2 PROPRIEDADES FÍSICAS

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PROPRIEDADES FÍSICAS DA
M A D E I R A 
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
PROFESSOR: GUSTAVO DUARTE CARDOSO
DISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
 
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Principais Fatores que Podem Influenciar nas Características Físicas da Madeira:
* a classificação botânica;
* o solo e as condições climáticas;
* fisiologia da árvore;
* anatomia do tecido lenhoso;
* variação da composição química.
 A união dos fatores acima faz com que os valores numéricos das propriedades da madeira, obtidos em laboratório, apresentem uma grande dispersão.
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 Entre as características físicas da madeira cujo conhecimento é importante para sua aplicação como material de construção, pode-se destacar:
1 - Anisotropia;
2 - Umidade;
3 - Retratibilidade e o inchamento;
4 - Densidade;
5 - Resistência ao fogo;
6 - Durabilidade natural;
7 - Resistência química.
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 Anisotropia
 A madeira é um material ortotrópico, com comportamentos diferentes em relação às direções de crescimento (diferentes propriedades nas três direções principais):
Ortotropia da madeira
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 As diferenças das propriedades nas direções radiais e tangenciais são relativamente menores quando comparadas com as propriedades da direção longitudinal;
 Na prática, para fins estruturais, esta diferenciação é feita somente entre as propriedades das direções paralela e perpendicular às fibras.
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 Teor de Umidade da Madeira (TU)
 A quantidade de água contida na madeira exerce grande influência nas suas propriedades físicas e mecânicas, daí a importância da determinação do TU da madeira:
A árvore enquanto viva possui elevado TU, mas, após o corte, tende a perdê-lo rapidamente (saída da água livre, de embebição ou capilaridade) contida no interior dos vasos e traqueídes; 
Em seguida, ocorre de forma mais lenta, a evaporação da água de impregnação ou higroscópica, contida nas paredes dos vasos, traqueídes e fibras; 
A água ligada às superfícies das partículas sólidas, denominada de água de constituição não é considerada na determinação do TU, só podendo ser eliminada através da carbonização.
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 A umidade da madeira tende a um nível de equilíbrio com a umidade e a temperatura ambiente do local no qual se encontra. 
 O teor de umidade correspondente ao mínimo de água livre e ao máximo de água de impregnação é denominado de “ponto de saturação” (25% a 30% para as madeiras nacionais). 
 A partir do ponto de saturação, a perda de umidade é acompanhada de retração (redução de dimensões) e aumento de resistência mecânica; 
 A perda de umidade da madeira se dá de forma rápida apenas no início e ocorre cada vez mais lentamente à medida que se aproxima da umidade de equilíbrio.
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 A madeira pode ser classificada em três tipos, de acordo com seu grau de umidade:
moderadamente seca; quando atingir o ponto de saturação das fibras;
seca ao ar; quando a madeira atinge uma umidade de equilíbrio com o ar, podendo chegar a este ponto através de secagem artificial.
 O teor de umidade da madeira, em porcentagem, pode ser determinado de acordo com a expressão:
m1 é a úmida
m2 é massa seca
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HIGROSCOPICIDADE DA MADEIRA
AI
AL
ACQ
Variação volumétrica
ACQ
AI
AL
Resistência mecânica
PONTO DE SATURAÇÃO DAS FIBRAS - PSF
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 Retratibilidade e Inchamento
 A redução das dimensões de uma peça de madeira devido à perda de umidade é denominada de retratibilidade;
 A retratibilidade ocorre em porcentagens diferentes entre as direções radiais, tangenciais e longitudinais: 
 retração tangencial com 10% de variação dimensional, que pode causar problemas de torção nas peças de madeira;
 retração radial com 6% de variação dimensional, podendo causar problemas como rachaduras;
 retração longitudinal com valores de 0,5% de variação dimensional; 
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 Um processo inverso ao da retração, o inchamento, também pode ocorrer na madeira; 
 Este processo se dá quando a madeira fica exposta a condições elevadas de umidade onde ao invés de perder ela absorve água, levando a um aumento nas dimensões da peça.
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 As Figuras a seguir ilustram os defeitos mais comuns que ocorrem, durante a secagem das peças de madeira, e que podem ser devido às diferenças entre as retrações nas direções principais da madeira:
Gretas
Rachadura
Colapso
Defeitos de Secagem
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Arqueadura
Encurvadura
Encanoamento
Torcedura
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 Densidade
 Depende da espécie de madeira, da árvore de onde provém, da localização dos corpos de prova na tora, da umidade etc. Definições de densidade, NBR 7190/97:
 A “densidade básica”, é determinada pelo quociente entre a massa seca e o volume saturado;
 A “densidade aparente”, é determinada para uma umidade padrão de referência de 12%. Pode ser utilizada para a classificação e nos cálculos estruturais.
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 Resistência ao Fogo
 A falta de conhecimento das propriedades da ma-deira, quando submetida à elevadas temperaturas, conduz a consideração errônea de que madeira tem pouca resistência a ação do fogo;
•A madeira se bem dimen-sionada pode apresentar resistência ao fogo signifi-cativamente superior à de outros materiais.
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 Resistência ao Fogo
 Outra característica da madeira, com relação ao fogo, e que deve ser considerada é o fato da mesma não apresentar instabilidade quando submetida a ação elevadas temperaturas, tal como ocorre no aço, dificultando a ruína da estrutura.
Resistência da madeira versus aço
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 Durabilidade Natural
 A durabilidade da madeira, com relação a biodeterioração, também está diretamente relacionada com a espécie e com as características anatômicas;
 Algumas espécies como a Maçaranduba e o Ipê apresentam elevada resistência ao ataque de agentes biológicos, já outras como é o caso das espécies de Pinus e as madeiras brancas, em geral são menos resistentes;
 Entretanto, a baixa durabilidade de algumas espécies pode ser compensada por tratamentos preservativos adequados, conferindo a estas peças de madeira durabilidade compatível com a das espécies mais resistentes.
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 Resistência Química
 A madeira geralmente apresenta boa resistência a ataques químicos;
 Em muitas indústrias é utilizada como material estrutural justamente por apresentar melhor capacidade ao ataque de agentes químicos;
 Segundo a literatura, em alguns casos, a madeira pode sofrer danos devido ao ataque de ácidos ou bases muito fortes, podendo provocar redução no seu peso e resistência;
 É comum encontrar estruturas de madeira em depósitos de sal ou outros locais onde a agressividade química do ambiente praticamente impossibilita a utilização do aço e do concreto.