MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I MADEIRAS

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CAMILA VEDANA
DAIANE MULLER
FELLIPE BARBOSA
FERNANDO ANJOLINO RUMANIA
TAYNÁ OLIVEIRA
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I
MADEIRAS
SINOP, FEVEREIRO DE 2011
CAMILA VEDANA
DAIANE MÜLLER
FELLIPE BARBOSA
FERNANDO ANJOLINO RUMANIA
TAYNÁ OLIVEIRA
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I
MADEIRAS
Trabalho, de caráter didático, apresentado na disciplina de Materiais de Construção Civil I, do curso de Engenharia Civil, 3° semestre, na UNEMAT – Universidade do Estado de Mato Grosso, sob orientação do Professor Anderson Renato Vobornik Wolenski, como requisito parcial para aprovação na disciplina.
SINOP, FEVEREIRO DE 2011
1 INTRODUÇÃO
	A madeira possui propriedades muito vantajosas relacionadas ao seu uso na construção civil. Estas propriedades, como por exemplo, o baixo custo de sua extração e beneficiamento, o fato de ser bom isolante térmico, sua alta resistência específica e a facilidade com que pode ser trabalhada, a tornam um material muito atraente, quando comparada a outros materiais.
	Deve-se levar em consideração o fato de que a madeira apresenta higroscopicidade, característica que afeta várias de suas propriedades devido ao teor de umidade presente. A essa característica negativa acrescenta-se sua susceptibilidade ao fogo, porém, essas desvantagens podem ser eliminadas ou, pelo menos, minimizadas, visto que já existem melhoramentos tecnológicos para tal. 
	Entretanto, o grande diferencial da madeira é que ela um material com produção sustentada nas florestas, tanto nativas como plantadas, e também nas técnicas de reflorestamento. Este fator permite que a qualidade da matéria-prima seja alterada de acordo com a necessidade do uso final. 
	A madeira é largamente empregada nos mais diversos tipos de construção, tanto nas coberturas residenciais, comerciais, industriais e de construções rurais, bem como na transposição de obstáculos, como pontos, viadutos, passarelas, nos silos de armazenamento, nas linhas de transmissão de energia elétrica e telefonia e, também, nas obras portuárias, como trapiches, estacas marítimas, píeres e atracadouros.
	No entanto, ainda existem alguns preconceitos por falta de conhecimento de suas propriedades. Muitos ainda acham, erroneamente, que a madeira é um material muito susceptível, mas quando bem tratada está muito afrente dos outros materiais, se tratando de custo/benefício.
2 PRINCIPAIS PROPRIEDADES E CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA
Como as espécies lenhosas são de origem biológica, elas apresentam, em geral, grande variabilidade entre si verificando-se este fato até mesmo dentro da mesma espécie e sendo ainda mais variável quando comparadas entre espécies diferentes. Além disso, é um material que exibe uma heterogeneidade significativa e uma anisotropia acentuada. Por estas razões, é de especial interesse a identificação e o conhecimento das características anatômicas das espécies de madeira, assim como, verificar para que fim é pretendida sua utilização.
2.1 Propriedades mecânicas da madeira
Anisotropia – É a capacidade da madeira de suportar a carga que lhe é aplicada de maneira diferente dependendo de onde é aplicada, variando de acordo com o sentido das fibras, sendo o sentido longitudinal suporta maiores cargas do que o sentido transversal.
 É a capacidade da madeira de expandir e retrair de acordo com a umidade.
Resistência à compressão – Resistência da madeira a forças que tendem a encurtar o seu comprimento.
Resistência à tração – Resistência da madeira a forças com tendência a estender o seu
comprimento.
Resistência à flexão – Resistência da madeira a forças ao longo do seu comprimento.
Dureza – Resistência oferecida pela madeira a forças de penetração.
2.2 Propriedades físicas
Espécie da madeira
A madeira possui uma grande variabilidade entre as espécie, por isso dependendo da espécie as propriedades mecânicas podem variar muito.
