Abstract The aimed to evaluate the properties of MDP and HDP panels, produced with pure Populus deltoides or in a mixture with Pinus taeda, together with urea-formaldehyde resin. The density and chemical properties of this wood with 8 and 12 years of age were determined, which were used for the production of panels with nominal density of 0.65 and 0.90 g.cm-3. Water absorption and thickness swelling tests were performed after 2 and 24 hours of immersion, as well as static bending and perpendicular tensile. Populus deltoides wood was classified as low-density in both ages and presented chemical properties similar to Pinus taeda. Mechanical properties obtained for the panels produced reached the minimum requirements values established by the standards NBR 14810-2 and ANSI A208.1, demonstrating the potential use of wood species for the production of MDP and HDP panels, at both ages studied and used pure or mixed with Pinus taeda wood.

Resumo Madeira Lamelada Colada (MLC) podem ser empregadas como vigas ou colunas. A MLC é um produto engenheirado de madeira composto por lamelas classificadas e coladas usando adesivos apropriados e pressão preestabelecida. Quanto maior a industrialização do processo de fabricação de MLC maior é a geração de resíduos, que merecem atenção, e o desenvolvimento de tecnologias para a agreagação de valor nestes. O objetivo deste trabalho foi investigar a viabilidade técnica do uso do resíduo industrial brasileiro da produção de MLC como matéria-prima para a indústria de painéis de partículas utilizando adesivo poliuretano à base de óleo de mamona. Painéis de partículas foram produzidos utilizando resíduos da produção de MLC (produzida com Eucalyptus urograndis) e resina poliuretana à base de mamona na proporção em massa de 8, 10, 12 e 14% e caracterizados de acordo com os procedimentos do documento normativo NBR 14810-2:2006. Análise de variância foi realizada para comparação dos desempenhos físicos e mecânicos dos painéis. O aumento do teor de adesivo provocou aumento de MOR (Módulo de ruptura), mas o MOE (Módulo de Elasticidade) e as propriedades físicas se mantiveram constantes acima de 12% de adesivo. Painéis com teores de adesivo maiores que 8% apresentaram desempenhos que atenderam os requisitos normativos. Assim, foi possível concluir que os resíduos de MLC produzida com Eucalyptus urograndis podem ser utilizados como matéria-prima para produção de painéis de partículas.

Abstract Glulam are long engineered wood beams (or columns) composed by graded lumbers bounded together with the use of appropriate adhesives under pre-established pressure. The greater the industrialization the greater will be the production of wood waste a matter that deserves attention and development of technologies in terms of its waste management. This paper aimed to investigate the technical feasibility of Brazilian industrial glulam waste usage as raw material for particleboard production industries using a castor oil-based polyurethane adhesive. Particleboards were manufactured using glulam (produced with Eucalyptus urograndis) waste particles and castor oil-based polyurethane adhesive at 8, 10, 12 and 14% mass proportions and characterized based on NBR 14810-2:2006 procedures. Analysis of variance was performed for the comparison of mechanical and physical performances of the panels. The increase of adhesive content caused and increase of the MOR (Rupture Modulus), but the MOE (Elasticity Modulus) and the physical properties remained unaltered above 12% of adhesive content. The adhesive content greater than 8% provided panel performances that met the standardized specifications. Based on these findings, it was possible to conclude that the waste of glulam produced with Eucalyptus urograndis can be used as raw material for particleboard production.

ABSTRACT Brazil presents many wood species that are very useful in several sectors such as civil construction and furniture industry. Rational use of wood resources depends on the wood characterizations process, that can become easier using equations involving properties of interest. Some theoretical equations found in the literature were developed for primarily softwood from the northern hemisphere, but not checked regarding of their accuracy for tropical Brazilian wood species. This paper aims to confront four theoretical equations with the dimensional stability quantities of fifteen tropical Brazilian woods and test the accuracy of them for these wood species. Results showed that experimental values present greater variability than the ones provided by the theoretical equations. Kruskal-Wallis ANOVA performed showed that one of the four equations cannot be accurately used for tropical Brazilian wood species at 5% significance level.

Resumo Os painéis reconstituídos à base de madeira são uma alternativa para utilização na construção civil e na indústria do mobiliário. Dentre os tipos de painéis, destacam-se o OSB (Oriented Strand Board) e o MDP (Medium Density Particleboard). O objetivo desta pesquisa foi avaliar as propriedades físicas e mecânicas de painéis híbridos OSB/MDP, visando uma alternativa de uso em novo sistema fabril com o reaproveitamento de partículas de madeira. Foram fabricados painéis OSB, híbridos e MDP em escala laboratorial e determinadas suas respectivas propriedades físicas e mecânicas de acordo com as normas EN 300:2006 e ABNT NBR 14.810-2:2013. A influência dos tipos de painéis nas propriedades foi investigada pela análise de variância (ANOVA), os testes de normalidade de Anderson-Darling (AD) e de homogeneidade de variâncias de Bartlett (Bt) foram utilizados na verificação da validade das hipóteses da ANOVA. O teste de comparações múltiplas de Tukey foi utilizado para o agrupamento dos níveis do fator (tipo de painel) nas propriedades avaliadas. Os valores obtidos para as propriedades físicas e mecânicas dos painéis híbridos OSB/MDP alcançaram os valores mínimos determinados pelas normas vigentes. Os painéis híbridos apresentaram propriedades que permitem sua aplicação estrutural e em ambientes úmidos.

