FICHA DE EXERCÍCIOS N.º 3 MADEIRAS

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Vera Wagner Valente
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1 1 Faculdade de Engenharia Curso de Licenciatura em Engenharia Civil Materiais de Construção II FICHA DE EXERCÍCIOS N.º 3 MADEIRAS Problema 1 Os ensaios fisicó-mecânicos do Ulmeiro Americano verde e seco no secador até humidade de 12% forneceram os seguintes resultados: Amosta ρ (g/cm 3 ) σ (MPa) σ (MPa) σ (MPa) A 0,50 20,0 49,6 2,5 B 0,46 38,0 81,3 4,8 a) Qual das madeiras se encontra no estado verde? Justifique. b) Determine para a madeira seca: i. Cota específica; ii. Cota de tenacidade. Problema 2 Os ensaios fisicó mecânicos do Pinho Bravo forneceram is seguintes resultados: Propriedade Valor Flexão estática (N/mm 2 ) 35,00 Tracção paralelea às fibras (N/mm 2 ) 21,00 Tracção perpendicular às fibras (N/mm 2 ) 0,49 Compressão paralela às fibras (N/mm 2 ) 27,70 Compressão perpendicular às fibras (N/mm 2 ) 7,30 Corte (N/mm 2 ) 3,40 Massa volúmica (kg/m 3 ) 610,00 a) Determine para a madeira seca: i. Cota específica ii. Cota de tenacidade iii. Cota de flexão b) Explique a anisotropria da madeira, com base nos resultados da tabela acima. c) Com base nos resultados obtidos, seria possível determinar a aplicação da madeira para fins estruturais? Justifique. 1

2 2 Problema 3 A figura abaixo apresentada é o diagrama de retracção de uma madeira: Figura 3.1: Diagrama de retracção de uma madeira a) Determine: i. Retracção volumétrica total ii. Ponto de saturação das fibras (PSF) b) Descreva o processo de retracção que ocorre durante a secagem daquela madeira. c) A tensão de rotura por compressão axial (N/mm 2 ), sabendo que a uma humidade de 12%, suportou uma carga até 1,54N (caso não conheça as dimensões normalizadas dos provetes para compressão axial, considere 2,5x2,5x6,0cm). d) A cota específica, sabendo que a 12% apresenta uma massa volúmica de 0,61 g/cm 3. Problema 4 Uma porta é aplicada num compartimento em que o estado higrotérmico médio do ar é de 25⁰C e a humidade relativa de 60%. a) Determine a massa volúmica desta porta, se na altura da sua produção a madeira apresentava um teor de humidade de 12% e massa volúmica de 0,75 g/cm 3. b) Haverá alguma alteração na funcionalidade da porta? Justifique. 2

3 3 Problema 5 A figura anexa é o diagrama de retracção tangencial de uma madeira Figura 3.2: Diagrama de retracção tangencial de uma madeira a) Determine: i. Retracção linear total (tangencial) ii. Ponto de saturação das fibras (PSF) b) Desenhe no diagrama a retracção linear hipotética total (radial) c) Descreva o processo de retracção que ocorre durante a secagem daquela madeira. Problema 6 Considere as seguintes madeiras: Chanfuta, Ébano Africano, Jambire a) Traço os respectivos diagramas de retracção b) Ordene-as de acordo com: i. Densidade ii. Retracção iii. Resistência mecânica na direcção perpenicular às fibras iv. Resistência mecânica na direcção paralela às fibras v. Dureza c) Que aplicações iria sugerir para cada uma das madeiras. Justifique. Problema 7 Uma madeira verde tem uma densidade de 0,86g/cm 3 e contém 175% de água. Calcule a densidade da madeira quando esta se encontra completamente seca. 3

4 4 Problema 8 Uma porta de madeira maciça foi feita juntando tábuas de pinho cortadas. A lagura da tábua encontra-se no direcção radial e a espessura na direcção tangencial. A porta foi inicialmente rectificada para 761mm por 2035mm (para atender uma abertura de 765mm por 2050mm), tendo sido cortada quando o teor de humidade era de 9%. Determine a funcionalidade da porta quando o teor dee humidade subir para 14%. Coeficiente de retracção unitária do Pinho bravo a 12% (%/%) (LNEC, 1997) Tangencial Radial Volumérica 0,36 0,21 0,60 Problema 9 Os ensaios fisicó-mecânicos de duas espécies de madeiras do centro do país forneceram os seguintes resultados: Espécie ρ 14 (g/cm 3 ) N (mm -1 ) σ 12 (kgf/cm 2 ) σ 12 (kgf/cm 2 ) σ 12 (kgf/cm 2 ) K C ff Murroto 0,79 16, ,56 8,1 Munhaca 0,82 28, ,50 9,1 a) Para as duas madeiras determine: i. Cota estática ii. Cota específica iii. Cota de flexão iv. Cota de tenacidade v. Cota de dureza vi. Cota dinâmica vii. Cota de rigidez viii. Cota de aderência b) Justificando, qual das duas madeiras utilizaria para: i. Pilar ii. Viga iii. Travessa Problema 10 Uma peça de madeira com 6x10x30cm apresenta uma densidade seca de 0,35 g/cm 3. Calcule a: a) Quantidade de água que a peça necessita de absorver para conter 120% de água. b) Densidade da madeira após absorver aquela quantidade de água. 4

5 5 Problema 11 Para o pavimento de um compartimento com as dimensões de 7,0x10,0m foram usados paineis de Mecrusse com espessura de 2,5cm, largura de 15,0cm e comprimento de 40,0cm, considere: Corte na direcção tangencial-longitudinal Humidade da madeira na colocação: 12% Após alguns dias a humidade dos paineis passou para 60% a) Determine variação dimensional do pavimento nas direcções paralela e perpendicular aos paineis. b) Que acontecerá ao pavimento? Como se pode corrigir o problema? Problema 12 Uma amostra de madeira anídra tem um volume de 81 cm 3. A mesma amostra com 50% de humidade tem 97,2 cm 3. O ponto de saturação das fibras dessa madeira corresponde a uma humidade de 33%. A deformação tangencial é o dobro da deformação radial e esta, por sua vez, é 12 vezes a deformação axial. Determine: a) Deformação volumétrica b) Coeficiente de contracção volumétrica c) Valor das deformações axial, radial e tangencial Questionário 1. Defina: a) Madeira b) Celulose c) Hemicelulose d) Lenhina 2. Represente detalhadamente a secção tranvesal de um tronco. 3. Explique a anisotropia da madeira. 4. O que entende por ponto de saturação das fibras? 5. Explique que influência tem a resistência mecânica da madeira em relação ao teor em água. 6. Compare a retracção de uma madeira a de um cerâmico. 7. Quais são as condições que determinam o ataque da madeira por agentes xilófagos? 8. Qual é a diferença entre térmitas e fungos xilófagos? 9. Dê três exemplos de aplicação para elementos: a) Estruturais b) Acabamento 5

6 6 Figura 3.3: Curvas da humidade de equilíbrio da madeira 6

7 7 Figura 3.4: Ábaco de Kollmann 7

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