madeiras

Me. Enga Civil Geórgia Campos

Madeiras


É um material excepcional como material de construção, além de ter amplamente utilizado como matéria-prima para outros produtos industrializados.

Madeira


A madeira é provavelmente, um dos materiaisde construção mais antigos dada a suadisponibilidade na natureza e sua relativa facilidadede manuseio.

• Facilidade deobtenção;

• Facilidade deadaptação.

Madeira


Hōryū-ji é um complexo de templos budistas localizadono Japão, amplamente reconhecido como uma das maisantigas construções de madeira existentes no mundo.


Como material de construção, é produto dobeneficiamento do tronco de árvores quechamaremos “lenho”.

Origem e produção da Madeira:

A madeira é um material produzido a partirdo tecido formado pelas plantas lenhosas com

funções de sustentação mecânica.


Utilização da Madeira:

• Pode ser utilizado em diversas etapas desde a

fundação até o acabamento, passando tanto pelaestrutura como material auxiliar;

• Pode ser usada também em diversos tipos de

construção como em estradas de ferro, galerias,etc;

• Pode ser utilizada como combustível;

• Matéria-prima para papel seu principal sub-produto;


Madeira

Madeira

para fibra

Chapade fibra

Celulosee papel

Árvoreem pé

Resinagem

Breu Terebentina

Madeiraroliça

Laminação

Serraria

Obtenção de

cavacos

Compensado

Madeiraserrada

Aglomerados

Derivados da madeira:


Classificação das madeiras (origem):

• Endógenas: aquela que o desenvolvimento do

caule se dá de dentro para fora (palmeira ebambus). É pouco aproveitada como material deconstrução. (Bambu, palmeiras)

• Exógenas: aquela em que o crescimento docaule se dá de fora para dentro, com adição denovas camadas em forma de anel (anéis anuaisde crescimento). Classificam-se em ginospermase anginospermas.


•

•Madeiras de lenho mais mole;

Sementes descobertas, folhas aciculares.

Angiospermas (Folhosas ou Frondosas)

•

•

Árvores frondosas conhecidas no Brasil

como madeiras de lei;

Sementes em frutos, folhas chatas.

Origens das madeira:

Gimnospermas (Resinosas ou Coníferas)


Tronco (ou caule): sustentar a copa conduz por

Composição: raiz, caule e copa:

Raiz: é o apoio da árvore ao solo, retira do solo os sais

minerais para seu desenvolvimento.

capilaridade a seiva bruta da raiz às folhas, como a seiva

elaborada das folhas para o lenho

em crescimento.

Copa: desdobra-se em galhos e

folhas, além das flores e frutos.


Características do lenho:

O lenho é a parte da árvore que nos interessacomo material de construção. Sua constituição édiversificada e suas partes são:


Lenho: é o núcleo do tronco, sendo portanto a parteresistente da árvore. Desta parte é retiradaatravés de desdobro (material serrado) o materialutilizado na construção civil;

Alburno: é a parte mais externa. Formado por célulasvivas, tem função resistente e de transporte de seiva(parte que melhor absorve os conservantes);

Cerne: é a parte central do tronco, sendo formado porcélulas mortas. Este fato torna-o mais resistente vistonão existir nesta região a seiva, e consequentementenão ser atrativo à insetos e outros agentes dedeterioração.


Anéis de crescimento

http://www.instituto-camoes.pt/cvc/ciencia/aneis.jpg

http://www.instituto-camoes.pt/cvc/ciencia/aneis.jpg


Vantagens do uso da madeira:

•

•

•

•

•

•

•

•

Na flexão resiste tanto a esforços de tração como decompressão;Baixo peso próprio e grande resistência mecânica;Grande capacidade de absorver choques;Boas características de isolamento térmico e acústico;Grande variedade de padrões (qualidade e estética);Facilidade de ser trabalhada;Ligações fáceis e simples;Custo reduzido e é renovável (preservada).


•

•

•

•

•

Material heterogêneo e anisotrópico;

Formas limitadas: alongadas e de seção transversal

reduzida (laminação, contraplacados e aglomerados);

Deterioração fácil: biodegradável (em ambientes

agressivos que desenvolveram agentes predadores

como fungos, cupins, mofo,..) ;

Material Combustível;

Variações volumétricas x variação de umidade (perda

de propriedades devido a problemas de secagem e

umidade);

Desvantagens do uso da madeira:


Toragem

Falquejamento

Desdobro

Beneficiamento

Produção da Madeira:

Corte da árvore


• Deve ser realizado em épocas apropriadas,

•

•

geralmente no inverno;

A madeira cortada durante o inverno, seca melhor e

mais lentamente evitando, o aparecimento de fendas

ou rachaduras que são vias de acesso para os

agentes da deterioração;

A época do corte não influi na resistência mecânica,

mas sim na durabilidade;

Corte da árvore:


•

•

É o processo de desgalhamento e corte em tamanhos

de 5 a 6 metros que facilitam o transporte.