Abstract Reconstituted wood-based panels are an alternative for use in the building and furniture industries. Two important examples of them are the OSB (Oriented Strand Board) and the MDP (Medium Density Particleboard). The aim of this study was to evaluate the physical and mechanical properties of OSB/MDP hybrid panels, aiming at their use in a new wood particle recycling system. OSB, hybrids and MDP panels were manufactured at laboratory scale and their physical and mechanical properties were evaluated according to EN 300:2006 and ABNT NBR 14.810-2:2013 Codes. The influence of the panel types on physical and mechanical properties was investigated by analysis of variance (ANOVA), and Anderson-Darling (AD) and Bartlett (Bt) variance homogeneity tests were used to verify the validity of the ANOVA. The Tukey multiple comparison test was used to group factor levels (panel type) in the evaluated properties. The values obtained for the physical and mechanical properties of the hybrid OSB/MDP panels reached the minimum values required by the current standards. The hybrid wood-panels presented properties that allow their application as structural members and their use in humid environments.

RESUMOO módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras (Ec0) é um dos parâmetros de referência para estimar o desempenho da madeira. O Anexo B da Norma Brasileira ABNT NBR 7190:1997 estabelece, nos ensaios para determinação do Ec0, que seja tomada a medida de deformações em pelo menos duas faces opostas dos corpos de prova. O objetivo deste trabalho foi verificar a influência dessas condições de ensaio nos valores de Ec0. Tal propriedade foi determinada a partir das deformações de duas faces opostas dos corpos de prova e, em seguida, a partir das deformações obtidas nas faces complementares. Foram utilizadas espécies de madeira de forma a abranger todas as classes de resistência assumidas pela citada norma. Os resultados indicam significativa variação de Ec0determinado nos ensaios referidos, evidenciando que tal situação deve ser considerada para futura revisão dos métodos de ensaio para determinação de propriedades da madeira para aplicação estrutural.

ABSTRACTThe modulus of elasticity in compression parallel to the grain (Ec0) is a reference parameter to estimate the performance of the timber. Annex B of the Brazilian Code ABNT NBR 7190:1997 establishes, for determining the Ec0, to measure deformations at least on two opposite sides of the specimens. The aim of this study was to assess the influence of these test conditions in Ec0 values. This property was determined based on two opposite sides deformations of the specimens, and then, from the deformations obtained in complementary sides. Wood species were used to cover all strength classes assumed by this standard. Results showed a significant variation of Ec0 determined in mentioned tests, demonstrating that such a situation should be considered for future revision of the test methods for the determination of wood properties for structural application.

Wood is a natural material and so many factors interfere in estimation of its physical and mechanical properties. Consequently variability in properties should be taken into account to rationalize its application. Longitudinal modulus of elasticity is one of the main mechanical properties of the material, and its value can be obtained via standardized tests. The aim of this study is to evaluate the influence of test conditions compatible with ABNT NBR 7190:1997 Code requirements to determine modulus of elasticity in static bending. For each of eight species, eight specimens were tested, all of them four times, with the sample oriented on each of its four faces related to load application. Data analysis was performed independently of species and their respective strength class, using hypothesis testing to evaluate influence of specimens’ orientations to determination. It was concluded that specimen orientation is significant in determining modulus of elasticity in static bending according to ABNT NBR 7190:1997. This aspect can lead to a future normative review by the National Committee responsible by redaction of this Code. To represent natural variability of wood in specimens’ volume by only one bending test, values of the modulus of elasticity should be lessened in 8%.

A tenacidade da madeira é uma propriedade mecânica de interesse em situações em que o carregamento por impacto deve ser considerado, encontrando aplicação em silos, pontes e fôrmas para estruturas de concreto armado. Apesar das recomendações do Anexo B - NBR 7190:1997, não tem sido usual a determinação da tenacidade na caracterização da madeira. Este trabalho objetivou investigar a influência do teor de umidade (30; 20; 12; 6; 0%) na obtenção da tenacidade da madeira angelim-saia (Vatairea sp), Eucalyptus grandis, Pinus elliottii e Corymbia citriodora, considerando a orientação dos anéis de crescimento em relação à direção da força de impacto. Análises estatísticas dos resultados por análise de variância (ANOVA) e teste de Tukey revelaram ser significativa a influência do teor de umidade na tenacidade apenas para a madeira de angelim-saia. Para as demais espécies, a análise estatística demonstrou resultados estatisticamente equivalentes, ou seja, o teor de umidade não foi influente na propriedade de tenacidade. Neste sentido, foi observado que o teor de umidade pode ser significativo na obtenção da tenacidade conforme a espécie e que maiores teores podem fornecer valores superiores desta propriedade.

