Desempenho físico-mecânico de painéis de LVL de pinus tropicais da região de São Paulo

Abstract

Este trabalho teve por objetivo principal a avaliação do desempenho físico-mecânico de painéis de lâminas paralelas LVL (Laminated venner lumber) de Pinus tropicais, classificando-se as lâminas em classes de qualidade (baixo e alto módulos de elasticidade), usando-se para isto métodos não-destrutivos, como ultra-som e ondas de tensão. As avaliações foram realizadas em painéis com lâminas de espessura de 2,2 mm, provenientes da Indústria de Madeiras Caribea Ltda., localizada no município de São Manuel, SP. Foram confeccionados painéis LVL de 13 e 25 lâminas, com quatro tipos de tratamento, com as lâminas previamente classificadas: a) T1-LVL homogêneo 1 (produzido somente com lâminas classificadas com alto módulo de elasticidade dinâmico) b) T2-LVL homogêneo 2 (produzido somente com lâminas classificadas com baixo módulo de elasticidade dinâmico ) c) T3-LVL com lâminas combinadas (lâminas de alto módulo de elasticidade dinâmico na capa e contracapa e baixo módulo de elasticidade dinâmico no miolo) d) T4-LVL não homogêneo (com lâminas alternadas – uma com alto módulo, e outra com baixo módulo de elasticidade alternadamente) As propriedades dos painéis foram avaliadas pelos métodos não- destrutivos de ondas de tensão (stress wave method) e ultra-som, determinando-se, respectivamente, o módulo dinâmico (Ed.) e a constante dinâmica (CLL) de cada painel. Com os corpos-de-prova retirados dos painéis foram realizados ensaios de flexão estática, cisalhamento longitudinal, compressão paralela e perpendicular às fibras, resistência da colagem ao esforço de cisalhamento, teor de umidade e densidade, seguindo-se as recomendações das normas ASTM 5456 e o Projeto 31:000.05-001/3 para Painéis de madeira compensada, da ABNT. Na avaliação da qualidade dos painéis os valores médios das propriedades do LVL foram comparados com as especificações das normas americanas e européias utilizadas para este produto, normas brasileiras para madeira serrada de coníferas e também com os valores obtidos em outros estudos encontrados na literatura. De uma análise global dos resultados obtidos concluiu-se que os painéis LVL puderam ser produzidos industrialmente, utilizando-se os mesmos equipamentos e variáveis gerais do processo de fabricação de compensados. Foi possível separar as lâminas de diferentes qualidades com uso de ensaios não-destrutivos de ondas de tensão e ultra-som, sendo que o método do ultra-som revelou-se de maior praticidade relativa. Os resultados evidenciaram, ainda, que, no geral, os tratamentos com melhor desempenho foram os T1 e T4. Para os painéis LVL de 13 lâminas, justificou-se, em termos de rigidez, a disposição de lâminas de maior módulo de elasticidade na face e contra-face dos painéis, já que o tratamento estatístico T3 teve desempenho de rigidez superior ao tratamento T4. Para os painéis LVL de 25 lâminas, não se justificou, em termos de resistência e rigidez à flexão em relação a qualquer dos dois eixos principais (de menor e de maior inércia), a disposição de lâminas de maior módulo de elasticidade na face e contra-face dos painéis, uma vez que o tratamento estatístico T3 não apresentou desempenho de resistência superior ao tratamento T4.

This paper had the main objective of evaluating physical and mechanical performance of LVL panels made from tropical pinus, with the previous classification of the veneers according to its MOE (high and low modulus of elasticity), obtained from non-destructive tests (ultrasound and stress wave methods). Evaluations were carried in commercial dimension panels made with 2,2 mm thick veneers from “Industria de Madeiras Caribea Ltda”, located at Sao Manuel, São Paulo State, southeast of Brazil. Panels with 13 and 25 veneer were made considering four distinct treatments (three boards for each thickness and treatment) as follows: a) T1 (homogeneous superior) – LVL made entirely of higher MOE veneer; b) T2 (homogeneous inferior) – LVL made entirely of low-grade MOE veneer; c) T3 (rational) – LVL made with higher MOE in face veneer and lower MOE in core veneer; d) T4 (combined) – boards made with combined and alternated veneer with higher and lower MOE. Panels were submitted to non-destructive evaluation, in order to obtain their dynamic modulus of elasticity (Ed – stress wave method) and dynamic constant (CLL – ultrasound method). Specimens of the boards were tested under static bending, longitudinal shear, compression parallel and normal to the grain. For all specimens were evaluated density and humidity. All physical and mechanical tests were done according to ASTM D 5456 Code and CE 31:000.05-001/1 – First draft of the new Brazilian Code for Plywood. In the evaluation of their quality, mean values of the panels properties were compared to American and European LVL code specification, Brazilian code specification for sawn lumber and other performance minimum values for LVL panels reported on scientific and technical literature. In a global analysis of the results it could be concluded that it was possible to produce the LVL panels in an industry with the same equipment and main variables used to plywood production. Non-destructive tests on the veneers made possible the separation of distinct quality veneers and ultrasound method revealed to be more practice. Results also revealed that treatments T1 and T4 had the best global performance. For 13 veneer panels it was justified, in terms of rigidity (MOE) the usage of the rational disposition of the veneers (higher MOE in face veneer). For the panels LVL of 25 veneers, was not justified, in resistance terms and rigidity to the flexing in relation to any of the two main axes (of minor and of larger inertia), the disposition of sheets of larger module of elasticity in the face and against-face of the panels, once the statistical treatment T3 didn't present acting of superior resistance to the treatment T4.