesive based on castor oil in glued laminated timber structures (GLULAM). The efficiency of the adhesive was evaluated using the following mechanical tests: shear, perpendicular and parallel tension to the grain strengths. The Brazilian Code NBR 7190/97 \'\'Design of the timber structures\" was used to the tests and based on these results were determined the gluing parameters as: viscosity (V), gluing pressure (P), time of pressure (Tp) and the curing time (Tc) and evaluated the influence of these variables and interactions on the mechanical strengths. Two wood species Pinus caribea hondurensis and Eucaliptus grandis were chosen because they are used as reforestation in South and Southeast areas in Brazil where are located the glulam industries. The adhesive studied is of the two components, that is, the poliol B1640 and the prepolymer A249 and is made of a natural and renewable resource, cure in the environment conditions, not aggressive to man and the environment, and a national technology. The results showed a good performance of this adhesive, a good technical alternative for the technology utilization of GLULAM in timber structures with reforestation species.

Este trabalho teve como finalidade o estudo da aplicação de um adesivo alternativo para a fabricação de madeira laminada colada (MLC). Este adesivo, à base de óleo de mamona, apresenta vantagens em relação ao tradicionalmente utilizado, considerando aspectos ecológicos e econômicos. Foram determinados parâmetros adequados para a colagem, e avaliada a compatibilidade entre adesivo e o tratamento com o preservativo hidrossolúvel de Arseniato de Cobre Cromatado (CCA - tipo C) e em madeiras sem o tratamento preservativo, em termos de resistência da linha da cola, por meio dos ensaios de cisalhamento, de tração normal e de tração paralela às fibras, usando a espécie Pinus caribea hondurensis. Com estes parâmetros, foram confeccionadas 12 vigas de MLC, utilizando-se as espécies de reflorestamento Pinus caribea hondurensis e Eucaliptus grandis. Foi avaliado o desempenho estrutural das vigas de MLC, por intermédio do ensaio mecânico de resistência à flexão, objetivando-se analisar a resistência da linha de cola. Os resultados obtidos permitem concluir o bom desempenho do adesivo poliuretano à base de mamona, para a aplicação em madeira não preservada e preservada com OCA tipo-C. A pressão de colagem indicada para laminação das vigas é 0,8% MPa para madeira não tratada, e 1,6 MPa para madeira tratada. Para a fabricação das emendas das lâminas recomenda-se a pressão de colagem igual a MPa, para madeira tratada ou não. / The aim of this work is the study of the use of alternative adhesive for glued laminated timber (GLULAM). This adhesive, based on castor oil, presents ecological and economical advantages in relation of traditionally used. The appropriate parameters for gluing were determined and the compatibility between this adhesive and treatment with the waterbome preservative of chromated copper arsenate (CCA-C) were evaluated through shear tests and tensions tests (perpendicular and parallel to the grain), using the species Pinus caribea hondurensis. With these parameters, were made 12 beams of GLULAM; using the species Pinus caribea hondurensis and Eucaliptus grandis. The structural performance of the beams of GLULAM was evaluated through static bending tests. The results obtained allow concluding the good performance of the adhesive polyurethane based on castor oil, for use in wood not preserved and preserved with CCA type-C. The gluing pressures indicated are 0,8 MPa for non-treated wood, and 1,6 MPa for treated wood. The gluing pressure recommended for finger-joints is 9 MPa, for treated wood or not.

