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Materiais de construçao
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Cmara de Materiais e Processos Construtivos
Aula 08
Disciplina: Materiais de Construo Civil I
1
MADEIRA - principais propriedades mecnicas
da madeira
PRINCIPAIS PROPRIEDADES
MECNICAS DA MADEIRA
Resistncia compresso;
Resistncia trao;
Resistncia flexo;
Resistncia ao choque;
Resistncia ao cisalhamento;
Resistncia ao fendilhamento;
Elasticidade;
Fluncia e fadiga;
Resistncia das emendas dentadas e biseladas.
Resistncia compresso
Os esforos tendem a esmagar as partculas, que se apertam e
diminuem o comprimento da pea. menor que a resistncia
trao, mas ambas so elevadas.
A Compresso paralela s fibras
B Compresso normal s fibras
PORQUE UTILIZAR A
MADEIRA?
Material A B C D E F G
Concreto 2,4 1.920 20 20.000 96 8 8.333
Ao 7,8 234.000 250 210.000 936 32 26.923
Madeira confera 0,6 600 50 10.000 12 83 16.667
Madeira - dicotilednea 0,9 630 75 15.000 8 83 16.667
A: densidade do material (g/m);
B: energia consumida na produo (MJ/m);
concreto = queima do leo; ao = queima do carvo; madeira = energia solar.
C: resistncia a compresso paralela as fibras, 12% de umidade (MPa);
D: mdulo de elaticidade (MPa);
E: relao entre os valores da energia consumida na produo e da resistncia
(B/C);
F: relao entre os valores da resistncia e da densidade (C/A);
G: relao entre os valores do mdulo de elasticidade e da densidade (D/A).
Resistncia trao
As foras tendem a separar as molculas no sentido de seu eixo
de aplicao. Ela geralmente um pouco superior a duas vezes
a resistncia compresso.
Rtrao = 2 X Rcompresso
Resistncia flexo
uma solicitao composta porque resulta no aparecimento de
tenses de compresso na face que recebe a fora e de trao na
face oposta.
Resistncia ao choque
O choque corresponde a uma fora instantnea. Uma carga
rompe tanto mais facilmente uma viga quanto mais rpida for
sua aplicao.
Resistncia ao cisalhamento
o resultado de uma fora cortante. um estado de tenso no
qual as partculas do material deslizam com movimento relativo
entre si.
Resistncia ao fendilhamento
O fendilhamento independe da resistncia mecnica da madeira,
ele decorrente da pouca ligao existente entre as fibras
vizinhas.
Fluncia
Fadiga
Consiste no aumento da deformao da madeira com a
permanncia da tenso no tempo.
Consiste na diminuio da resistncia mecnica quando ela
sujeita, de forma regular no tempo, a tenses que podem provocar
deformaes permanentes.
Resistncias das emendas dentadas,
biseladas e de encaixe
Emenda de encaixe
PRINCIPAIS FATORES QUE
INFLUENCIAM AS PROPRIEDADES
DA MADEIRA
Anatmicos: Densidade; Inclinao das fibras; Ns; Defeitos naturais da madeira;
Presena de medula; Faixa parnquima.
Ambientais: Umidade; Defeitos por ataque biolgico.
Utilizao: Defeitos de secagem; Defeitos de processamento.
A anatonomia da madeira depende da sua organizao interna.
FATORES ANATMICOS
Densidade
Quanto maior a densidade, maior a quantidade de madeira por volume e, como consequncia, a resistncia tambm
aumenta.
Alguns cuidados devem ser tomados com valores da densidade, pois a presena de ns, resinas e extratos podem
aumentar a densidade sem, contudo, contribuir para uma
melhoria significativa na resistncia.
A umidade da madeira pode contribuir para o aumento da densidade aparente reduzindo a resistncia mecnica.
DEFEITOS DAS MADEIRA
Deficincias na conduo da secagem ou cuidados
insuficientes no armazenamento das peas serradas
provocam uma srie de defeitos que restringem ou mesmo
inviabilizam o aproveitamento de tais peas.
So considerados defeitos nas madeiras todas as anomalias
em sua integridade e constituio que alteram seu
desempenho e suas propriedades fsico-mecnicas.
