MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MADEIRAS

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1 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MADEIRAS

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3 INTRODUÇÃO É um dos materiais de construção mais usados, seja como elemento provisório ou permanente. Para escolher a madeira correta para determinado uso é necessário conhecer suas propriedades para melhor aproveitamento do material.

4 INTRODUÇÃO material γ (t/m³) f (MPa) f/γ Madeira a tração Madeira à compressão 0,5 1, ,5 1, Aço à tração 7, Concreto à compressão 2, γ= massa específica f = resistência característica

5 VANTAGENS Pode ser trabalhada com ferramentas simples e ser reempregada várias vezes, Pode ser obtida em grandes quantidades a preço relativamente baixo, É um material renovável, Pode ser produzida em peças com dimensões estruturais e podem ser desdobradas em peças de pequenas dimensões, Foi o primeiro material utilizado pelo homem capaz de resistir tanto à compressão como à tração, Permite realizar emendas e ligações entre si, Não estilhaça quando submetida a choques bruscos Apresenta uma baixa massa especifica e elevada resistência mecânica, Apresenta boas condições de isolamento térmico e absorção acústica, No seu aspecto natural apresenta variados padrões.

6 DESVANTAGENS É fundamentalmente um material heterogêneo e anisotrópico, É combustível, Sujeito ao ataque de agentes destruidores naturais, Mesmo depois de transformada a madeira é sensível à umidade, Falta de homogeneidade nas propriedades mecânicas, Dificuldades com relação a sua classificação e seleção. É bastante vulnerável aos agentes externos durabilidade limitada quando desprotegida. Variação de propriedades x umidade

7 PRINCIPAIS EMPREGOS Coberturas Residenciais, comerciais, industriais, construções rurais Cimbramentos ( para estruturas de concreto) Transposição de obstáculos (pontes, viadutos passarelas) Armazenamento ( silos) Linhas de transmissão (tores para energia elétrica, telefonia) Obras portuárias Como componentes para as edificações Painéis divisórios, portas, caixilhos, lambris, forros, pisos

8 CLASSIFICAÇÃO BOTÂNICA O grupos dos vegetais FANERÓGAMOS ( reprodução visível possuem raiz, caule, folhas, flores, e sementes plantas de grande porte) se divide em: Ginospermas ou coníferas A massa lenhosa do caule é constituída por traquéias em forma de dutos alongados dispostos paralelamente à direção de maior crescimento da planta (eixo do caule) - moles Angiospermas ou folhosas Monocotiledoneas palmeiras Dicotiledoneas madeiras para industria A massa lenhosa é constituída por células paralelas ao eixo do caule mas nem todas idênticas como no caso das ginospermas. O tecido lenhoso é mais complexo pois uma parte é formada por fibras fusiformes, alongadas não constituindo canais e sim fechadas nas suas extremidades - duras.

9 ANATOMIA

10 ANATOMIA A casca é a proteção externa da árvore, formada por uma camada externa morta, de espessura variável com a idade e as espécies, e uma fina camada interna, de tecido vivo e macio, que conduz o alimento preparado nas folhas para as partes em crescimento. O alburno ou branco é a camada formada por células vivas que conduzem a seiva das raízes para as folhas; tem espessura variável conforme a espécie, geralmente de 3 a 5 cm. Com o crescimento, as células vivas do alburno tornam-se inativas e constituem o cerne ou durâmen, de coloração mais escura, passando a ter apenas função de sustentar o tronco. A medula é um tecido macio, em torno do qual se verifica o primeiro crescimento da madeira, nos ramos novos.

11 ANATOMIA A composição química da madeira não pode ser precisamente definida para uma espécie de madeira ou mesmo para uma madeira em particular. Ela varia de acordo com uma série de fatores, podendo muitas vezes depender da procedência (localização geográfica), clima, tipo de solo, etc.