Também nesta etapa são falquejadas (cortadas) e

descascadas.

Toragem da árvore:


•

•

É o corte de costaneiras (corte longitudinal em

madeira maciça).

Cada tora fica com uma seção aproximadamente

retangular. Impede o tombamento no transporte

além da economia de espaço entre troncos.

Falquejamento:


•

•

•

É a etapa final para transformaçãoem material de construção.

Sistemas de corte das toras de

madeira (material serrado).

O sistema usual é o tangencial, osdemais são caros e são utilizados

para a obtenção de peças(Construção aeronáutica)especiais.

Desdobro:


• Aparelhamento: é o processo de padronização dasmedidas.

• Beneficiamento: é o processo de acabamentoda peça (estruturas aparente).

Beneficiamento e Aparelhamento:


Pranchões15,0 x 23,010,0 x 20,07,5 x 23,0

Tábuas2,5 x 23,02,5 x 15,02,5 x 11,5

Ripas1,2 x 5,0

Vigas15,0 x 15,07,5 x 15,07,5 x 11,55,0 x 20,05,0 x 15,0

Dimensões da madeira serrada (cm):15,0 x 23,0

Caibros7,5 x 7,57,5 x 5,05,0 x 7,05,0 x 6,0

Sarrafos3,8 x 7,52,2 x 7,5


•

•

Usos temporários: formas para concreto, andaimes

e escoramentos.

De forma definitiva: é utilizada nas estruturas de

cobertura, nas esquadrias (portas e janelas), nos

forros, pisos, revestimentos, etc.

Uso da madeira na construção civil:

Na construção civil, a madeira é utilizada dediversas formas:


• Madeiras duras ou de lei: empregadas na

construção com função estrutural, podendo sercitados: jacarandá, perobas, ipê, sucupira, canela,imbuia, itauba, amoreira, cedro, candeia, braúna eeucalipto entre tantas outras.

• Madeiras moles ou brancas: utilizadas emconstruções temporárias ou protegidas, comoexemplo o pinho do Paraná.

Tipos de madeira de construção:


Classificação da madeira:A madeira é classificada segundo suas características,propriedades, processo mecânico e secagem.

Na construção civil variam desde peças com poucoou nenhum processamento até peças com vários graus debeneficiamento.


• Madeiras maciças: madeira brutaou roliça, madeira falquejada emadeira serrada.

• Madeiras industrializadas outransformadas: madeira laminadae colada, madeira compensada,madeira aglomerada e madeirareconstituída.

Classificação das madeiras:


Uso: estacas, escoramento, postes,colunas, estrutura.

Madeira roliça• Menor grau de processamento.

• Na maior parte dos casos, nem a casca é retirada, são empregadas emescoramentos e construção deandaimes.

• Utilizadas ainda como poste de distribuição de energia, além de serem empregadas em estruturas de edificações ou elementos decorativos.


• Produtos: pranchas, pranchões,blocos, tábuas, caibros, vigas, vigotas,sarrafos, pontaletes, ripas e outros.

Usos diversos.

Madeira serrada• Obtida em serrarias, as toras são

transformadas em peças dedimensões menores.

• As diversas operações dependem dos produtos que serão fabricados.

• As principais operações: desdobro,esquadrejamento e pré-tratamento.


Madeira serradaDimensões dos Principais Produtos de Madeira Serrada:


Madeira beneficiada• É obtida por usinagem das peças serradas agregando

valor as mesmas.

• As operações são realizadas por equipamentos queusinam a madeira dando as dimensõesdefinitivas, forma e acabamento superficial da madeira.

• Operações: aplainamento,molduramento e torneamento,e ainda desempeno, recorte,

ranhurado.furação,

Uso: estruturas aparentes,(forros, pisos,acabamentos

esquadrias).


de encaixes, (macho-fêmea) forros, lambris, peças paraassoalhos, batentes de portas,entre outros.

Madeira beneficiada

• Aplainamento: as sobremedidase as irregularidades são retiradas,deixando a superfície mais lisa.

• Molduramento: faz os cortes

• Torneamento: as peças tomam a forma arredondada, como balaustres de escadas.


• Faqueamento: é obtida atora inteira, da metade ou

partir de umade um quarto

da tora, uma faca do mesmosob pressão,comprimento é aplicada

produzindo fatias únicas.

Madeira em lâmina

• As lâminas de madeira são obtidas porum processo de fabricação que se iniciacom o cozimento de toras de madeira eseu posterior corte em lâminas.

• Torneamento, a tora já descascada ecozida é colocada em torno rotativo(produção de compensados).


