Aula 6_ Madeira

Prévia do material em texto

1 
Madeira 
Universidade de Pernambuco 
Escola Politécnica 
Curso: Engenharia Civil 
Disciplina: Materiais de Construção II 
Profa. Dra. Yêda Vieira Póvoas 
Introdução 
As famosas igrejas de Kizhi – Rússia, construídas em madeira sem uso de pregos 
ou de qualquer elemento metálico estrutural. 
revistacasaejardim.globo.com 
www.arquivodeviagens.com 
Introdução 
 Mesmo com a aplicação de novas tecnologias, 
a madeira ainda é bastante usada devido às 
numerosas vantagens que proporciona e que 
raramente são encontradas em outros 
materiais 
Introdução 
 Grande resistência à compressão e à tração 
na flexão: primeiro material de construção 
utilizado em colunas, vigas e vergas 
 Resiste a choques e cargas dinâmicas, 
absorvendo impactos que romperiam ou 
estilhaçariam outros materiais 
 Resistência mecânica superior ao concreto, 
com a vantagem do peso próprio reduzido 
 
Falcão Bauer (2008) 
Introdução 
Calil Jr e Dias (1997) 
Material Densidade 
(g/cm3) 
Energia 
consumida 
na produção 
(MJ/m3) 
Resistência 
(MPa) 
Módulo de 
elasticidade 
(MPa) 
 
Concreto 2,4 1.920 20 96 
Aço 7,8 234.000 250 936 
Madeira – conífera 0,6 600 50 12 
Madeira - dicotiledônea 0,9 630 75 8 
Introdução 
 Bom isolamento térmico e acústico; seco, é 
satisfatoriamente isolante elétrico 
 Tem custo reduzido de obtenção e 
produção, possibilitando a aquisição de 
grande quantidade, sendo econômico em 
relação a outros materiais 
 Possibilidade de ser trabalhada com 
ferramentas simples (usinabilidade) 
Falcão Bauer (2008) 
2 
Introdução 
Aula UFPE 
Introdução 
 Reservas podem ser renovadas e, quando 
convenientemente preservado, perdura em vida 
útil prolongada à custa de insignificante 
manutenção 
 Grande possibilidade de dimensões estruturais e 
grande variedade de padrões, permitindo que 
as peças sejam divididas em outras menores 
 Em seu estado natural, apresenta uma 
infinidade de padrões estéticos e decorativos 
Falcão Bauer (2008) 
Introdução 
 Algumas desvantagens tinham que ser 
levadas em consideração para sua utilização, 
pois podiam gerar complicações na utilização 
em construções 
Introdução 
• É um material heterogêneo e anisótropo 
• É vulnerável a agentes externos e tem baixa 
durabilidade, quando desprotegida de agentes 
externos 
• Embora haja grande variedade de formas, há 
limitações. 
 
 
Introdução 
 Por causa desses inconvenientes esse 
material foi substituído por aço e concreto 
armado, sendo deixado como um material 
menos nobre, utilizado para execução de 
estruturas provisórias, cimbres e fôrmas 
Introdução 
 Recentemente outras exigências técnicas 
construtivas foram atendidas permitindo 
anular as características negativas que 
apresenta em estado natural 
3 
Introdução 
 A degradação de suas propriedades e o 
surgimento de tensões internas, decorrentes de 
alterações em sua umidade, anulados pelos 
processos de secagem artificial controlada 
 A deterioração em ambientes com 
favorecimento de desenvolvimento de 
predadores, contornada com tratamentos de 
preservação 
 Os efeitos da heterogeneidade e anisotropia, 
assim como a limitação de suas dimensões, 
resolvidas pelos processos de transformação 
nos laminados, aglomerados e contraplacados 
VANTAGENS 
FÁCIL USINABILIDADE 
CUSTO MÉDIO DE EXTRAÇÃO 
BAIXA DENSIDADE 
ESTÉTICA 
ISOLAMENTO TÉRMICO, ACÚSTICO, ELÉTRICO 
DESVANTAGENS 
FÁCIL COMBUSTÃO 
FACILMENTE ATACÁVEL POR AGENTES ORGÂNICOS 
HETEROGENIEDADE ESTRUTURAL ELEVADA 
Classificação das árvores 
 Endógenas 
 
 Exógenas 
 
 
Classificação das árvores 
 Endógenas – de geminação interna. A parte 
externa é mais antiga e 
mais endurecida. 
Ex: árvores 
tropicais ocas, 
palmeiras e 
bambus. 
 
pt.wikipedia.org 
Classificação das árvores 
 Exógenas – de germinação externa. O 
desenvolvimento transversal é feito a partir da 
adição de camadas (anéis anuais de 
crescimento). De interesse para a produção de 
madeira. 
 
