Desenvolvimento de pórticos de madeira laminada colada de eucalipto, utilizando adesivos à base de resorcinol e óleo de mamona

Abstract

Neste trabalho, avaliou-se o comportamento estrutural de pórticos confeccionados a partir de tábuas coladas de eucalipto, utilizando madeira de Eucalyptus sp e dois adesivos: poliuretano (à base de óleo de mamona) e resorcinol-formaldeído. Estudou-se o desempenho de madeira colada, relacionando a resistência e o percentual de falha na madeira, através de três pressões de colagem (0,9; 1,1 e 1,3 MPa); três quantidades de adesivo (200; 250 e 300 g/m2) e cinco classes de densidade aparente da madeira (0,55; 0,65; 0,75; 0,85 e 0,95 g/cm3). A proporção entre os componentes isocianato e poliol do adesivo à base de óleo de mamona, foi avaliada em três níveis 1:1; 1:1,25 e 1:1,5, em massa. Foram projetadas, construídas e submetidas a testes de carga cinco unidades, em escala real, de pórticos retos triarticulados, com vão livre de 5 metros e com inclinação de 44%, aptas ao emprego de cobertura cerâmica. Duas delas foram feitas com adesivo, à base de óleo de mamona, e outras três, com resorcinol formaldeído, todas testadas até a ruptura. Os resultados de desempenho das juntas coladas mostraram que várias combinações dos fatores estudados satisfizeram critérios normalizados, podendo ser empregadas na feitura de juntas estruturais. O modelo de Hankinson mostrou-se válido na predição da resistência de juntas coladas, sob diferentes ângulos entre as fibras. Observou-se, ainda, a existência da relação entre a resistência média ao cisalhamento na torção e a resistência média ao cisalhamento na compressão das juntas coladas com ângulo entre as fibras da madeira. Os valores médios obtidos para as resistências últimas das estruturas, utilizando adesivo resorcinol formaldeído e à base de óleo de mamona foram, respectivamente, de 4,63 e 4,42 vezes a carga de projeto, segundo critérios estabelecidos pela norma NBR 7190/97. As estruturas apresentaram desempenho mecânico satisfatório e deformações inferiores às permitidas por norma. O adesivo à base de óleo de mamona demonstrou potencialidade para uso estrutural. Para ambos os adesivos, concluiu-se pela viabilidade técnica de se confeccionar pórticos inteiramente colados com lâminas de madeira de pequena espessura.

Here we describe the structural behavior of timber frames made by gluing boards of eucalypt lumber with two adhesives, resorcinol-formaldehyde or a polyurethane glue manufactured from castor oil. We first studied the strength and percentage of wood failure of small samples produced by gluing wood under three different pressures (0.9; 1.1 and 1.3 MPa), three spread rates (200; 250 and 300 g/m2) and five classes of specific gravity of the wood (central values 0.55; 0.65; 0.75; 0.85 e 0.95). The proportion of isocyanate and polyol in the castor oil adhesive was evaluated at three levels (1:1; 1:1.25 and 1:1.5, by mass). We designed and built five tri-articulated frames of real size and had them submitted to load till failure. They all had a 5-meter span with a 44% inclination and were designed to withstand a clay tiles roofing. Two of the frames were glued with the castor oil based adhesive, three with resorcinol. The results of the tests on small glued samples showed that several combinations of the factors could produce joints that would meet the building standards. The Hankinson model proved to be a good predictor of strength when joints were made at different angles between fibers. We also found that there exists a relationship between average shear strength in torsion and average shear strength in compression of joints made at an angle between fibers. Mean values of the ultimate strength of the resorcinol or castor oil based glues were equal to, respectively, 4.63 and 4.42 times the design load stress, following the Brazilian standard NBR 7190/97. The structures all showed a satisfactory mechanical behavior, with deformations smaller than the allowed. The castor oil based adhesive performed well and is adequate for structural use. The two adhesives are technically acceptable for the manufacture of timber frames made of lumber of small thickness.