Como exemplo temos a madeira de balsa com densidade 200 kg/m³ e a aroeira com 1100 kg/m³, isso nos mostra o quão grande pode ser a variabilidade dependendo da espécie.
Massa especifica 
Oferece uma relação peso resistência muito alta, fazendo com que a mesma seja uma ótima opção dentro da construção civil.
Presença de defeitos
Antes da utilização do produto e importante que se verifique qualquer defeito que o mesmo possa conter, pois podem haver variações em sua resistência.
Umidade
Devido a sua constituição fibrosa a mesma absorve a umidade do ambiente facilmente variando assim suas características mecânicas, voltando assim a variabilidade entre as espécies citado no primeiro tópico.
2.3 Caracteristicas físicas
Condutibilidade elétrica
Nesta parte há uma certa variação pois quando seca a mesma não conduz eletricidade, já úmida tem uma considerável condutibilidade.
Condutibilidade térmica
Mal condutor independente da espécie, novamente devido a sua constituição fibrosa ocorre a absorção de calor, dai da se a preferencia por casas de madeira nos países com o clima mais frio.
Condutibilidade sonora
Não é boa condutora sonora, novamente por sua constituição fibrosa mesma absorve as ondas sonoras assim fazendo da mesma uma boa isolante sonora.
Resistencia ao fogo
Muitos ainda possuem a concepção precipitada de que a madeira não tem resistência alguma ao fogo, porém quando espécies lenhosas entram em combustão as mesmas criam uma película de material calcinado, que dificulta a entrada de oxigênio mantendo o fogo somente na parte superficial, essa película em temperaturas de 850˚c ainda mantem certa resistência; por outro lado o metal começa a derreter a 300˚c.
Higroscopicidade 
 Capacidade da madeira para absorver umidade da atmosfera. Como a madeira possui uma grande capacidade de absorver umidade do meio ambiente, caso a mesma se não for tratada antes da utilização pode sofrer com diversos tipos de deformações, como o arqueamento e o encanoamento.
Flexibilidade 
Capacidade da madeira para fletir por ação de forças exercidas sobre si, sem quebrar.
Durabilidade 
Propriedade que mede a resistência temporal da madeira aos agentes
prejudiciais, sem putrefação.
3 EXTRAÇÃO, BENEFICIAMENTO E ESTOCAGEM.
	A melhor época para o abate das árvores está entre o começo do Outono e o começo do inverno, pois nessa época tanto a circulação da seiva como o crescimento são quase nulos. Deve-se levar em conta também a altura da árvore e o tamanho e diâmetro do tronco, pois essas dimensões variam de acordo com cada tipo de espécie lenhosa e, caso não respeitadas, interferem na qualidade da madeira.
	Depois da extração os troncos de madeira são colocados uns sobre os outros para a secagem, sendo este o processo responsável por eliminar a água da madeira, evitando, dessa forma, que haja alteração em suas dimensões e que ela apodreça, aumentando sua resistência.
	Posteriormente a madeira passa pela etapa de beneficiamento, onde ela é serrada em forma de vigas, ripas, caibros, pranchas, deckings, forros, assoalhos e finalmente vai para a estocagem, onde a madeira é armazenada sem contato direto com o solo e em local sem umidade, conservando suas qualidades. As madeiras beneficiadas, de acordo com sua classificação seguem uma norma de medidas, assim como na tabela em anexo.
4 USO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
Por causa de suas propriedades a madeira é muito utilizada na construção civil, a característica que lhe dá esse posto pode se dizer que é a sua maleabilidade, pois a madeira pode ser trabalhada facilmente seja de forma manual ou mecanizada. Outro ponto positivo na mesma é sua resistência, onde se comparando a relação peso resistência à compressão (no sentido das fibras), as espécies lenhosas apresentam uma resistência maior até que a de muitos metais.
