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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2022.tde-06042022-160234
Document
Author
Full name
Annie Karoline de Lima Cavalcante
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2022
Supervisor
Committee
Silva, Edson José Vidal da (President)
Costa, Mírian de Almeida
Garcia, José Nivaldo
Lahr, Francisco Antonio Rocco
Title in Portuguese
Manufatura experimental e avaliação das propriedades de painéis CLT de alta densidade
Keywords in Portuguese
Colagem transversal
Madeira engenheirada
MLCC
Propriedades mecânicas
Abstract in Portuguese
O presente estudo teve por objetivo fabricar e avaliar as propriedades de painéis Cross-Laminated Timber, visando contribuir para o aumento do conhecimento sobre painéis de madeira laminada cruzada, obtidos a partir de espécies de alta densidade, com montagem tradicional e híbrida (mistura de espécies). Foram fabricados painéis CLT tradicionais empregando as madeiras de pinus, eucalipto e jatobá, e painéis híbridos misturando as madeiras de pinus com as demais espécies citadas. Na primeira etapa do trabalho, o módulo de elasticidade (MOE) das lamelas foi avaliado a partir de dois diferentes métodos não destrutivos, e então agrupadas em classes de qualidade segundo a referida propriedade. Os painéis CLT foram fabricados utilizando adesivo poliuretano com gramatura de 160 e 180 g/m2 e 0,6 MPa de pressão para colagem entre as camadas e consolidação. Após a montagem, as propriedades de flexão, cisalhamento e a resistência da linha de cola dos painéis foram avaliadas de acordo com as normas técnicas internacionais. A análise estatística foi feita por meio de uma análise de variância seguida do teste de Tukey, conduzidos ao nível de 5% de probabilidade de erro. Os resultados referentes à primeira etapa do trabalho mostraram que a análise não destrutiva das lamelas se mostrou efetiva na predição do módulo de elasticidade, constituindo uma ferramenta importante para produção de produtos engenheirados que demandam madeira qualificada. O ensaio de cisalhamento da linha de cola apontou uma influência significativa da espécie sobre esta propriedade, sendo que os painéis de jatobá com montagem tradicional apresentaram o melhor desempenho em comparação aos demais. A delaminação cíclica não indicou interação entre os fatores avaliados e também não foram observadas diferenças estatisticamente significativas entre os tratamentos, sendo possível observar uma maior delaminação nos painéis híbridos de eucalipto com pinus com gramatura de 160 g/m2, seguido pelos painéis tradicionais de eucalipto, jatobá, painel híbrido de jatobá com pinus e por último o painel tradicional de pinus. Para os painéis fabricados com gramatura de 180 g/m2, o painel tradicional de eucalipto apresentou o maior percentual de delaminação. Ao avaliar a tensão máxima de cisalhamento por meio de ensaio de flexão reduzida foi observado que o painel com montagem tradicional de jatobá apresentou os maiores valores dessa propriedade, seguido pelo painel híbrido de jatobá com pinus, painel tradicional de eucalipto e híbrido de eucalipto com pinus, e por último o painel com montagem tradicional de pinus. Com este ensaio foi possível observar que os painéis híbridos e o painel tradicional de pinus apresentaram ruptura por rolling shear, enquanto os painéis tradicionais de jatobá e eucalipto não apresentaram este comportamento. Diante disto é possível concluir que os painéis CLT fabricados com madeiras de alta densidade representam uma alternativa para melhora das propriedades mecânicas.
Title in English
Experimental manufacturing and evaluation of the properties of hardwood CLT panels
Keywords in English
Cross bonding
Engineered wood
Mechanical properties
MLCC
Abstract in English
The present study aimed to manufacture and evaluate the properties of CLT working to contribute to the increase of knowledge about cross-laminated wood panels obtained from high-density species, with traditional and hybrid assembly. CLT panels were experimentally manufactured using pine, eucalyptus, and jatoba wood, and hybrid panels mixing pine wood with the other species mentioned. In the first stage of the work, the modulus of elasticity (MoE) of the lamellae was evaluated from two different non-destructive methods, and then grouped into quality classes according to said property. The CLT panels were manufactured using polyurethane adhesive with weight of 160 and 180 g/m2 and pressure of 0.6. After assembly, the bending, shear and resistance properties of the panels were evaluated according to the international technical standards. The statistical analysis was performed by means of a variance analysis followed by Tukeys test, conducted at the level of 5% probability of error. The results related to the first stage of the work showed that the nondestructive analysis of the lamellae proved to be effective in predicting the modulus of elasticity, constituting an important tool for the production of engineered products that require qualified wood. The shear test showed a significant influence of the species on this property, and the jatoba panels with traditional assembly presented the best performance compared to the others. Cyclic delamination did not indicate interaction between the evaluated factors and no statistically significant differences were observed between treatments, it was possible to see higher delamination on the eucalyptus hybrid CLT with a weight of 160 g/m2, followed by traditional eucalyptus and jatoba CLT, hybrid jatoba and finally the traditional pine CLT. For the groups manufactured with a weight of 180 g/m2, the traditional eucalyptus presented the highest percentage of delamination. When evaluating the maximum shear stress by short-span bending test, it was observed that the jatoba panel with traditional assembly presented the highest values of this property and the pinus assembly the lowest. With this test, it was possible to observe that the hybrid panels showed fracture by rolling shear, while the traditional panels of jatoba and eucalyptus did not present this behavior. Given this, it is possible to manufacture CLT of high-density wood represents an alternative to improve mechanical properties.
 
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Publishing Date
2022-04-07
 
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