Estrutura em madeira laminada


Estruturas em madeira laminada


Obtido através de procedimento ou conjunto de

medidas que possam conferir maior resistênciaaos agentes de deterioração, proporcionandomaior durabilidade.

Madeira tratada


Industrializadas ou transformadas:

Painéis:Os painéis de madeira surgiram da necessidadede amenizar as variações dimensionais da madeira maciça,diminuir seu peso e custo e manter aspropriedades isolantes, térmicas e acústicas.

• Painel Compensado;

• Chapas de fibra;

• Chapas de partículas;

• Madeira de partículas;


Uso: Empregada em formas, forros,lambris, etc.

Painel de compensado• Composto de várias lâminas, unidas

cada uma, através de adesivo ou cola, fornecendo estabilidade e possibilitandoque propriedades físicas e mecânicassejam superiores às da madeira original.

• A espessura do compensado pode variar de 3 a 35 mm, com dimensões planas de 2,10 m x 1,60 m, 2,75 m x 1,22 m e 2,20 m x 1,10 m, sendo esta a mais comum.


Painel de compensadoSão encontrados três tipos:

• Laminados: são produzidos comfinas lâminas de madeira prensada.

• Sarrafeado: o miolo é formado porvários sarrafos de madeira, coladoslado a lado.

• Multisarrafeado: é considerado omais estável, seu miolo compõe-sede lâminas prensadas e coladas navertical, fazendo um “sanduíche”.


Chapas Duras: São chapas

obtidas pelo processamento deeucalipto, de cor natural marrom,apresentando a face superior lisae a inferior corrugada.

Chapas de fibra

• As fibras de eucalipto aglutinadas com a próprialignina da madeira são prensadas a quente, nãonecessitando a adição de resinas e forma chapasrígidas de alta densidade de massa, com espessurasque variam de 2,5 mm a 3,0 mm.


que se consolidam sob ação

Chapa de fibra

MDF (Chapa de densidade média):produzidas com fibras de madeiraaglutinadas com resina termofixa,

conjunta de temperatura e pressão,resultando numa chapa maciça decomposição homogênea de altaqualidade.

Uso: Utilizada em forros, revestimentos, móveis.


termofixa, se consolidam sob a ação de altatemperatura e pressão.

Não apresenta resistência à umidade ou à água, deve serutilizado em ambientes internos e secos para que suaspropriedades originais não se alterem.

Chapa de partículas

Aglutinados: É uma chapa de partículas de madeirasselecionadas de pinus ou eucalipto, provenientes dereflorestamentos e aglutinadas com resina sintética


dimensões são depositadas nascamadas internas, unidas com resinasintética, em uma prensa contínua,através de um processo de pressão ecalor.

O MDP apresenta maior resistência àflexão, comparado aos aglomerados eMDF. Trata-se de nova geração depainéis de madeira industrializada.

Chapas de partículas

MDP (média densidade): as partículassão separadas por camadas, as maisfinas na superfície, e as de maiores


OSB (Oriented Strand Board): ou painéis departículas orientadas são formados por camadas defeixes de fibras com resinas fenólicas que sãoorientados numa mesma direção e então prensadospara sua consolidação.

Madeira de partícula


A escolha e utilização de determinada espécie para

fins só poderá ser realizada com conhecimento

preciso de suas qualidades físicas e mecânicas.

Madeira – Heterogênea

Vários fatores que influenciam: espécie botânica damadeira, massa específica, diferença entre alburno ecerne, umidade, defeitos, etc.

Características físicas e mecânicas:


Propriedades físicas:

• Cor e Brilho

• Heterogeneidade;

• Anisotropia;

• Higroscopia;

• Densidade da madeira;

• Umidade;

• Retratibilidade;

• Resistência ao fogo;


Cor e brilho:


Heterogeneidade (defeitos):


Anisotropia:


Higroscopia (teor em água):


Densidade da madeira:

Onde: = densidadem = massaV = volume

A densidade aparente é umidade padrãode referência calculada para umidade a 12%.

m

V


Madeira Resinosas Frondosas

Muito leves 0,4 t/m 0,5 t/m

Leves 0,4 – 0,5 t/m 0,5 – 0,65 t/m

Semipesadas 0,5 – 0,6 t/m 0,65 – 0,8 t/m

Pesadas 0,6 – 0,7 t/m 0,8 – 1,0 t/m

Muitopesadas > 0,7 t/m > 1,0t/m

Classificação pela massa específica:


Umidade:

Água livre ou capilar Água de impregnação


A madeira deve ser empregada seca, ou com teor de umidade em equilíbrio com o ambiente.

A secagem pode ser:

Natural: pela exposição ao ar.

Artificial: o processo é acelerado com a madeira

submetida a condições controladas de temperatura ede umidade.