O uso da madeira na construção civil está presente em todas as etapas, desde suporte no canteiro de obras, como escoras, fôrmas e andaimes; na parte estrutural sendo largamente utilizada em estruturas de cobertura,até a fase de acabamento onde é encontrada em forros, pisos, esquadrias e deckings.
Abaixo são comentados alguns grupos de finalidades da madeira na construção civil.
4.1 Pesada Externa
	Consistem nas madeiras serradas mais resistentes e são usadas para obras imersas, pontes, estacas marítimas, estruturas pesadas, postes, cruzetas, estacas, vigamentos, escoras e dormentes ferroviários, etc. 
4.2 Pesada Interna
	Madeiras serradas que são utilizadas em estruturas de cobertura como vigas, caibros, pranchas e tábuas. Angelim-pedra Hymenolobium spp. e Angelim - vermelho Dinizia excelsa
4.3 Leve externa e interna estrutural
Tábuas e pontaletes para usos temporários, como escoramento, andaimes e fôrmas para concreto; além de ripas e caibros usados em partes secundarias de estruturas de cobertura. Cedrinho Erisma uncinatum e Garapa Apuleia leiocarpa.
4.3 Leve interna decorativa
	É necessário que a madeira apresente cor e desenhos decorativos, são madeiras serradas e beneficiadas que podem ser utilizadas para forros, painéis, lambris e guarnições. Tatajuba Bagassa guianense e Curupixá Micropholis venulosa
4.4 Leve interna de utilidade geral
Também usadas como forros, painéis, lambris e guarnições, porém não há a necessidade de apresentar fatores decorativos. Cambará Qualea spp. E Cedrinho Erisma uncinatum.
4.5 Leve em Esquadrias
	Maderia beneficiada para portas, portais, caixilhos, vezianas. Cedro Cedrela sp e Tauari couratari spp.
4.6 Assoalhos Domésticos
	Reúne tanto produtos de madeira sólida, quanto madeira beneficiada como assoalhos, tábuas corridas, tacos e parquetes. Itaúba Mezilaurus itauba e Maçaranduba Manilkara spp.
4.7 OSB (Oriented Strand Board)
	O OSB é um painel de tiras de madeira unidas por resina, sob altas temperaturas e pressão. Obtendo um aumento de rigidez e resistência mecânica. Apresenta resistência, estabilidade e durabilidade; é utilizada como tapumes formas de concreto, instalações provisórias e para decorações além de se tratar de um produto ecologicamente correto.
4.8 Painel de cimento-madeira
	Se trata de um painel prensado a altas temperaturas que possui um miolo de madeira maciça, com laminas de madeira em ambas as faces e mais externamente por chapas lisas de CRFS (Cimento reforçado com fio sintético). Possui trabalhabilidade, e apresenta boa resistência à compressão, flexão, abrasão, ataque de fungos e cupins, além de ser um bom isolante térmico e acústico. É usado em pisos, paredes de casa pré-fabricadas, paredes divisórias, forros de casas, revestimentos de túneis, etc.
4.9 Madeira laminada colada
	É formada pela união de tábuas de madeira, coladas umas sobre as outras, é um produto leve e resistente, algumas de suas vantagens são a resistência a incêndios, a variedade de formatos e a absorção de impactos por ser um material flexível. É usada em vigas e pilares de obras de pequeno porte ou cobertura de vãos.
5 VANTAGENS DO USO DA MADEIRA 
Dentre as principais vantagens podemos citar o baixo consumo de energia em sua extração e beneficiamento, já que a produção de materiais estruturais como aço e cimento Portland é altamente poluente e é precedida por agressões ambientais consideráveis para a obtenção de matéria-prima, que jamais será resposta. 
Outra vantagem é a relação estabelecida entre resistência e densidade, visto que esta relação é quatro vezes superior quando comparada a do aço e a do concreto. 
Podemos citar também o seu desempenho superior ao de outros materiais em condições severas de exposição, pois apesar de sua inflamabilidade a altas temperaturas a madeira é um mau condutor de calor e, quando entra em combustão, forma uma espécie de barreira de isolação térmica. A temperatura interna cresce lentamente, não provocando maior comprometimento da região central das peças.
