ABSTRACT Due to its excellent resistance to traction and compression, wood is regularly used in furniture, window frames and in structures and sealing of homes and buildings. Due to the anisotropy and complexity of the material, its properties vary depending on its intrinsic anatomical characteristics and external factors, such as species, moisture content, acting requests, among others. The Brazilian standard provides linear models for estimating and correcting all strength and stiffness properties as a function of the moisture content of the wood. However, due to its characteristics, there may not be a linear variation of the physical and mechanical properties in relation to the moisture content. Thus, this research aims to evaluate and analyze the influence of moisture content on 15 properties of Calophyllum sp. The reliability of the Brazilian standard equation for correcting strength and stiffness values as a function of humidity (U% to 12%) was evaluated, in addition to analyzing, through ANOVA, whether there is a change in the properties when they are at the saturation point of the fiber and 12% moisture. Of the 15 properties analyzed, 4 did not change, contrary to the linear models set out in the Brazilian standard. In addition, it was possible to note that the Brazilian standard can estimate with an error of up to 76% when correcting the humidity to 12%.

RESUMO A madeira por possuir excelente resistência à tração e compressão é comumente utilizada em móveis, esquadrias e em estruturas e vedação de residências e edifícios. Devido à anisotropia e complexidade do material, suas propriedades variam em função de suas características anatômicas intrínsecas e de fatores externos, como a espécie, teor de umidade, solicitações atuantes, dentre outros. A norma brasileira traz modelos lineares para a estimativa e correção de todas as propriedades de resistência e de rigidez em função do teor de umidade da madeira. Porém, devido às suas características, pode não haver variação linear das propriedades físicas e mecânicas em relação ao teor de umidade. Assim, esta pesquisa tem como objetivo avaliar e analisar a influência do teor de umidade em 15 propriedades da madeira Calophyllum sp. Foi avaliada a confiabilidade da equação da norma brasileira para corrigir os valores de resistência e rigidez em função da umidade (U% para 12%), além de analisar, por meio de ANOVA, se há alteração nas propriedades quando estão no ponto de saturação da fibra e 12% de umidade. Das 15 propriedades analisadas, 4 não sofreram alteração, contrariando os modelos lineares dispostos na norma brasileira. Além disso, foi possível notar que a norma brasileira pode estimar com erro de até 76% ao corrigir a umidade para 12%.

RESUMO: O Brasil é o segundo maior país em área de florestas no mundo, o que torna propícia a exploração e uso de espécies variadas na construção civil. Um dos usos tradicionais da madeira se dá nos telhados das edificações para as mais diferentes finalidades. Tendo em vista que as patologias mais recorrentes nas estruturas de cobertura estão relacionadas às deformações excessivas verificadas nos elementos estruturais, principalmente nos sujeitos à flexão, o presente trabalho teve como objetivo verificar a efetiva representatividade do valor médio do módulo de elasticidade na compressão paralela estabelecido pela norma brasileira para madeiras da Classe C40. Foram considerados lotes de oito diferentes espécies de madeira tropicais, cujo enquadramento se deu na referida Classe. Os resultados obtidos dos intervalos de confiança para cada espécie avaliada possibilitaram concluir que o valor de 19500 MPa para o módulo de elasticidade não é representativo para a Classe C40, pois o valor encontrado nessa pesquisa foi 14467 MPa, resultado esse 26% inferior à referência normativa. Essa constatação é um indicativo inicial de que a adoção do valor de 19500 MPa pela norma é desfavorável à segurança da estrutura, justificando as patologias observadas no desempenho em serviço das estruturas de cobertura.

ABSTRACT: Brazil has the world’s second largest forest area, which makes the exploitation and use of varied species in civil construction conducive. One of the traditional uses of wood is to build roofs for different purposes. Considering that the most recurrent pathologies in the roof structures are related to the excessive deformations observed in the structural elements, particularly in those subjected to bending. This study verified the effective representativeness of the stiffness value established by the Brazilian Class wood standard, C40. Batches of eight different tropical wood species were considered, whose framing occurred in the referred Class. Results obtained from the confidence intervals for each evaluated species led to the conclusion that the value of 19500 MPa for the modulus of elasticity is not representative for Class C40 because the value observed in this study was 14467 MPa, which is 26% lower than the normative reference. This observation is an initial indication that the adoption of the value of 19500 MPa by the standard is unfavorable to the safety of the structure, justifying the pathologies observed in the service performance of the roof structures.

