Resistência e elasticidade da madeira e de juntas coladas de Eucalyptus grandis W. Hill ex-Maiden e seus impactos na mecânica de vigas laminadas coladas

Abstract

A presente pesquisa teve como objetivo geral a otimização dos parâmetros de colagem para a fabricação de madeira laminada colada de Eucalyptus grandis, enfatizado na interação madeira-adesivo. Foi avaliada a influência da rugosidade, pressão de colagem, tipo de adesivo e tempo de armazenamento da madeira após a preparação das superfícies a serem coladas. Essas variáveis que afetam a qualidade da adesão foram analisadas a partir da resistência apresentada pelas uniões submetidas ao esforço de cisalhamento. Para complementar a compreensão da mecânica das juntas coladas, efetuou-se a caracterização qualitativa da linha de cola mediante análises microscópicas e imagens de raios-X. Estudaram-se as correlações existentes entre os pares possíveis das variáveis massa específica, resistência ao cisalhamento, rugosidade, profundidade de penetração e porcentagem de falha na madeira. A resistência do plano de cola em situação crítica de cisalhamento foi avaliada também em ensaios de flexão de vigas laminadas coladas. A eficiência adesiva, que é a relação entre a resistência da madeira maciça e a resistência da madeira laminada colada, não variou significativamente entre adesivo, pressão de colagem e acabamento de superfície. A eficiência adesiva das juntas coladas de madeira de Eucalyptus grandis com adesivos Cascophen e Jowapur foi satisfatória por ter estado sempre no intervalo de 90,9 a 127,8%. Observaram-se correlações muito fracas entre a espessura da linha de cola e as variáveis massa específica, resistência ao cisalhamento, eficiência adesiva e porcentagem de falha na madeira. As vigas solidarizadas com o adesivo Jowapur apresentaram um baixo módulo de elasticidade quando comparado ao da madeira maciça, sem apresentar diferenças significativa na resistência à flexão. Os processos de fabricação adotados garantiram uma qualidade ótima às juntas coladas, inferida pela observação das falhas que ocorreram tanto nos ensaios de cisalhamento quanto nos ensaios de flexão, nos quais as rupturas se deram ao longo da madeira maciça sem afetar o plano de cola.

The objective of the present study was to optimize the parameters of glue to manufacture laminated wood of E. grandis, emphasized the interaction wood-adhesive. The influence of the roughness, bonding pressure, adhesive type and time of storage of the timber after preparing the surfaces to be bonded were evaluated. These variables that affect the quality of adherence were analyzed from the resistance presented by the joints subjected to shear stress. To complement the understanding of the mechanics of bonded joints, we performed a qualitative characterization of the glue line by microscopy and X-ray imaging. Were studied correlations between possible pairs of variables: density, shear strength, roughness, depth of penetration, percentage of wood failure. The resistance of the bonding surface in critical shear was also measured using bending tests of glued laminated beams. The adhesive efficiency, which is the ratio between the resistance of the wood and the glued laminated wood resistance, did not vary significantly between adhesive, pressure bonding and surface finish. The adhesive efficiency of the bonded joints of Eucalyptus grandis with Cascophen and Jowapur was satisfactory falling always in the range from 90.9 to 127.8%. Very weak correlations were observed between the variables glue line thickness, density, shear strength, adhesive efficiency and percentage of wood failure. The beams glued with the adhesive Jowapur showed a low modulus of elasticity compared to solid wood, without showing significant differences in flexural strength. The manufacturing processes adopted ensured the optimal quality of bonded joints. This was inferred by observing the failures that occurred in both shear tests as in bending tests. Ruptures occurred within the wood without affecting the bonding surface.