Defeitos de crescimento: Ns, fibras torcidas, gretas.
Defeitos de secagem: Rachaduras, encurvamento, arqueamento, encanoamento, torcimento.
Defeitos de produo: Fraturas, rachaduras, fendas, machucaduras ocorridas na derrubada das rvores.
Defeitos de alterao: O ataque de predadores, fungos e insetos causa, muitas vezes, redues considerveis na seo resistente de peas estruturais.
FATORES ANATMICOS
Inclinao das fibras
A inclinao das fibras (ou traquedes) tem uma influncia significativa sobre as propriedades da madeira a partir de certos
valores. Essa inclinao descreve o desvio da orientao das
fibras da madeira em relao a uma linha paralela borda da
pea;
A norma brasileira NBR 7190 permite desconsiderar a influncia da inclinao das fibras para ngulos de at 6.
NS
Imperfeies nos pontos onde existiam galhos; Se formam nos pontos em que os ramos se unem ao tronco; Diminui o valor da madeira; Reduz a resistncia; D origem a fendas.
FATORES ANATMICOS
Ns
Reduzem a resistncia da madeira pelo fato de interromperem a continuidade e direo das fibras.
Podem causar efeitos localizados de tenso concentrada.
Sua influncia depende do seu tamanho, localizao, forma, firmeza e do tipo de tenso considerada.
Possuem maior influncia na trao do que na compresso.
FATORES ANATMICOS
Defeitos naturais da madeira
Encurvamento do tronco
e dos galhos: ocorre
durante o crescimento das
rvores; alterao do
alinhamento das fibras;
provvel influncia na
resistncia.
Presena de alburno:
apresenta valores de
resistncia menores.
FATORES ANATMICOS
Presena de medula
Provoca diminuio da resistncia mecnica.
Facilita o ataque biolgico.
Provoca rachaduras no cerne prximo medula.
FATORES AMBIENTAIS
Umidade
Tem influncia direta nas propriedades de resistncia e elasticidade da madeira.
Defeitos por ataque biolgicos
Decorrentes dos ataques provenientes de fungos ou insetos.
Os insetos causam as perfuraes.
Os fungos causam manchas azuladas e podrides.
FATORES DE UTILIZAO
Defeitos de secagem
Descolorao por secagem desigual.
Empenos por secagem diferencial.
Endurecimento superficial.
Rachaduras por aumento da tenso superficial causada por restrio do interior mido.
ARQUEAMENTO
ENCURVAMENTO
ENCANOAMENTO
TORCIMENTO
Madeira empenada
FATORES DE UTILIZAO
Defeitos de processamento
Originados do desdobro, transporte e armazenamento da madeira.
Principais defeitos: arestas quebradas e variao da seo transversal.
As fibras no se desenvolvem paralelamente ao eixo, mas sim em espiral;
Devem ser utilizadas apenas como estacas, postes , pilares sem funo estrutural.
FIBRAS TORCIDAS
GRETAS
Separao entre os anis anuais, provocada por tenses internas
devidas ao crescimento lateral da rvore, ou por aes externas,
como flexo devida ao vento.
1 greta parcial
2 greta completa
FENDAS
Aberturas nas extremidades das peas, produzidas pela
secagem mais rpida da superfcie. Podem ser evitadas
mediante a secagem lenta e uniforme da madeira.
1 fenda perifrica
2, 3 e 4 fendas no cerne
FENDAS ANELARES
FENDAS RADIAIS E
FISSURAS
1, 2 e 3 rachaduras
provocadas por
ressecamento.
RACHADURA
PRESERVAO DA MADEIRA
Conjunto de medidas preventivas e curativas para controle de
agentes biolgicos (fungos, insetos xilfagos* e perfuradores
marinhos), fsicos e qumicos que afetam as propriedades da
madeira. Objetivo principal: aumento da vida til da madeira.
Ferramenta: Sistema de Classe de Risco.
*insetos que consomem madeira e
material celulsico. Ex: cupins
Baseia-se no uso racional e inteligente da madeira na construo
civil, visando uma maior durabilidade das construes.
Fornecimento de uma abordagem sistmica ao produtor e usurio.
SISTEMA DE CLASSE DE RISCO
Foco:
Condies de exposio ou uso das madeira; Expectativa de desempenho do componente; Vulnerabilidade ao agentes biodeterioradores.