RESUMO O recente interesse pela construção de estruturas altas e robustas em madeira tem estimulado a investigação de propriedades físicas e mecânicas, assim como a correlação delas com outros parâmetros importantes do material de espécies tropicais como o angelim-amargoso (Vatairea sp.) utilizada especialmente em estruturas de telhados de grandes vãos. No Brasil, a norma de projetos de madeira recomenda a utilização de modelos lineares para a correção ou estimativa da resistência e/ou rigidez da madeira correlacionada ao teor de umidade, bem como traz a classificação das folhosas segundo sua resistência característica. Entretanto, por ser um material natural, heterogêneo e anisotrópico, certas propriedades podem não ser afetadas por diferenças no teor de umidade. Portanto, nesse trabalho, investigou-se a influência do teor de umidade em 15 propriedades físicas e mecânicas da madeira de Vatairea sp., através da sua caracterização. Os ensaios foram realizados em 12 corpos-de-prova para cada propriedade e para dois grupos: com teor de umidade de 12% e no ponto de saturação das fibras. O teste de Anderson-Darling foi empregado para verificar a normalidade dos resultados e a análise de variância (ANOVA) para analisar a influência do teor de umidade nessas propriedades. Além disso, classificou-se a madeira segundo as classes de resistência da norma brasileira e estimou-se a resistência e rigidez segundo os modelos lineares propostos pela mesma norma. Os resultados estimados foram comparados com os experimentais através do cálculo da diferença e o erro percentual dos valores. Concluiu-se que a maioria das propriedades não foram afetadas pelo teor de umidade e que os maiores erros obtidos nas estimativas foram para as propriedades que foram influenciadas significativamente pelo teor de umidade.

ABSTRACT The recent interest in constructing high and robust wooden structures has stimulated the investigation of physical and mechanical properties as well as their correlation with other important parameters of the material of tropical species like the Vatairea sp., whose popular name is angelim-amargoso, used especially in roof structures with large spans. The Brazilian Standard for wood constructions recommends using linear models to correct or estimate the strength and/or stiffness of wood correlated with moisture content and also provides the classification of hardwoods according to their characteristic strength. However, because wood is a natural, heterogeneous, and anisotropic material, certain properties may not be affected by significant differences in moisture content. Therefore, in this study, the influence of moisture content on fifteen physical and mechanical properties of Vatairea sp. wood was investigated through its characterization. The tests were carried out on 12 specimens for each property and two groups: with the moisture content of 12% and at the fiber saturation point. The Anderson-Darling test was performed to verify the results’ normality and the analysis of variance (ANOVA) to analyze the influence of moisture content on these properties. In addition, the wood was classified according to the strength classes of the Brazilian Standard, and the strength and stiffness were estimated according to the linear models proposed by the same norm. The estimated results were compared with the experimental ones through the difference calculation and percentual error of the values. It was concluded that most properties were not affected by the moisture content, and the most significant errors obtained in the estimates were for properties that were significantly influenced by the moisture content.

Resumo Neste trabalho foi investigada a influência da inclusão de frações mássicas de cimento Portland (CP-V ARI) [0%, 10%, 20% e 30%] a título de simular parcelas de resíduo de construção civil que tenha frações cimentícias não hidratadas na produção de painéis de partículas compostos de madeira de Pinus sp. e resina poliuretana à base de mamona, buscando avaliar o potencial de painéis produzidos com adição de materiais granulares como resíduos de construção civil. A caracterização física e mecânica de painéis MDP com adição de cimento foi feita com o auxílio da norma brasileira NBR 14810 e da análise de variância (ANOVA), sendo analisadas as propriedades físicas e mecânicas. Foram fabricados 4 painéis de 400 mm x 400 mm x 10 mm com partículas de Pinus sp. e resina poliuretana à base de óleo de mamona com teor de adesivo igual a 10% em relação à massa seca de partículas, para cada tratamento, totalizando 16 painéis. Para cada painel foram retirados 3 corpos de prova (CP) para avaliação das propriedades físicas e mecânicas. A adição de frações mássicas de cimento acima de 10% impactou negativamente as propriedades mecânicas dos painéis, por ter diminuído os valores de MOE e MOR. As propriedades de densidade, absorção e inchamento se mantiveram dentro dos requisitos da norma.