12 ANATOMIA De qualquer forma, pode-se afirmar que existem três componentes principais na madeira: Lignina (18% a 35%), Hemicelulose e Celulose (65% a 75%). Esses materiais são considerados poliméricos complexos. Como um todo, os elementos (estrutura molecular) que compõem a madeira são aproximadamente distribuídos da seguinte forma:

13 ANATOMIA 50% carbono 44% oxigênio 6,0% hidrogênio traços de muitos íons metálicos

14 ANATOMIA A celulose é um polímero constituído por cadeias de unidades monoméricas glicosídicas, encontrado na natureza em diversos materiais como algodão, bambu, madeira, etc. De alta resistência à tração, a celulose fornece uma estrutura à madeira. Tem alto grau de polimerização, forma fibras e possui regiões cristalinas e amorfas. É o componente de maior importância nas paredes das células da madeira, tanto em termos de volume como seu efeito nas características da madeira, respondendo por cerca de 40% a 50% em relação ao peso de madeira seca.

15 ANATOMIA As hemiceluloses são polissacarídeos associados com a celulose e a lignina em tecidos vegetais. Enquanto a celulose é formada pela repetição da mesma unidade monomérica, nas hemicelulose aparecem condensadas diversas dessas unidades. Apresentam baixo grau de polimerização, não formam fibras e só possuem regiões amorfas. O conteúdo de hemicelulose num vegetal arbóreo corresponde a cerca de 25% a 35%, considerando o peso de madeira seca.

16 ANATOMIA A lignina é um composto aromático de alto peso molecular. É um polímero tridimensional que apresenta composições diferentes para coníferas e frondosas sendo encontrada em maior quantidade em coníferas do que em frondosas. A lignina incrusta o espaço intercelular e toda e qualquer abertura e cavidade das paredes das células, após a deposição da celulose e das hemiceluloses. Atua como material cimentante que liga os elementos estruturais das madeiras e auxilia na redução de mudanças dimensionais quando as paredes das células absorvem água. A lignina é bastante insolúvel, apresentando menor higroscopidade que a celulose. A mais importante propriedade física deste material é a rigidez e dureza que confere às paredes celulares onde está localizada, ou seja, é a lignina que dá rigidez e dureza ao conjunto de cadeia de celulose, conferindo coesão à madeira. Muitas propriedades físicas e mecânicas da madeira dependem da presença da lignina.

17 OBTENÇÃO Reflorestamento Abate Deve ser feito quando as árvores tenham atingido o máximo desenvolvimento, pouco antes de começarem a fenecer, O corte dever ser feito no outono ou inverno no hemisfério sul, Nesse período há pequena circulação de seiva Um dos fatores de degradação da madeira é a fermentação da seiva que atrai os agentes destruidores O corte pode ser feito por machados, serras, equipamento de corte em trator ou veiculo, Desdobro Paralelo, radial, espiral, laminas finas paralelas, faqueamento Secagem Natural Forçada (ar quente, correntes de alta freqüência, raios infra vermelhos, à vácuo)

18 OBTENÇÃO

19 OBTENÇÃO

20 CLASSIFICAÇÃO Madeira Bruta é a tora propriamente dita ou a tora falquejada. Madeira Serrada é a peça que passou por desdobros adquirindo forma e dimensões próprias para o uso na construção civil. Madeira Beneficiada é a peça que passou por desdobros e por um processo de molduragem em máquinas especiais.

21 CLASSIFICAÇÃO

22 CLASSIFICAÇÃO

23 DEFEITOS De crescimento Nós É a região de inserção dos galhos no tronco. Vento São separações entre as fibras ou anéis de crescimento provocadas por paralisação no crescimento ou ações dinâmicas.

24 DEFEITOS De produção São resultantes de um desdobro mal efetuado. Compreendem fraturas, fendas, machucaduras no abate, cantos quebrados.

25 DEFEITOS De secagem Rachaduras Aberturas de grande extensão no topo das peças. Fendas Pequenas aberturas no topo das peças. Fendilhamento Pequenas aberturas ao longo das peças. Abaulamento Empenamento no sentido da largura da peça.

26 DEFEITOS De secagem Arqueamento Empenamento no sentido do comprimento da peça. Curvatura Ligeiro empenamento longitudinal. Curvatura lateral Ligeiro empenamento lateral.

27 DEFEITOS Por agentes de deterioração Mofo e manchas Microorganismos que se alimentam do conteúdo das cavidades celulares. Fungos Microorganismos que provocam a destruição da madeira. Insetos xilófagos Coleópteros e cupins. Furadores marinhos Moluscos (Teredos) e crustáceos (Limnória).

28 DEFEITOS

29 DEFEITOS

30 PROPRIEDADES FÍSICAS Teor de Umidade % = Madeira verde possui água livre. 100 Ponto de Saturação 25% (NBR 7190). Umidade de Equilíbrio 12%.