Etapas obrigatrias para uso da madeira como
material na construo civil:
1. Elaborao do projeto com foco para diminuio dos processos de
instalao e desenvolvimento de organismos xilfagos.
2. Definio do nvel de desempenho necessrio para o componente ou
estrutura de madeira, tais como: vida til, responsabilidade estrutural,
garantias comerciais e legais, entre outras.
3. Avaliao dos riscos biolgicos aos quais a madeira ser submetida
durante a vida til ataque de fungos e insetos e perfuradores. 4. Determinao da necessidade de tratamento preservativo, em funo da
durabilidade natural e tratabilidade do cerne e alburno das espcies
botnicas que sero utilizadas.
5. Definio dos tratamentos preservativos como base nas seguintes
escolhas:
Espcie botnica que deve permitir este tratamento (tratabilidade); Umidade da madeira no momento do tratamento; Processo de aplicao do produto de preservao; Parmetros de qualidade necessrios: reteno e penetrao do
produto preservativo da madeira;
Produto preservativo que satisfaa classe de risco determinada.
Classe de
risco (CR) Condio de uso Organismo xilfago
1
Interior de construes, fora de contato com o solo,
fundaes ou alvenaria, protegidos das intempries,
das fontes internas de umidade. Locais livres do
acesso de cupins-subterrneos ou arborcolas.
Cupins-de-madeira seca; Brocas-de-madeira
2
Interior de construes, em contato com a alvenaria,
sem contato com o solo ou fundaes, protegidos
das intempries e das fontes internas de umidade.
Cupins-de-madeira seca; Brocas-de-madeira;
Cupins-subterrneos; Cupins-arborcolas
3
Interior de construes, fora de contato com o solo e
continuamente protegidos das intempries, que
podem, ocasionalmente, ser expostos a fontes de
umidade.
Cupins-de-madeira seca; Brocas-de-madeira;
Cupins-subterrneos; Cupins-arborcolas; Fungos
Emboloradores/manchadores; Fungos
apodrecedores
4* Uso exterior, fora de contato com o solo e sujeitos a
intempries.
Cupins-de-madeira seca; Brocas-de-madeira;
Cupins-subterrneos; Cupins-arborcolas; Fungos
Emboloradores/manchadores; Fungos
apodrecedores
5*
Contato com o solo, gua doce e outras situaes
favorveis deteriorao, como engaste em
concreto e alvenaria.
Cupins-de-madeira seca; Brocas-de-madeira;
Cupins-subterrneos; Cupins-arborcolas; Fungos
Emboloradores/manchadores; Fungos
apodrecedores
6* Exposio gua salgada ou salobra.
Perfuradores marinhos; Fungos
emboloradores/manchadores; Fungos
apodrecedores
*classes mais crticas
Classes de risco para uso da madeira na
construo civil
PRODUTO PRESERVATIVO
So produtos qumicos, de composio e caractersticas
definidas.
Propriedades:
Eficincia na preveno ou controle de organismos xilfagos; Segurana em relao ao homem e ao meio ambiente; Permanncia na madeira (no deve perder-se na madeira por decomposio, evaporao, lixiviao, exsudao ou outros);
No ser corrosivo; De custo acessvel (competitivo); Disponibilidade no mercado; No deve alterar as propriedades fsicas e mecnicas da madeira.
Natureza dos produtos:
Oleosos: produtos derivados do alcatro de hulha; Oleossolvel: produtos contendo misturas complexas de agentes fungicidas e/ou inseticidas, a base de compostos de
natureza orgnica e/ou organometlica;
Hidrossolveis: produtos contendo misturas mais ou menos complexas de sais metlicos.
Processo de aplicao:
Sem presso: impregnao superficial da madeira. Com presso: impregnao profunda (autoclave) da madeira.
Parmetros de qualidade para madeira preservada:
Penetrao: profundidade alcanada pelo preservativo ou pelos seus ingredientes ativos na madeira, expressa em milmetro.
Reteno: quantidade do preservativo ou do seus ingredientes ativos, contida de maneira uniforme num determinado volume
da madeira, expressa em kg de ingrediente ativo por m de
madeira tratvel.