Tijolos leves para alvenaria produzidos a partir de resíduos da indústria madeireira / Lightweight masonry bricks produced from wood industry waste

RESUMO O objetivo deste trabalho foi verificar a possibilidade de utilização de compósitos cimento-madeira na fabricação de componentes leves para alvenaria, visando reduzir os prejuízos ambientais causados pela disposição final da serragem proveniente do desdobro da madeira. Primeiramente foram analisadas as propriedades físicas (teor de umidade, absorção de água, índice de vazios e massa específica) e mecânicas (resistência à compressão e módulo de elasticidade dinâmico) de diferentes traços cimento:areia, cimento:areia:serragem e cimento:serragem. A partir de traços selecionados foram fabricados tijolos maciços de alvenaria com dimensões 90 × 90 × 190 mm, submetidos a ensaios para determinação da massa específica, teor de umidade, absorção de água e resistência à compressão. As propriedades físicas e mecânicas desses componentes foram comparadas com as exigências de normas brasileiras prescritivas referentes a componentes de alvenaria. Foram obtidos resultados satisfatórios, indicando que resíduos da indústria madeireira têm potencial para serem utilizados na produção de componentes leves de alvenaria, podendo ser aplicados como material de construção alternativo.

ABSTRACT The main objective of this work was to investigate the use of cement-wood composites to produce lightweight masonry elements, aiming to reduce environmental damages arising from the disposal of the sawdust originated from wood sawing process. Physical (moisture content, water absorption, void ratio and specific gravity) and mechanical (compressive strength and dynamic Young's modulus) properties of different cement:sand, cement:sand:sawdust and cement:sawdust mix proportions were evaluated. Specific gravity, moisture content, water absorption and compressive strength of 90 × 90 × 190 mm bricks, produced from selected mix proportions, were determined and compared to the requirements of the Brazilian standards for masonry elements. The satisfactory results obtained indicate that lightweight masonry bricks produced with wastes from wood industry have the potential to become an alternative for traditional building materials.

Sample size for estimating average trunk diameter and plant height in eucalyptus hybrids / Tamanho de amostra para a estimação da média do diâmetro do tronco e da altura de plantas em híbridos de eucalipto

ABSTRACT: In eucalyptus crops, it is important to determine the number of plants that need to be evaluated for a reliable inference of growth. The aim of this study was to determine the sample size needed to estimate average trunk diameter at breast height and plant height of inter-specific eucalyptus hybrids. In 6,694 plants of twelve inter-specific hybrids it was evaluated trunk diameter at breast height at three (DBH3) and seven years (DBH7) and tree height at seven years (H7) of age. The statistics: minimum, maximum, mean, variance, standard deviation, standard error, and coefficient of variation were calculated. The hypothesis of variance homogeneity was tested. The sample size was determined by re sampling with replacement of 10,000 re samples. There was an increase in the sample size from DBH3 to H7 and DBH7. A sample size of 16, 59 and 31 plants is adequate to estimate DBH3, DBH7 and H7 means, respectively, of inter-specific hybrids of eucalyptus, with amplitude of confidence interval of 95% equal to 20% of the estimated mean.

RESUMO: Em povoamentos florestais de eucalipto, é importante determinar o número de plantas a serem avaliadas para que as inferências sobre o crescimento das plantas sejam confiáveis. O objetivo deste trabalho foi determinar o tamanho de amostra (número de plantas) necessário para a estimação da média do diâmetro do tronco e da altura de planta de híbridos interespecíficos de eucalipto. Em 6.694 plantas de doze híbridos interespecíficos de eucalipto, foram mensurados os diâmetros do tronco à altura do peito aos três (DAP3) e aos sete anos (DAP7) e a altura de planta aos sete anos de idade (H7). Após, foram calculadas as estatísticas: mínimo, máximo, média, variância, desvio-padrão, erro-padrão e coeficiente de variação. A seguir, testaram-se as hipóteses de homogeneidade entre as variâncias. Depois, foi determinado o tamanho de amostra por meio de reamostragem, com reposição de 10.000 reamostras. Há aumento do tamanho de amostra para a estimação da média do DAP3, da H7 e do DAP7, nessa ordem. Para a estimação da média do DAP3, do DAP7 e da H7 dos híbridos interespecíficos de eucalipto, com amplitude do intervalo de confiança de 95% igual a 20% da estimativa da média, 16, 59 e 31 plantas, respectivamente, são suficientes.