Apesar de ser susceptível ao apodrecimento e ao ataque de cupins e brocas a madeira tem sua durabilidade natural prolongada quando previamente tratada com substâncias preservativas.
A madeira também apresenta um aspecto visual decorativo, podendo ser processada sem grandes dificuldades permitindo, dessa maneira, formas e dimensões, limitadas apenas pela geometria das toras e pelo equipamento usado na operação.
6 FATORES QUE PREJUDICAM AS PROPRIEDADES DA MADEIRA (DEFEITOS)
	 C. Calli Junior, F. A. Rocco Lahr e S. Brazolin
“Pelo fato de a madeira ser um material de origem biológica, está sujeita a variações na sua estrutura que podem acarretar mudanças nas suas propriedades; essas mudanças são resultantes de três fatores principais: anatômicos, ambientais e de utilização.”
6.1Fatores anatômicos 							
6.1.1 Densidade
	Quanto maior a densidade, maior a resistência de uma espécie lenhosa, visto que a quantidade de madeira por volume é maior também. Porém devem ser tomados alguns cuidados em relação aos valores de densidade. Por exemplo, a presença de nós pode aumentar a densidade sem contribuir para uma maior resistência, assim como a umidade da madeira, que aumenta a densidade aparente reduzindo, dessa forma, a sua resistência mecânica. Por isso, a umidade da madeira deve respeitar o teor de 12%, valor determinado pela NBR 7190 (ABNT, 1997).
6.1.2 Inclinação das fibras
	Essa inclinação mostra o desvio das fibras a partir de uma linha paralela à borda da peça. Segundo a norma brasileira, é permitido desconsiderar tais diferenças caso o ângulo de inclinação das fibras não superem a medida de 6°.
6.1.3 Nós
	Os nós são causados pela presença e retirada de galhos e são divididos em dois tipos, os soltos e os firmes, e ambos diminuem a resistência da madeira, por interromperem a direção e a continuidade das fibras. A sua influência varia de acordo com o tamanho, a posição a forma e a firmeza com que um nó se apresenta.
6.1.4 Defeitos naturais da madeira
	Existem dois tipos principais de defeitos naturais das espécies lenhosas, o primeiro é a alteração do alinhamento das fibras, causado pelo encurvamento do tronco e dos galhos ainda durante o crescimento da planta; e o outro é a presença de alburno que por ser a parte mais nova do lenho, é também a menos resistente.
6.1.5 Faixas de parênquima 
	Possuem pouca resistência mecânica devido a baixa densidade. Quando uma peça com a presença de faixas de parênquima é submetidas à compressão a mesma pode ruir por separação dos anéis.
6.2 Fatores ambientais e de utilização
6.2.1 Umidade
	 Uma vez que o teor de umidade influencia diretamente na resistência e na elasticidade da madeira, esse mesmo teor é regulado pela norma NBR 7190 (ABNT, 1997), que aceita o valor de umidade igual a 12 %. Variações nesse valor devem ser submetidas à correções específicas.
6.2.2 Defeitos por ataques biológicos
	São causados por fungos e insetos, o primeiro causando manchas azuladas e putrefações, e o segundo causando perfurações grandes ou pequenas.
6.2.3 Defeitos de secagem
	Causados por problemas no sistema de secagem e armazenamento das peças, provocando encanoamento, arqueamento, encurvamento e torcimento.
6.2.4 Defeitos de processamento
	As peças são danificadas durante o desdobro, transporte e armazenamento do lenho, como arestas quebradas, lascas na madeira e variação da seção transversal.
