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Em - 1 a Madeira Como Material de Construção

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  • ESTRUTURAS DE

    MADEIRA

    A MADEIRA COMO MATERIAL DE

    CONSTRUO

    Hamilton Costa Jnior

  • Introduo

    A madeira o material de construo mais antigo dada a sua

    disponibilidade na natureza e sua relativa facilidade de manuseio.

    Comparada a outros materiais de construo convencionais

    utilizados atualmente, a madeira apresenta uma excelente relao

    resistncia/peso, como mostra a Tabela 1.1:

  • Introduo

    Aspectos favorveis:

    Facilidade de fabricao de produtos industrializados;

    Bom isolamento trmico.

    Aspectos desfavorveis:

    Degradao biolgica (fungos e brocas);

    Ao do fogo;

    Apresenta defeitos que interferem nas propriedades mecnicas

    (ns e fendas).

    Os aspectos desfavorveis so facilmente superados com o uso de

    produtos industriais de madeira convenientemente tratados,

    resultando em estruturas durveis e esteticamente agradveis.

  • Classificao das Madeiras

    As madeiras utilizadas em construo, obtidas de troncos de rvores, distinguem-se em duas categorias principais:

    Madeiras duras provenientes de rvores frondosas (dicotiledneas, da classe das Angiospermas), de crescimento lento, como peroba, ip, aroeira, carvalho etc.; as madeiras duras de melhor qualidade so tambm chamadas madeiras de lei;

    Madeiras macias provenientes em geral das rvores conferas (da classe das Gimnosperma), de crescimento rpido, como pinheiro-do-paran e pinheiro-bravo, ou pinheirinho, pinheiros europeus, norteamericanos, etc.

    Essas categorias distinguem-se pela estrutura celular dos troncos e no propriamente pela resistncia.

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    Macroestrutura das madeiras

    As rvores produtoras de madeira

    de construo so do tipo

    exognico, que crescem pela

    adio de camadas externas,

    sob a casca.

    A seo transversal de um tronco

    revela as seguintes camadas,

    de fora para dentro:

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    Casca proteo externa da rvore, formada por uma camada externa morta, de espessura varivel com a idade e as espcies, e

    uma fina camada interna, de tecido vivo e macio, que conduz o

    alimento preparado nas folhas para as partes em crescimento;

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    Alburno ou branco camada formada por clulas vivas que conduzem a seiva das razes para as folhas; tem espessura varivel

    conforme a espcie, geralmente de 3 a 5 cm;

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    Cerne ou durmen com o crescimento, as clulas vivas do alburno tornam-se inativas e constituem o cerne, de colorao mais

    escura, passando a ter apenas funo de sustentar o tronco;

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    Medula tecido macio, em torno do qual se verifica o primeiro crescimento da madeira, nos ramos novos.

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    As madeiras de construo devem ser retiradas de preferncia do cerne, mais durvel.

    A madeira do alburno mais higroscpica que a do cerne, sendo mais sensvel decomposio por fungos, porm aceita melhor a penetrao de agentes protetores, como alcatro e certos sais minerais.

    No existe uma relao consistente entre as resistncias dessas duas partes nas diversas espcies.

    Os troncos crescem pela adio de anis em volta da medula: gerados por diviso de clulas em uma camada microscpica situada sob a casca, denominada cmbio, ou liber.

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    Nos climas frios e temperados, o crescimento do tronco depende da

    estao:

    Na primavera e no incio do vero, o crescimento da rvore

    intenso, formando-se no tronco clulas grandes de paredes finas.

    No final do vero e no outono, o crescimento da rvore diminui,

    formando-se clulas pequenas, de paredes grossas.

    O crescimento do tronco se faz em anis anuais, formados por duas

    camadas: uma clara, de tecido brando, correspondente a primavera;

    outra escura, de tecido mais resistente, correspondente ao vero.

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    Contando os anis, pode-se saber a idade da rvore.

    Abaixo, um tronco de sequia com mais de mil anos de idade:

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    Microestrutura da madeira

    As clulas da madeira, denominadas fibras, so como tubos de

    paredes finas alinhados na direo axial do tronco e colados entre

    si.

    Nas madeiras macias (conferas) cerca de 90% do volume

    composto de fibras longitudinais, que so o elemento portante da

    rvore, alm de responsveis por conduzir a seiva por tenso

    superficial e capilaridade atravs dos canais formados pelas

    cadeias de clulas.

    Nas rvores frondosas, a seiva circula atravs de vasos e canais e

    as fibras tm apenas a funo de elemento portante.