31 PROPRIEDADES FÍSICAS Densidade Densidade básica: = Densidade aparente: =

32 PROPRIEDADES FÍSICAS Retratibilidade É a redução das medidas da madeira pela saída de água de impregnação. Varia de acordo com a direção considerada. Baixa relação T/R e baixos valores absolutos de T e de R apresentam melhor estabilidade. T retratibilidade na direção tangencial. R retratibilidade na direção radial.

33 PROPRIEDADES FÍSICAS Resistências Compressão Pode ser paralela, normal ou inclinada em relação às fibras. Tração Paralela ou perpendicular às fibras. Cisalhamento Perpendicular. Paralelo com força paralela ou com força perpendicular. Flexão simples Produz 4 esforços.

34 PROPRIEDADES FÍSICAS Resistência ao fogo Apresenta boa resistência ao fogo porque após alguns minutos a camada exposta à chama se carboniza, tornando-se isolante térmico. A espécie e as condições de exposição afetam esta característica.

35 PROPRIEDADES FÍSICAS Durabilidade natural Depende da espécie e da região da tora.

36 PRESERVAÇÃO DAS MADEIRAS Condições para que ocorra a degradação: Presença de oxigênio; Alto volume de alburno; Temperatura entre 20º C e 30º C; Umidade alta acima de 25%; Contato com terra, água ou concreto úmido.

37 PRESERVAÇÃO DAS MADEIRAS Tipos de preservantes: Preservantes oleosos creosoto, derivados do alcatrão de hulha. Preservantes oleossolúveis são dissolvidos em solvente orgânico Pentaclorofenol (PCP) Hidrossolúveis são dissolvidos na água Arseniato de cobre cromatado (CCA)

38 PRESERVAÇÃO DAS MADEIRAS Características dos produtos preservantes: Eficientes tóxicos ao organismo xilófago; Eficácia comprovada com dados de campo; Permanência propriedades físicas e químicas satisfatórias; Custo disponível no mercado com custo compatível; Segurança não prejudicial aos operadores; Não alterar as características da madeira; Não inflamável; Não ter cheiro persistente.

39 PRESERVAÇÃO DAS MADEIRAS Processos de preservação: Com Pressão autoclave. Sem Pressão Banho quente/frio, substituição da seiva, impregnação superficial.

40 PRESERVAÇÃO DAS MADEIRAS Autoclave: Método mais efetivo. Consiste em um cilindro de alta pressão no qual a madeira é introduzida e depois os produtos químicos preservantes são injetados a pressões consideravelmente maiores que a pressão atmosférica. 1) Introduz-se a madeira depois de seca 2) Faz-se um vácuo para extrair o ar do cilindro e das cavidades celulares da madeira 3) Injeta-se o produto preservante 4) Aplica-se pressão até a saturação da madeira 5) Retira-se o produto excedente 6) Novo vácuo para extrair o produto da superfície.

41 PRESERVAÇÃO DAS MADEIRAS Banho quente/frio: Madeira seca e sem casca. Aquecer o produto preservante a 100ºC e fazer a imersão total da peça por 24h. A seguir coloca-se rapidamente a madeira no banho frio, com duração de 4h.

42 PRESERVAÇÃO DAS MADEIRAS Substituição da seiva: Peças roliças e sem casca. Máximo 24h após o corte. Princípio da capilaridade. As peças são colocadas verticalmente com suas bases mergulhadas na solução preservante. Conforme a seiva evapora pela parte superior da peça, ocorre uma impregnação, por absorção capilar, do produto preservante.

43 PRESERVAÇÃO DAS MADEIRAS Impregnação superficial: Madeiras secas destinadas a ambientes cobertos e fracas variações higroscópicas. Consiste em uma pintura superficial ou imersão das peças em produtos preservantes. 2 a 3mm de penetração.