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Civil (Materiais e Processos de Construção). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Este trabalho teve como finalidade o estudo da aplicação de um adesivo alternativo para a fabricação de madeira laminada colada (MLC). Este adesivo, à base de óleo de mamona, apresenta vantagens em relação ao tradicionalmente utilizado, considerando aspectos ecológicos e econômicos. Foram determinados parâmetros adequados para a colagem, e avaliada a compatibilidade entre adesivo e o tratamento com o preservativo hidrossolúvel de Arseniato de Cobre Cromatado (CCA - tipo C) e em madeiras sem o tratamento preservativo, em termos de resistência da linha da cola, por meio dos ensaios de cisalhamento, de tração normal e de tração paralela às fibras, usando a espécie Pinus caribea hondurensis. Com estes parâmetros, foram confeccionadas 12 vigas de MLC, utilizando-se as espécies de reflorestamento Pinus caribea hondurensis e Eucaliptus grandis. Foi avaliado o desempenho estrutural das vigas de MLC, por intermédio do ensaio mecânico de resistência à flexão, objetivando-se analisar a resistência da linha de cola. Os resultados obtidos permitem concluir o bom desempenho do adesivo poliuretano à base de mamona, para a aplicação em madeira não preservada e preservada com OCA tipo-C. A pressão de colagem indicada para laminação das vigas é 0,8% MPa para madeira não tratada, e 1,6 MPa para madeira tratada. Para a fabricação das emendas das lâminas recomenda-se a pressão de colagem igual a MPa, para madeira tratada ou não. / The aim of this work is the study of the use of alternative adhesive for glued laminated timber (GLULAM). This adhesive, based on castor oil, presents ecological and economical advantages in relation of traditionally used. The appropriate parameters for gluing were determined and the compatibility between this adhesive and treatment with the waterbome preservative of chromated copper arsenate (CCA-C) were evaluated through shear tests and tensions tests (perpendicular and parallel to the grain), using the species Pinus caribea hondurensis. With these parameters, were made 12 beams of GLULAM; using the species Pinus caribea hondurensis and Eucaliptus grandis. The structural performance of the beams of GLULAM was evaluated through static bending tests. The results obtained allow concluding the good performance of the adhesive polyurethane based on castor oil, for use in wood not preserved and preserved with CCA type-C. The gluing pressures indicated are 0,8 MPa for non-treated wood, and 1,6 MPa for treated wood. The gluing pressure recommended for finger-joints is 9 MPa, for treated wood or not.

O Brasil, um país de dimensões continentais e inúmeros rios em seu território, tem uma enorme carência de pontes para pequenos e médios vãos. Atualmente, a elevada produção de madeira de reflorestamento traz à engenharia uma opção de material renovável e ecologicamente correto para se utilizar em prol do ser humano nas obras de infraestrutura, mais especificamente na construção de pontes, uma vez que a madeira possui ótimo desempenho quando sujeita a cargas de curta duração. A utilização de Madeira Laminada Colada (MLC) permite a fabricação de peças de grandes dimensões, com excelente estabilidade, e com elevado controle de qualidade, proporcionando segurança e confiabilidade à estrutura. Este trabalho tem como objetivo o estudo teórico de pontes em vigas de MLC e tabuleiros em painéis de MLC utilizando procedimentos desenvolvidos por pesquisadores internacionalmente renomados e adequando estes procedimentos para as normas e condições brasileiras. Apresentam-se neste trabalho tabelas para pré-dimensionamento deste tipo de ponte para vãos de 8m a 20m para TB-30 e TB-45. Além disso, analisam-se numérica e experimentalmente os ganhos de rigidez e redução de deslocamentos relativos proporcionados pela utilização de vigas de enrijecimento, bem como a influência da seção destas vigas e a quantidade de parafusos utilizados para interligar ao tabuleiro. Por fim, apresentam-se algumas disposições construtivas não estruturais fundamentais para o bom funcionamento deste tipo de estrutura. / Brazil, a continental size country and with many rivers in its territory, has a huge necessity for short and medium spans bridges. Nowadays, the high production of reforestation wood allows to engineering an option of renewable material and ecologically correct to be used in favor to humans in infrastructure works, most specifically in bridges construction, once timber has a great performance in quick loads. The use of Glued-Laminated Timber (Glulam) enable the manufacture of large sizes members, with excellent stability, and a high control of quality in its production, providing a safety and reliability structure. This work aim the theoretical study of glulam stringers bridge and glulam panels deck using procedures developed by international researchers and adapting those procedures for Brazilian conditions and normalizations. Pre-design tables are presented in this work for 8m to 20m spans for TB-30 and TB-45. In addition to, analyses numerical and experimentally the gain of stiffness and the reduction of relative displacements between panels provided by the use of stiffener beams, besides the influence of those beams section size and number of bolts used for deck interconnection. Finally, it is presented some not structural constructive arrangements essential for good performance of this kind of structure.

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 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 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.