 
Jatobá Andiroba 
Classificação das árvores 
 As árvores exógenas diferenciam-se morfológica 
e anatomicamente em dois grandes grupos 
 
 Ginospermas 
 
 Angiospermas ou dicotiledôneas 
 
 
4 
Classificação das árvores 
 Ginospermas – classe das coníferas ou resinosas 
(softwood). Não produzem frutos. Têm suas sementes 
(pinhas) descobertas. As folhas 
têm forma de agulha. 
 
galeriadefotografia.com 
www.torange-pt.com 
sebas15062009hotmailcom.blogspot.com 
Classificação das árvores 
 Angiospermas ou dicotiledôneas – frondosas, 
folhosas, “madeira de lei” (hardwood). 
 
 
dicotiledoneaemonocotiledonea.blogspot.com 
Fisiologia do caule 
CASCA 
(EPIDERME + FLOEMA) 
EPIDERME 
Formado de tecido 
morto – cortiça. 
FLOEMA 
Tecido vivo, mole e 
úmido. 
Fisiologia do caule 
CÂMBIO 
CÂMBIO 
Situado entre a 
casca e o lenho. 
5 
Fisiologia do caule 
CERNE 
ALBURNO 
LENHO = ALBURNO + CERNE 
CERNE 
Formado de células mortas. 
Tem mais densidade, 
compacidade, resistência 
mecânica e durabilidade. 
ALBURNO 
Cor mais clara que o 
cerne, formado de 
células vivas. 
Fisiologia do caule 
MEDULA 
MEDULA 
Miolo central. 
Tem tecido frouxo, mole e 
esponjoso, muitas vezes 
apodrecido. 
Não tem resistência mecânica 
nem durabilidade 
Fisiologia do caule 
RAIOS 
MEDULARES 
RAIOS MEDULARES 
Impede que as fibras 
“trabalhem” 
exageradamente frente a 
variações de umidade 
Madeira transformada 
 É a madeira que passa por processos que visam 
corrigir as suas características negativas, a partir 
da modificação da sua estrutura fibrosa que 
orienta a madeira, tornando o material mais 
homogêneo e menos anisótropo 
 
 
Madeira transformada 
 Madeira laminada: madeira cortada em lâminas 
finas que são coladas ortogonalmente, diminuindo 
os defeitos nas peças. São chamadas compensado 
ou contraplaca. 
 
 
Madeira transformada 
 Aglomerado: são os resíduos das madeiras serradas 
ou cortadas, que são reconstituídos com resinas e 
colas especiais, sob pressão. 
 
 
6 
Madeira transformada 
 Madeira Reconstituída: a madeira passa por um 
processo de fragmentação mecânica e passa depois 
por uma reaglomeração sob pressão, com a utilização 
de resinas e colas. O material obtido não possui uma 
direção principal para as fibras, tendo esse material a 
mesma textura da madeira. 
 
 
 
Madeira transformada 
 MDF: placa de madeira reconstituída que são 
reagrupadas por fibras sintéticas, e são coladas 
umas nas outras com resina e fixadas por alta 
pressão. 
 
 
 
 
Principais usos 
 Madeira serrada na forma de vigas, caibros, pranchas e 
tábuas utilizadas em estruturas de cobertura 
Principais usos 
 
Madeira serrada na forma de tábuas e pontaletes 
empregados em usos temporários (andaimes, 
escoramento e fôrmas para 
concreto) e as ripas e caibros 
utilizados em partes 
secundárias de estruturas de 
cobertura. 
Andaimes 
Principais usos 
Escoramento 
 
Fôrmas para concreto 
 
Principais usos 
Forros 
 
 
Madeira serrada e beneficiada, como forros, painéis, 
lambris e guarnições, onde a madeira apresenta cor e 
desenhos considerados decorativos. 
7 
Principais usos 
Painéis 
Principais usos 
Lambris 
 
Principais usos 
Portas 
 
Madeira utilizada na vedação de vãos, na forma de 
portas, janelas, venezianas e persianas. 
 