Obs.: A secagem da madeira artificial, tem suascaracterísticas mecânicas e a resistência aos agentes dadeterioração aumentadas.

Umidade:


Defeitos da secagem:


Abaixo de 23% de umidade pode-se considerar que a

madeira está ao abrigo do ataque dos agentes de

destruição (fungos e bactérias)

Umidade:


Retratilidade

É a propriedade da madeira de alterar suasdimensões e o volume quando o seu teor de umidadevaria entre o estado anidro e o estado de saturação(impregnação) dos tecidos celulósicos.

Pode ser por INCHAMENTO ou RETRAÇÃO.

Volumétrica

LinearAxial

Radial

Retratilidade:


Retratilidade durante a secagem:


Se observarmos, podemos perceber que as chamas oulabaredas de fogo queimam a uma certa distancia dasuperfície da madeira.

As coníferas queimam até 2 cm em 30 minutos e 3,5 cm em60 minutos.

Resistência ao fogo:


Seção de uma viga de madeira laminada colada,exposta ao fogo durante 30 minutos.

Resistência ao fogo:


projetos de estruturas de madeira, devem serdeduzidas das propriedades determinadas em ensaiosde resistência de materiais.

Propriedades mecânicas:

A madeira de um modo geral resiste a todos os tipos desolicitações mecânicas: compressão, tração, flexão ecisalhamento.

As propriedades mecânicas estão relacionadas àfatores como: heterogeneidade e à capacidade deabsorção de água das madeiras.

Obs.: As tensões admissíveis, a serem usadas nos


Resistência a compressão:

Granderesistência

Força aplicadaparalela as fibras


Esmagamentodas fibras

Resistência a compressão:Força aplicada

perpendicularmente


Resistência a tração:A B


Força paralelaas fibras

Forçaperpendicular as

fibras

Ruptura pordeslizamento entre asfibras ou ruptura das

paredes

Separação dasfibras

Rasgamento domaterial

Resistência a tração:


Força perpendicularas fibras

Força paralela as fibras

Resistência ao cisalhamento:

A

Alta resistência:difícil ruptura de

cisalhamentodesses elementos

C

Direção das fibras éperpendicular:

elementos tendem arolar uns sobre os

outros

B

Direção dastensões coincidemcom a direção dasfibras < resistência

(cisalhamento éhorizontal)


Resistência ao cisalhamento:


Resistência a flexão:


Resistência a flexão:

Enrugamentos decompressão

Força perpendicular as fibras


Influência nas propriedades:



Microorganismos



Organismos xilófagos


Influência nas propriedades:Organismos xilófagos



Organismos xilófagos


Tratamento:


Durabilidade dos tratamentos:


Em geral, as madeiras tropicais possuem umadurabilidade natural excelente, e não se faz necessárioo uso de preservantes, mas no caso das madeiras dereflorestamento, normalmente o tratamento comsubstâncias preservantes é imprescindível. Em algunscasos a madeira tratada tem sua durabilidade superiora de algumas espécies tropicais.

Parâmetros sobre o uso da madeira:Tratamentos: Cada madeira possui uma específicadurabilidade natural, com relação à resistência à açãodo meio ambiente (ar, umidade, sol e chuva) e à açãode fatores biológicos (insetos e microrganismos).


Parâmetros sobre o uso da madeira:Espécie de madeira: Deve-se considerar quais são aspropriedades físicas e mecânicas para que a madeiravenha oferecer um desempenho satisfatório.

Por exemplo, nos casos doPinus e do Eucalipto sãonecessários a realização deensaiosmelhor

mecânicoscaracterizá-los

visandopara

utilização na construção civil,principalmente se o destino for ouso estrutural.


melhor desempenho das mesmas, evitandoempenamentos e rachamentos das peças. Tanto aspropriedades mecânicas como a estabilidadedimensional tornam-se superiores quando a madeiraestá seca (teor de umidade em equilíbrio com aumidade relativa do ambiente em que será usada).

Parâmetros sobre ouso da madeira:

Teor de Umidade: Um controle maior do teor deumidade presente nas peças de madeira proporciona


Dimensões: Diante da grande variedade de dimensões

disponíveis e as diversas denominações das peças

(caibros, tábuas, sarrafos etc.) é importante a aplicação

das normas e padronizações existentes tanto para

dimensionamento e classificação dessas peças.

Parâmetros sobre o uso da madeira:


Normatização x dimensões:

Embora exista uma padronização de mercado, hámuitas variações.

Normas técnicas:

NBR 7203 - Madeira serrada e beneficiadaNBR 9480 - Classificação de madeira folhosasNBR 12498 - Coníferas: dimensões e lotes

• Normas são pouco utilizadas


Madeiras

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