Propriedades mecânicas da madeira resinada de Pinus elliottii / Mechanical properties of Pinus elliottii tapped wood

As propriedades mecânicas por flexão estática da madeira resinada de Pinus elliottii foram avaliadas por meio de testes destrutivos e não destrutivos. Para tanto, foram confeccionados corpos de prova de 10x10x200mm3 (radial, tangencial e longitudinal), levando em consideração dois fatores: lenho (juvenil, próximo à medula e adulto, próximo à casca) e resina, isto é, corpos de prova oriundos de toras com e sem estrias de resinagem. Para a avaliação não destrutiva, utilizou-se um aparelho de ultrassom com transdutores do tipo ponto seco, em que se pode calcular a velocidade da onda ultrassônica e consequentemente o módulo de elasticidade dinâmico (ED). Para obtenção do módulo de elasticidade (MOE) e do módulo de ruptura (MOR), realizou-se o ensaio destrutivo de flexão estática de três pontos. De posse das curvas de força x deformação, calculou-se a fragilidade do material. Os resultados confirmaram que o fator lenho foi significativo para as propriedades analisadas e o fator resina, em especial, para aumento do MOR e da massa específica. A fragilidade aumentou quando analisada a madeira juvenil e o fator resina quando incluso tendeu a aumentar a fragilidade no lenho adulto. O modelo de regressão múltiplo com variáveis Dummies, proposto para estimar o MOE pelo ED, foi significativo em 1% de probabilidade de erro (r2=0,75). Os resultados apresentados no presente trabalho mostraram que os fatores lenho e resina não afetaram negativamente as propriedades mecânicas da madeira de Pinus elliottii, em que, para o segundo fator, conclui-se, de maneira geral, que a madeira serrada oriunda de toras resinadas pode não representar danos significativos quando em serviço estrutural.

The mechanical properties for static bending of Pinus elliottii tapped wood were evaluated by nondestructive and destructive tests. To achieve this, samples measuring 10x10x200mm3 (thickness, width and length) were prepared considering two factors: wood (juvenile, near to pith and mature, near to bark) and rosin, i.e., samples from logs with and without tapping grooves. The nondestructive evaluation were performed using an ultrasound equipment with dry-point transducers in order to measure the ultrasonic velocity and, consequently, the dynamic modulus of elasticity (ED). The modulus of elasticity (MOE) and the modulus of rupture (MOR) were measured through static bending tests. The wood brittleness were determined through the analysis of force x deformation plots. The results confirmed the significance of wood factor for the properties analyzed and the factor rosin, especially for MOR and density. The brittleness increased for the juvenile wood and, when included the factor rosin, this property tends to increase for the mature wood. The multiple regression model with Dummies variables proposed to estimate MOE as a function of ED was significant at 1% of probability of error (r2=0.75). Moreover, the results showed that factor wood and factor rosin did not negatively affect the mechanical properties of Pinus elliotti wood. In general, the timber from tapped logs could not represent significant damages when in structural service.

Modificação térmica nas propriedades físicas da madeira / Thermal modification on the physical properties of wood

O objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito da modificação térmica nas propriedades físicas da madeira de Corymbia citriodora e Eucalyptus saligna, comparando com a testemunha (madeira não tratada). Para isso, foram amostradas 3 árvores de cada espécie, com aproximadamente 40 anos de idade, das quais foram retiradas as duas primeiras toras de 3 metros de comprimento. A modificação térmica da madeira foi conduzida por meio do emprego de temperaturas finais de 140°C, 160°C e 180°C durante 2,5 horas, mais a testemunha (sem tratamento), utilizando estufa com circulação de ar forçada. Os ensaios das propriedades físicas foram realizados segundo os procedimentos estabelecidos na norma ASTM e adaptações (ASTM 143-94, 2000), e consistiram na avaliação da umidade de equilíbrio, perda de massa, coeficiente de inchamento total (linear e o volumétrico) e coeficiente de anisotropia. No geral, os resultados evidenciaram que a modificação térmica foi eficiente na redução da umidade de equilíbrio, na perda de massa, na diminuição do inchamento total e do coeficiente de anisotropia de ambas as espécies, sendo os valores mais expressivos observados nos tratamentos de maiores temperaturas.

The objective of this research was to evaluate the effect of thermal change in the physical properties of wood Corymbia citriodora and Eucalyptus saligna, compared with the control (untreated wood). For that were sampled three trees of each species, with approximately 40 years of age, which were taken the first two logs 3 feet long. The thermal modification of wood was conducted by employing final temperature of 140°C, 160°C and 180°C for 2.5 hours, over the control (no treatment) using an oven with forced air circulation. Tests of physical properties were performed according to established procedures in ASTM and adaptations (ASTM 143-94, 2000), and consisted in evaluating the equilibrium moisture content, weight loss, swelling coefficient of total (linear and volumetric) and coefficient anisotropy. Overall, the results showed that the thermal modification was effective in reducing the moisture balance, weight loss, decrease in swelling and total anisotropy coefficient of both species, with the higher values observed in the treatments of higher temperatures.