Wood toughness is a mechanical property of interest in structural design where load impact must be considered, as in the construction of silos, bridges and formwork for reinforced concrete structures. However, toughness is not an integral part of the mechanical properties commonly investigated in the characterization of this material. This study aimed to investigate, with the aid of analysis of variance and Charpy pendulum test, the influence of moisture content (30; 20; 12; 6; 0%) to obtain the toughness of angelim saia (Vatairea sp), Eucalyptus grandis, Pinus elliottii and Corimbia citriodora wood species, considering the orientation of growth rings in relation to the direction of impact load. Statistical analysis carried out using ANOVA and Tukey test revealed significant influence of moisture content on toughness only with respect to angelim saia wood. Statistical analysis also showed equivalent results for the other three species, that is, moisture content did not significantly influence toughness. Thus, we conclude that moisture content may be significant in obtaining toughness according to the wood species analyzed and higher moisture content can provide higher values of toughness.

A utilização da madeira em estruturas está vinculada a condições que permitam sua utilização por muitos anos sem a perda de suas propriedades de resistência e de rigidez. Entretanto, por se tratar de material natural, as estruturas em madeira projetadas podem estar sujeitas ao ataque de agentes biológicos, ação de intempéries, entre outros fatores, requerendo soluções na forma de reparo ou reforço. O presente trabalho objetivou investigar a influência do uso de resina epóxi como agente reparador em vigas danificadas de madeira de Pinus elliottii no cálculo do produto de rigidez à flexão. Para tanto, foi realizado um planejamento experimental completo, tendo a posição dos defeitos provocados (central ou laterais), o uso ou não da resina nos defeitos, e a posição desses defeitos (superior - compressão ou Inferior - tração) como fatores. Os resultados da análise estatística revelaram que o uso da resina epóxi nas regiões danificadas das vigas apresentaram valores do produto de rigidez na flexão significativamente superiores quando comparados com as vigas da condição com defeito e sem a resina epóxi. Mesmo sendo significativo o uso da resina nas regiões danificadas, o produto de rigidez à flexão das vigas reparadas foi inferior ao produto de rigidez à flexão das vigas sem defeito (referência), evidenciando a necessidade de outros estudos com outras resinas e outros materiais visando à recuperação total da rigidez da peça de madeira danificada.

The use of wood in structures is linked to conditions that allow its use for many years without losing its strength and stiffness properties. However, since it is a natural material, wood engineered structures may be subject to attack by biological agents, and weathering action, among other factors, requiring solutions for repair or reinforcement. The aim of this research study is to investigate the influence of using epoxy resin as a healing agent for damaged Pinus elliottii wooden beams in the calculation of bending stiffness for the product. Therefore, a comprehensive experiment was performed, considering the position of caused defects (central and sides), the use or not of resin in the damaged regions, and the position of these damages (superior - compression or inferior - tensile) as factors. The results of the statistical analysis revealed that the use of epoxy resin in the beam damaged regions provided a bending stiffness significantly higher when compared to damaged beams without the epoxy resin. Despite being significant the use of the resin in the damaged regions, the bending inertia of the repaired beams was smaller compared to the beams without damage (reference), pointing out the need for further studies with other resins and materials in order to obtain full recovery of the stiffness in the damaged wood.

Para dimensionar ligações entre membros estruturais de madeira com pinos metálicos (pregos ou parafusos), dois fenômenos devem ser levados em consideração: a flexão do pino metálico e a resistência da madeira ao embutimento. A norma brasileira ABNT NBR 7190:1997 preconiza a metodologia empregada em ensaios laboratoriais para determinação da resistência da madeira ao embutimento com pino metálico e, na ausência dos ensaios, especifica relações para estimar a resistência da madeira ao embutimento a partir da resistência na compressão. O objetivo desta pesquisa consistiu na comparação entre valores de resistência ao embutimento da madeira determinados experimentalmente e calculados utilizando parâmetros recomendados pela ABNT NBR 7190:1997. Pelos resultados dos testes de hipótese, pode-se concluir que a estimativa da resistência ao embutimento paralelo às fibras proposta pela ABNT NBR 7190:1997, que estabelece equivalência com os resultados de compressão na mesma direção, mostrou-se precisa para as madeiras de Pinus taeda L.. Entretanto, o mesmo não foi observado na direção normal em relação às fibras, possivelmente explicada pelo valor do coeficiente áe presente na equação para o cálculo de fe90.

To design connections between timber parts with metal dowels (nails or bolts), two phenomena must be considered: bending of the metal dowel and the embedment strength in the wood. The Brazilian Standard ABNT NBR 7190:1997 proposes the methods used in the laboratory tests to determine the embedment strength with the metal dowell and, in the absence of testing, specifies relations to calculate the embedment strength from the compression strength. The aim of this research was to compare the embedment strength values obtained by experimental tests and calculated by the relationships established by the Brazilian Standard ABNT NBR 7190:1997. By the results of the hypothesis tests, it was possible to conclude that the estimate of the embedment strength parallel to the grain proposed by the Brazilian standard ABNT NBR 7190:1997, establishing equivalence with the strength compression results in the same direction, must be effective to the wood species Pinus taeda L., however, the same was not found in the perpendicular direction with respect to the grain, possibly explained by the áe values in the equation to calculed fe90.