44 PRODUTOS DE MADEIRA Madeiras serradas já citadas. Madeira compensadas. Madeira laminada. Madeira aglomerada. OSB Chapas de partículas orientadas. WB Chapas de partículas não orientadas. MDF Chapas de média densidade de fibras. HB Chapas duras de fibras Chapas sarrafeadas. Chapas compostas para pisos piso laminado. Assoalhos. Tacos. Parquetes

45 PRODUTOS DE MADEIRA Madeira compensadas.

46 PRODUTOS DE MADEIRA Madeira laminada.

47 PRODUTOS DE MADEIRA Madeira aglomerada.

48 PRODUTOS DE MADEIRA OSB Chapas de partículas orientadas.

49 PRODUTOS DE MADEIRA MDF Chapas de média densidade de fibras.

50 PRODUTOS DE MADEIRA HB Chapas duras de fibras

51 PRODUTOS DE MADEIRA Chapas sarrafeadas.

52 PRODUTOS DE MADEIRA Chapas compostas para pisos piso laminado.

53 PRODUTOS DE MADEIRA Assoalhos.

54 PRODUTOS DE MADEIRA Tacos.

55 PRODUTOS DE MADEIRA Parquetes.

56 PRODUTOS DE MADEIRA Lambris.

57 PRODUTOS DE MADEIRA Forros.

58 PRODUTOS DE MADEIRA Esquadria.

59 MADEIRA - ESTRUTURAL Classes de resistência. Madeira serrada Madeira laminada colada Madeira compensada Madeira recomposta

60 MADEIRA - ESTRUTURAL Efeito da temperatura na resistência à compressão.

61 MADEIRA - ESTRUTURAL Resistência à compressão e tração.

62 MADEIRA - ESTRUTURAL

63 MADEIRA - ESTRUTURAL

64 MADEIRA - ESTRUTURAL Influência da umidade relativa ambiental. Correção das propriedades pelo k mod

65 MADEIRA - ESTRUTURAL = % 1+ 3 % =

66 MADEIRA - ESTRUTURAL Ligações

67 MADEIRA - ESTRUTURAL Ligações

68 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS FORMAS são construções temporárias destinadas a sustentar o concreto fresco até que o mesmo atinja resistência suficiente para suportar seu próprio peso. As fôrmas são portanto, uma estrutura provisória, que têm três funções principais: dar forma ao concreto; proporcionar à superfície do concreto a textura requerida e; suportar o concreto fresco, até que ele adquira capacidade de auto suporte.

69 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS As principais propriedades da fôrmas são: Resistência: peso próprio, do peso e empuxo lateral do concreto, do adensamento, do trânsito de pessoas Rigidez: manter as dimensões e forma previstas no projeto de estrutura para os elementos de concreto. Estabilidade: suportes e contraventamentos. Estanqueidade: perda de água e finos durante a concretagem. Possibilitar o correto posicionamento da armadura. Permitir a desfôrma sem danos para o concreto Propiciar o correto lançamento e adensamento do concreto.

70 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS Características: Textura conforme as exigências de cada projeto, especialmente nas estruturas de concreto aparente. Devem ser projetadas e construídas visando a simplicidade, permitindo fácil desforma e reaproveitamento. Segurança tanto para os trabalhadores como para a estrutura do concreto. Aderência da fôrma/concreto deve ser a menor possível para facilitar a desfôrma e as são geralmente tratadas com produto desmoldante.

71 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS Madeiras utilizadas: - chapas compensadas, OSB - madeira serrada.

72 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS

73 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS Propriedades das madeiras utilizadas:

75 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS Acessórios: - Pregos diâmetro em fieira de Paris e comprimento em linha inglesa. -Tensores vergalhões de aço. - Conexões.

77 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS BITOLA DIÂMETRO (mm) COMPRIMENTO (mm) 16x24 2, x27 3, x30 3, x33 4, x36 4, x39 4, x42 5, x45 5, x48 5, x51 6, x60 6, x84 7,95 192

78 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS DIÂMETRO (mm) ESPESSURA DA MADEIRA (mm) PENETRAÇÃO MÍNIMA (mm) 2,84 20, 22, ,25 20, 22, ,52 22, 25, 28, ,05 26, 28, 30, ,65 30, 34, ,15 35, 40, ,75 40, 45, ,25 50, 60, ,75 60, 70, ,35 65, 75, ,95 70, 75, 80 92

79 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS Sistemas de fôrmas Existem, no mercado, diversos sistemas de fôrmas, um dos primeiros, da década de 60, é o sistematoshio Ueno:

82 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS Sistema Pratika

84 MADEIRA FÔRMAS E ESCORAMENTOS Sistema Gethal