Método ultrassônico para estimativa do módulo de elasticidade de madeiras de Pinus taeda tratadas termicamente / Ultrasonic method for estimating the modulus of elasticity of Pinus taeda thermally treated wood

O trabalho teve por objetivo estimar o módulo de elasticidade estático da madeira termorretificada de Pinus taeda por meio do método não destrutivo ultrassônico. Foram confeccionados 93 corpos de prova das pranchas de pinus com dimensões de 2,5x2,5x41,0cm (espessura, largura e comprimento). Avaliaram-se corpos de prova submetidos a dois tratamentos térmicos denominados Combinação e Estufa, além daqueles sem tratamento térmico. No tratamento de combinação, as peças foram termorretificadas em autoclave a 130ºC±3°C e pressão de 2kgf cm-², por 3 horas e, após um período de condicionamento, aquecidas em estufa elétrica a 160°C±1°C, pelo mesmo período. Já as peças destinadas apenas ao tratamento em estufa foram submetidas à última condição. Os modelos matemáticos criados apresentaram r2 entre 0,48 e 0,66, sendo significativos em 1% de probabilidade de erro. Dessa forma, com o aprimoramento de metodologias de ensaios não destrutivos ultrassônicos, a presente técnica pode ser útil e eficiente para estimar o módulo de elasticidade estático da madeira de Pinus taeda.

This study aimed to estimate the modulus of elasticity of Pinus taeda thermally modified wood by ultrasonic nondestructive method. To achieve this, 93 samples with dimensions 2.5x2.5x41.0cm (thickness, width and length) from pine boards were prepared. The wood samples were thermally modified through two distinct treatments (Combination and Oven). The Combination treatment was performed in an autoclave at 130ºC±3°C and pressure of 2kgf cm-2 for 3 hours. After a period of conditioning, the wood samples were heated in an electric oven 160°C±1°C for the same time. On the other hand, wood samples of the Oven treatment was modified with only last condition. The mathematical models showed r2 between 0.48 and 0.66 and significance at 1% of probability of error. Thus, improvement of ultrasonic nondestructive tests shows that technique could be useful and efficient in order to estimate modulus of elasticity of Pinus taeda wood.

Resistência ao impacto da madeira de nogueira-pecã em diferentes condições de umidade / Impact strength of nogueira-pecã wood on different moisture conditions

Os estudos de resistência da madeira ao impacto referem-se à eficiência com que este material absorve energia de um impacto e dissipa-a sem danos a sua estrutura. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência do teor de umidade na resistência ao impacto da madeira de nogueira-pecã (Carya illinoinensis). Para tanto, foram utilizadas árvores procedentes de duas regiões fisiográficas do estado do Rio Grande do Sul. Os corpos de prova, em condições de equilíbrio a 12% de umidade e saturados, foram submetidos ao impacto utilizando-se pêndulo de CHARPY, e avaliados quanto à resistência oferecida com a aplicação da carga nos planos tangencial e radial e posições de retirada (medula - casca) nas toras, para as duas regiões fisiográficas em cada condição de umidade. Para auxiliar na interpretação dos dados, determinou-se a massa específica aparente a 12% e saturada, trabalho absorvido, coeficiente de resiliência e a cota dinâmica. Pôde-se verificar, por meio dos resultados, que a madeira de nogueira-pecã é mais resistente ao impacto na condição saturada.

The studies of wood impact strength refers to the efficiency of this material in absorb impact energy and dissipate it without structural damages. The present study aimed to evaluate the influence of moisture content on the impact strength of nogueira-pecã (Carya illinoinensis) wood. For this, trees from two physiographic regions of state of Rio Grande do Sul were used. The samples, stabilized at 12% of moisture content and in green conditions (saturated), were submitted to impact tests through a CHARPY pendulum, and were evaluated for the resistance to the application of loads in the tangential and radial sections, and in the positions of the log (pith-bark) for the two physiographic regions at each moisture condition. Moreover, the apparent specific gravity at 12% and in green conditions (saturated), the absorbed work, the resilience coefficient and the dynamic quote were determined. The main results showed that the nogueira-pecã wood is more resistant to the impact when it is in green conditions.