7 TRATAMENTO PREVENTIVO CONTRA ATAQUES BIOLÓGICOS
A madeira por ser vascularizada consegue reter água o que a torna um excelente ponto de proliferação de agentes biológicos que podem por a prova a resistência e a durabilidade que a madeira possui, entre esses agentes podemos citar:
Fungos: Os fungos são geralmente responsável pelo apodrecimento da madeira, sendo resultado de uma exposição em demasia ao Sol e chuva, pois calor e umidade são os contribuintes principais para o alojamento dos fungos. Solução anti-fungicida mais recomendável e fácil é a aplicação do verniz, este fará o papel de isolante de umidade, e possui uma grande elasticidade, que assim poderá acompanhar a dilação das fibras da madeira.
Parasitas e brocas: Podem usar a madeira como alimento, fazendo da madeira menos resistente e com mais chancesde ceder a tração e o peso. Uma técnica segundo o Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo, é a aplicação de agentes tóxicos no interior da madeira assim que acontece o processo de beneficiamento da madeira, assim quando parasitas e brocas vão se alimentar da madeira possam ser assim expulsas do meio.
	Para madeira rústica que é usada em locais que podem sofrer intempéries, é recomendável a aplicação de uma solução (dicromato de potássio, sulfato de cobre, água, acido bórico, acido acético glacial) para que ele possa manter sua qualidade e rigidez o máximo de tempo possível.
7.1 Processo de conservação da madeira
Assim que a madeira passa pelo beneficiamento deve-se começar o processo de tratamento, na qual ela recebera um controle anti praga e fungos.
Deve observar nas madeiras que tem uma qualidade inferior se não precisam de uma proteção extra, além do envernizamento e aplicação de soluções, como aplicação de um preservativo aplicativo que garante um tempo extra para a madeira com a resistência e rigidez desejada, dentre eles os mais utilizados e encontrados são os oleosos e os oleossolúveis, pois contém agentes naturais e organometálicos, assim a madeira se mantém sem uma aplicação em demasia de compostos químicos que podem atrapalhar a durabilidade da madeira.
Os processos a fim de preservar a madeira podem ser divididos em dois tipos, os feitos utilizando pressão e os que não utilizam. O processo que não utiliza a pressão faz apenas uma aplicação superficial externa na madeira, porem não há nenhuma perca dos agentes normalmente presentes no interior do xilema da planta, agentes xilófagos, já o processo com uso de pressão acontece uma impregnação total e interna da madeira, e esse processo chama-se aplicação de preservativo por Autoclave.
Existem certas atitudes na Construção Civil que podem ajudar na conservação da madeira, como:
Diminuir a ação do Sol por medidas arquitetônicas.
Limitar a exposição da madeira a umidade e locais em que a madeira possa reter água.
Onde houver superfície de madeira, limitar a quantidade de furos a ser feito.
Impedir que a madeira possa usar a capilaridade para absorção de água.
Não usar madeiras que possuam a mesma proporção de umidade que o meio.
Facilitar limpeza e ventilação.
Evitar fissuras.
Preferir peças de madeira cujas dimensões transversais sejam mínimas.
8 MADEIRAS PARA FÔRMAS E ESCORAMENTO DE ESTRUTURAS
As principais funções das fôrmas são:
Moldar estruturas de concreto a fim de garantir as dimensões desejadas de tal peça.
Sustentar, temporariamente, o concreto fresco para que ele adquira resistência tornando-se assim autoportante. (Devem ter a capacidade de suportar seu peso próprio, o peso e o empuxo lateral do concreto, o trânsito de pessoas e equipamentos e o adensamento, mantendo as características do projeto- forma e dimensões).
Garantia da estabilidade com a utilização de contraventos e escoramentos.
Com exceção das fôrmas absorventes, os demais tipos de fôrmas devem ser estanques para evitar a perda excessiva de água durante a concretagem.
Na parte de acabamento as fôrmas devem ter texturas conforme previsto no projeto, principalmente quando se trata do concreto aparente.
A aderência do concreto na fôrma deve ser relativamente baixa para facilitar a desforma.
Podem ter valores significativos do custo da estrutura de concreto a ser moldada (até 50%).