  • Estrutura de crescimento das madeiras

  • Estrutura de crescimento das madeiras

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    Microestrutura da madeira

    A excelente relao resistncia/peso da madeira pode ser explicada

    pela eficincia estrutural das clulas fibrosas ocas, com seo

    arredondada ou retangular.

    Alm das fibras longitudinais, as rvores tm em sua composio o

    parnquima cuja funo consiste em armazenar e distribuir matrias

    alimentcias.

    A estrutura celular da madeira constitui a base da identidade

    microgrfica das espcies.

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    Estrutura molecular da madeira

    constituda principalmente por substncias orgnicas.

    Os principais elementos constituintes apresentam-se nas seguintes

    porcentagens aproximadas, independente da espcie vegetal:

    Carbono 50%

    Oxignio 44%

    Hidrognio 6%

    O composto predominante a celulose, que constitui cerca de 50%

    da madeira.

  • Estrutura de crescimento das madeiras

    Material compsito

    As paredes das clulas longitudinais (fibras) podem ser descritas

    como um material compsito:

    Os filamentos compostos de celulose constituem o reforo das

    fibras;

    A matriz de polmeros (hemiceluloses e lignina) tm a funo de

    manter unidos os filamentos w prover rigidez compresso das

    fibras.

  • Propriedades fsicas das madeiras

    Anisotropia da madeira

    Devido orientao das clulas, a madeira um material

    anisotrpico, apresentando trs direes principais:

    Longitudinal;

    Radial;

    Tangencial.

  • Propriedades fsicas das madeiras

    Umidade

    Tm grande importncia sobre suas propriedades.

    O grau de umidade U o peso de gua contido na madeira

    expresso como uma porcentagem do peso da madeira seca em

    estufa Os:

    A umidade est presente na madeira de duas formas:

    gua no interior da cavidade das clulas ocas (fibras);

    gua absorvida nas paredes das fibras.

  • Propriedades fsicas das madeiras

    Retrao da madeira

    As madeiras sofrem retrao ou inchamento com as variaes de

    umidade entre 0% e o ponto de saturao das fibras (30%), sendo a

    variao aproximadamente linear.

  • Propriedades fsicas das madeiras

    Deteriorao da madeira

    A madeira est sujeita deteriorao por diversas origens, dentre

    as quais se destacam:

    Ataque biolgico;

    Ao do fogo.

    Fungos, cupins, moluscos e crustceos marinhos so exemplos de

    agentes biolgicos que se instalam na madeira para se alimentar de

    seus produtos.

  • Propriedades fsicas das madeiras

    Deteriorao da madeira

    A vulnerabilidade da madeira de construo ao atauqe biolgico

    depende:

    Da camada do tronco de onde foi extrada a madeira ( o alburno

    o mais sensvel biodegradao do que o cerne);

    Da espcie da madeira;

    Das condies ambientais, caracterizadas pelos ciclos de

    reumidificao, pelo contato com o solo, com gua doce ou

    salgada.

  • Propriedades fsicas das madeiras

    Deteriorao da madeira

    As estruturas de madeira, quando adequadamente projetadas e

    construdas, apresentam timo desempenho sob a ao do fogo.

    As peas robustas possuem excelente resistncia ao fogo, pois

    oxidam lentamente devido baixa condutividade de calor,

    guardando um ncleo de material ntegro (com propriedades

    mecnicas inalteradas) por longo perodo de tempo.

    As peas esbeltas de madeira e as peas metlicas das ligaes

    requerem proteo quanto a ao do fogo.

  • Defeitos das madeiras

    As peas de madeira utilizadas nas construes apresentam uma

    srie de defeitos que prejudicam a resistncia o aspecto ou a

    durabilidade.

    Os defeitos podem provir da construo do tronco ou do processo

    de preparao das peas.

    Os principais defeitos da madeira so:

  • Defeitos das madeiras

    Ns imperfio da madeira nos pontos dos troncos onde existiam galhos. Neles, as fibras longitudinais sofrem desvio de direo,

    ocasionando reduo na resistncia trao.

  • Defeitos das madeiras

    Fendas aberturas nas extremidades causadas pela secagem rpida das peas. O aparecimento pode ser evitado mediante a

    secagem lenta e uniforme da madeira.

  • Defeitos das madeiras

    Gretas ou ventas separao entre os anis anuais, provocada por tenses internas devidas ao crecimento lateral da rvore, ou por

    aes externas, como flexo devida ao vento.

  • Defeitos das madeiras

    Abaulamento encurvamen