Idade de segregação do lenho juvenil e adulto pela variação da massa específica de açoita-cavalo / Estimating the age of demarcation of young and mature wood in açoita-cavalo

O presente trabalho teve como objetivo estimar a idade de segregação do lenho de Luehea divaricata Mart. (açoita-cavalo) por meio da variação radial da massa específica. Para o desenvolvimento do estudo, foram coletadas dez árvores de duas regiões do Estado do Rio Grande do Sul. Foi retirado um disco por árvore, com aproximadamente 2cm de espessura a 0,10m de altura do tronco. De cada disco, retirou-se, com auxílio de uma serra-fita, uma bagueta central de 2,0cm de largura, bem orientada no sentido radial, incluindo a medula no centro, dividiu-se então a bagueta em duas amostras "A" e "B". A massa específica foi obtida da relação entre peso seco e volume úmido. O volume úmido foi determinado de acordo com a norma ASTM D 2395 - 93, 1995. A segregação dos lenhos foi encontrada por regressão linear simples dos dados de variação da massa específica no sentido medula-casca. Foi feita uma regressão linear na faixa crescente dos dados e outra na faixa decrescente. A intersecção das retas extrapoladas foi adotada como idade de segregação. Os resultados obtidos mostraram que o lenho de açoita-cavalo segrega em aproximadamente 26 anos para a região da Depressão Central e 23 anos para a região da Encosta Superior do Nordeste. Nos dados de variação de massa específica, foi feita uma análise de variância multifatorial. Constatou-se que há diferença significativa entre lenhos e entre regiões. Por outro lado, as amostras A e B de cada árvore não foram estatisticamente diferentes entre si.

This study aims to estimate the age of segregation of young and mature wood of Luehea divaricata Mart., using the radial variation of specific gravity. To the development of this study were collected ten trees from two regions of the state of Rio Grande do Sul. Discs with thickness of 2cm at 0.1m of height from the base of the trunk were used. From each disk, with the aid of a band saw, a central ribbon 2.0cm wide, and oriented in the radial direction was taken, including the pith, then splitted into two samples "A" and "B". The specific gravity was calculated as ratio between dry weight and wet volume. The wet volume was determined according to ASTM D 2395 - 93, 1997. The age of segregation was found by simple linear regression of the data of variation of specific gravity from pith to bark. The intersection of extrapolated lines was adopted as the age of segregation. The results showed that the wood segregates in 26 year for the region of Central Depression and in 23 years for the Northeast Upper Hillside. Was made a multifactorial analysis of variance in the specific gravity data, showing that there are statistical difference between regions and woods. However, there are no statistical difference between samples.

Durabilidade natural de painéis aglomerados confeccionados com Eucalyptus grandis e Bambusa vulgaris em ensaio de apodrecimento acelerado / Natural durability of Eucalyptus grandis and Bambusa vulgaris particleboards under accelerated fungi decay test

O conhecimento acerca da resistência dos compostos ligno-celulósicos ao ataque de microrganismos é primordial para servir de base à prevenção da deterioração e a correta destinação de emprego do material. Nesse sentido, avaliou-se a resistência natural a fungos apodrecedores de painéis aglomerados confeccionados com partículas de madeira (Eucalyptus grandis) e/ou bambu (Bambusa vulgaris). Foram produzidas, em laboratório, chapas aglomeradas nas dimensões 50x50x0,95cm e massa específica pré-estabelecida em 0,70g cm-3, nas proporções de 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 e 0:100 de madeira e bambu, respectivamente. A massa de partículas representou 91 por cento da massa seca de cada painel, sendo, o restante, formado pelo adesivo ureia-formaldeído (8 por cento) e parafina (1 por cento). Para determinação da resistência natural ao ataque de fungos xilófagos, os painéis foram testados em laboratório e utilizados os fungos Gloeophyllum trabeum (podridão parda) e Trametes versicolor (podridão branca), de acordo com a ASTM D 2017 (2005). Quanto aos resultados, foi observado que os painéis confeccionados com mistura de partículas de madeira e bambu apresentaram menor resistência ao ataque dos fungos apodrecedores. Painéis que utilizaram apenas bambu ou madeira apresentaram resistência biológica semelhante. Dentre os fungos, T. versicolor atacou mais severamente os painéis.

The knowledge about lignocellulosic compounds strength to the attack of microorganisms is essential for preventing deterioration and also for knowing the correct usage of the material. Accordingly it was evaluated the natural resistance of wood panels made of particles of wood (Eucalyptus grandis) and/or bamboo (Bambusa vulgaris) to decay fungi. Particleboards were produced in laboratory, each of them with dimensions 50x50x0.95cm and density pre-set at 0.70g cm-3, in proportions of 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 and 0:100 of wood and bamboo, respectively. The particles mass represented 91 percent of the dry mass of each panel while the remainder was formed by the urea-formaldehyde adhesive (8 percent) and paraffin (1 percent). The panels were tested in the laboratory and Gloeophyllum trabeum (brown rot) and Trametes versicolor (white rot) were used to determine the natural resistance to attack by wood decay fungi. It was observed that panels which were made with a mixture of particles of wood and bamboo were less resistant to attack by decay fungi. Panels that were made from bamboo or wood only showed similar biological resistance. Among fungi, T. versicolor was the one that attacked panels more severely.