Principais usos 
Janela veneziana de correr 
em arco
Janela veneziana de correr reta
Janela veneziana de abrir retaJanela veneziana deabrir arco
 
Principais usos 
 
 
 
 Madeira serrada e beneficiada usada em pisos 
 Assoalho 
Principais usos 
Taco 
8 
Principais usos 
 
 
 
 Madeira serrada usada em estruturas e fundações 
 
Principais usos 
Pilares e vigas 
Propriedades físicas 
PROPRIEDADES FÍSICAS 
UMIDADE 
RETRATIBILIDADE 
MASSA ESPECÍFICA APARENTE 
DILATAÇÃO TÉRMICA 
CONDUTIBILIDADE TÉRMICA 
CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA 
Umidade 
h% = (Ph-P0) . 100 
 P0 
Classificação: 
 MADEIRA VERDE: ACIMA DO PONTO DE SATURAÇÃO h ≥ 30% 
 MADEIRA SEMI-SECA: ABAIXO DO PONTO DE SATURAÇÃO 23 ≤ h < 30 % 
 MADEIRA COMERCIALMENTE SECA: 18 ≤ h < 23% 
 MADEIRA SECA AO AR: 12 ≤ h < 18% → h =15% 
 MADEIRA DISSECADA: 0 ≤ h < 12% 
 MADEIRA ANIDRA: h = 0% 
ONDE: 
h% = UMIDADE; 
Ph = AMOSTRA ÚMIDA 
P0 = AMOSTRA SECA 
Umidade 
• A água pode se apresentar de 03 formas: 
– Água de constituição – apenas sai com a 
destruição da madeira 
– Água de impregnação – água absorvida 
pelo tecido celular (Fração amorfa da 
celulose e a hemi-celulose) 
 Ponto de saturação do tecido celular ~ 30% 
– Água livre – Contida na estrutura tubular na 
madeira (lúmens) 
 
Umidade 
9 
Retratibilidade 
VARIAÇÃO DO VOLUME E DIMENSÃO COM A 
VARIAÇÃO DA UMIDADE 
Retratibilidade 
Índice: 
Ch = ( Vh – Vo ) 100 CONTRAÇÃO VOLUMÉTRICA 
 Vo 
CL = ( Lt - Lo ) 100 CONTRAÇÃO AXIAL 
 Lo 
CR = ( Rt - Ro ) 100 CONTRAÇÃO RADIAL 
 Ro 
CT = ( Tt - To ) 100 CONTRAÇÃO TANGENCIAL 
 To 
Retratibilidade 
Classificação 
• FRACA RETRATIBILIDADE 
 CV < 10% OU V < 0,15 
 MÉDIA RETRATIBILIDADE 
 10% ≤ CV < 15% OU 0,15 ≤ V < 0,35 
 FORTE RETRATIBILIDADE 
15% ≤ CV OU V ≥ 0,35 
VALORES MÉDIOS VERDE A 0% VERDE A 15% 
TANGENCIAL 4 - 14 2 - 7 
RADIAL 2 - 08 1 - 4 
AXIAL 0,1 - 0,2 0,05 - 0,1 
VOLUMÉTRICA 7 - 21 3 - 10 
Massa específica aparente 
 Dh = Ph 
 Vh 
 Varia com a umidade: para efeito de comparação, são 
efetuadas a umidade normal de 15%. 
 Todas as propriedades mecânicas da madeira estão 
diretamente relacionadas com a massa específica aparente. 
ONDE: 
Dh = MASSA ESPECÍFICA APARENTE 
Ph = AMOSTRA ÚMIDA 
Vh = VOLUME 
Massa específica 
MADEIRA RESINOSAS FRONDOSAS 
MUITO LEVE 0,4 0,5 
LEVE 0,4 - 0,5 0,5 - 0,65 
SEMI - PESADA 0,5 - 0,6 0,65 - 0,8 
PESADA 0,6 - 0,7 0,8 - 1,0 
MUITO PESADA > 0,7 > 1,0 
Classificação da madeira quanto a sua massa específica 
 
Dilatação e condutibilidade 
 DILATAÇÃO TÉRMICA 
Variação dimensional da madeira com a variação 
da temperatura 
 CONDUTIBILIDADE TÉRMICA 
Mau condução de calor 
 CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA 
Bastante influenciada pelo grau de umidade, 
sendo praticamente isolante quando seca 
10 
Propriedades mecânicas 
PROPRIEDADES MECÂNICAS 
COMPRESSÃO 
TRAÇÃO 
CISALHAMENTO 
FLEXÃO SIMPLES 
TORÇÃO 
RESISTÊNCIA AO CHOQUE