8.1 Planejamento de fôrmas.
	Tem início pelo estudo dos desenhos geométricos das estruturas a serem construídas, resultando na estimativa da escolha do processo a ser feito e da opção do esquema mais econômico para cada caso.
8.2 Patologia das fôrmas de madeira
Grande parte dos acidentes em construções civis é decorrente das falhas das fôrmas ou dos escoramentos, podendo ser proveniente do projeto ou da execução desse setor da obra. Acontecem geralmente na fase de concretagem, pois é nesse momento que a estrutura provisória começa a ser carregada, contando, dessa forma, com o peso máximo do concreto aderido à energia de lançamento e vibração.
8.3 Principais causas de acidentes
Apoio em solos instáveis
Escoramentos não verticais
Desforma inapropriada
Esforços laterais não adaptados a receber quantidades adequadas de concreto
Cálculos feitos de maneira equivocada
Ausência de projeto especializado
Vibrações externas e internas imprevistas.
9 MADEIRAS DE REFLORESTAMENTO – EUCALIPTO E PINUS
	No Brasil, principalmente na região sul e sudeste, onde a madeira nativa para é escassa, cada vez mais são utilizadas madeiras de reflorestamento como Pinus e Eucalipto na construção civil. São madeiras mais suscetíveis à ataques biológicos, porém aceitam muito bem tratamentos para evitar esse tipo de problema.
ANEXOS
Tabela 1
	TABELA 1 - Madeira serrada
	Nomenclatura
	Seção Transversal Nominal (cm)
	Ripas
	1,2 x 5,0 ;1,5 x 5,0
	Ripões
	2,0 x 5,0 ; 2,5 x 6,0
	Sarrafos
	2,0 x 10,0 ; 3,0 x 12,0 ; 3,0 x 16,0
	Caibros
	5,0 x 6,0 ; 6,0 x 6,0
	Caibrões
	5,0 x 8,0 ; 6,0 x 8,0
	Pontaletes
	7,5 x 7,5 ; 10,0 x 10,0
	Vigotas, Vigas
	6,0 x 12,0 ; 6,0 x 16,0
	Tábuas
	2,5 x 22,0 ; 2,5 x 30,0
	Pranchas
	4,0 x 20,0 ; 4,0 x 30,0
	Pranchões
	6,0 x 20,0 ; 6,0 x 30,0
	Postes
	12,0 x 12,0 ; 15,0 x 15,0
Fonte: Laboratório de madeiras e estruturas de madeiras, USP.
Foto 1 – Defeitos na madeira
 Fonte : Grupo Ibanez
A. Nó
B. 1 / 2 / 3. Rachadura provocada por ressecamento.
C. 1. Anel de Crescimento
     2. Cerne
D. Arqueamento
E. Encurvamento
F. Fissuras de comportamento das fibras
G. Esmoado
H. Encanoamento
REFERÊNCIAS
http://www.tecniwood.pt/scid/twoodpt/defaultArticleViewOne.asp?categoryID=415&articleID=49
http://planetasustentavel.abril.com.br/download/manual_uso_sust_na_cons_civil.pdf
http://www.sbrt.ibict.br/dossie-tecnico/downloadsDT/MTk4
http://madeiraestrutural.wordpress.com/2009/06/15/madeira-lamelada-colada/
Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciências e Engenharia de Materiais, Geraldo Cechella Isaias (Organizador/Editor) 2007 IBRACON
http://www.arquiteturabrasileira.com/estrutura.htm -> Estrutura de Madeira
http://usuarios.upf.br/~zacarias/Notas_de_Aula_Madeiras.pdf -> Estruturas de Madeira PDF
http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Grevilea/CultivodaGrevileaSulSudeste/05_propriedades_utilizacao_da_madeira.htm -> Propriedades e Utilização da Madeira – Embrapa
http://portaldamadeira.blogspot.com/2008/12/vantagens-e-desvantagens.html -> Portal da Madeira (Vantagens e Desvantagens)
Disciplina de Materiais de Construção Civil I – 2010/1