Abstract This research study investigates the influence of the inclusion of Portland cement mass fractions (CP-V ARI) [0%, 10%, 20% and 30%] on the production of composite wood panels made with Pinus sp. and castor oil-based polyurethane resin, with the aim of evaluating the potential of panels produced with the addition of granular materials as construction waste. The characterisation was performed with the aid of the Brazilian standard NBR 14810 and an analysis of variance (ANOVA), analysing the physical and mechanical properties. Four 400 mm x 400 mm x 10 mm panels were manufactured for each treatment, totalling 16 panels. For each panel, 3 test specimens (CP) were taken for an evaluation of their physical and mechanical properties. The addition of mass fractions of cement larger than 10% are detrimental to the mechanical properties of the panels, reducing the MOE and MOR values. The density, absorption and swelling properties remained within the requirements of the standard.

RESUMO Os painéis têm sido cada vez mais utilizados nas construções civis, rurais, entre outras, com destaque para os compensados pelo bom desempenho mecânico. Em muitas aplicações, os painéis podem estar sujeitos à ação de carregamentos cíclicos, e dessa forma, o conhecimento do efeito da fadiga é de fundamental importância. Todavia, as normas ABNT NBR ISO 2426 [12], NBR ISO 1096 [13], NBR 9489 [14] e NBR 9533 [15] que apresentam as classificações e os métodos de ensaios de painéis de madeira, não prescrevem requisitos para considerar o efeito da fadiga nas propriedades do material, o que motiva o desenvolvimento de pesquisas nessa temática. Este trabalho objetivou avaliar o efeito do número de ciclos de fadiga [NC] (0 - referência, 3600, 7200, 22500, 45000, 67500, 90000) para a frequência de oscilação igual a 1,0 Hz nos valores do módulo de elasticidade na flexão (MOE) de painéis comerciais de madeira compensada de eucalipto. Foram fabricados seis corpos de prova para cada número de ciclos, resultando em 36 amostras. Os resultados evidenciaram reduções significativas do MOE a partir de 22500 ciclos, implicando que 0, 3600 e 7200 ciclos forneceram resultados estatisticamente equivalentes. O modelo de regressão logarítmico mostrou ser o de melhor representatividade (R²=64,28%), apresentando-se como alternativa na previsão do decaimento do MOE para ciclos de fadiga superiores aos avaliados nessa pesquisa.

ABSTRACT The panels have been increasingly used in civil and rural buildings, among others, especially those plywood panels by good mechanical performance. In many applications, panels may be subject to cyclic loading, and thus, the knowledge of the effect of fatigue is of fundamental importance. However, the standards ABNT NBR ISO 2426 [12], NBR ISO 1096 [13], NBR 9489 [14] and NBR 9533 [15] which have the classifications and test methods for panels, do not consider the effect of fatigue in material properties, which motivates the development of researches in this area. The objective of this work was to evaluate the effect of the number cyclic fatigue load (NC) (0 - reference, 3600, 7200, 22500, 45000, 67500, 90000) for the oscillation frequency equal to 1.0 Hz in the bending modulus of elasticity (MOE) of commercial eucalyptus plywood panels. Six specimens were fabricated for each number of cycles, resulting in 36 samples. The results evidenced significant reductions of the MOE from 22500 cycles, implying that 0, 3600 and 7200 cycles provided statistically equivalent results. The logarithmic regression model was the most representative (R² = 64.28%), presenting as an alternative in the prediction of the MOE decay for fatigue cycles higher than those evaluated in this study.