UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Toledo Engenharia Civil – Materiais de Construção Civil A
RELATÓRIO DA DETERMINAÇÃO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DA MADEIRA TAREFA Nº 08
Acadêmica: Isabela Tavares Tavares Rampim RA: 1342177 Data de entrega: 19/06/2013 TOLEDO – PR 2012 1
Isabela Tavares Rampim – 1342177 (RA)
RELATÓRIO DA DETERMINAÇÃO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DA MADEIRA TAREFA Nº 08
Relatório da determinação de Resistência à Compressão da Madeira, relativo às aulas práticas, do curso de Engenharia Civil da Faculdade Tecnológica Federal do Paraná, supervisionado pela professora Elizabete Yukiko Nakanishi Bavastri.
TOLEDO – PR 2012
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SUMÁRIO 1. RESUMO..................................................................................................4 2. INTRODUÇÃO..........................................................................................5 3. OBJETIVO.......................................................................................6 4. DESENVOLVIMENTO..............................................................................8 4.1.
Metodologia....................................................................................8
4.1.1. Materiais Utilizados...................................................................8 4.1.2. Procedimento...........................................................................8 4.2.
Anotações importantes e observações obtidas no laboratório durante o procedimento.................................................................8
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES......................................... ...................10 5.1.
Tabela e Gráfico – Resultados ............................................10
5.2.
Porcentagem de Umidade...........................................................11
5.3.
Discussões relativas ao resultado final........................................11
6. CONCLUSÃO.........................................................................................12 7. FOTOS....................................................................................................13 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................16
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1. RESUMO Ensaios de resistência à compressão são de extrema importância dentro da engenharia civil, especialmente ao considerarem-se materiais de relevância estrutural, tal qual a madeira. Portanto, são inúmeros os estudos e trabalhos dedicados a esse assunto e direcionados a entender e aperfeiçoar o uso de um material tão versátil e que proporciona tantas possibilidades de aplicação. A metodologia aplicada ao ensaio foi baseada na norma NBR 7190/1997, de forma que os corpos de prova foram submetidos à compressão mecânica paralela às fibras, visando testar a resistência das amostras, para isso foi utilizada maquinaria projetada para tal fim. Os resultados obtidos revelaram uma surpreendente resistência dos corpos de prova à compressão, mostrando que outro fator que melhora o desempenho da madeira no ensaio é o corte feito exatamente das normas, pois as amostras que tinham mais defeitos de corte mostraram menor resistência, e também diferenças entre os resultados de diferentes tipos de madeira. Conclui-se, portanto, que é de significativa importância à execução de ensaios controlados de compressão para aplicação da madeira em obras de engenharia civil, pois assim pode-se determinar a aplicação correta e a melhor aplicação possível do material. É importante também ter um maior controle dos cortes nas madeireiras, sempre visando conseguir a melhor resistência.
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2. INTRODUÇÃO A madeira vem há milênios sendo usada como suporte estrutural e como base para construções em todo o mundo, portanto, estudos para determinação das propriedades da madeira, como o de resistência à compressão são de vital importância para melhorar o desempenho desse material e aperfeiçoar seu uso. Os ensaios de resistência à compressão são importantes, pois numa obra feita de madeira sofre compressão, e se o engenheiro não souber quanto essa madeira suporta, a obra pode vir a desmoronar.
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3. OBJETIVO O objetivo do ensaio é determinar, através de compressão mecânica paralela às fibras, a resistência de dois tipos de madeira e compará-los de forma a compreender as suas limitações de resistência e compressão, o que se aplica diretamente na área da engenharia civil, especialmente no que tange a estruturas.
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4. DESENVOLVIMENTO 4.1. Metodologia 4.1.1. Materiais Utilizados Segundo a norma, “Os corpos-de-prova devem ter forma prismática
com seção transversal quadrada de 5,0 cm de lado e comprimento de 15 cm.”. Destaca-se, entretanto, que os corpos de prova utilizados não são totalmente fiéis à norma, tendo sua dimensão de 15 cm sido alterada para 10 cm, em virtude de recomendação da professora responsável pelo experimento.
Corpo de prova de madeira Araucária ( Araucaria angustifolia) nº1 Dimensões (cm): 5,02 x 4,94 x 10,22
Corpo de prova de madeira Araucária ( Araucaria angustifolia) nº2 Dimensões (cm): 5,18 x 5,11 x 10,04
Corpo de prova de madeira Mogno ( Switenia macrophyllia) nº1 Dimensões (cm): 4,89 x 5,23 x 9,93
Corpo de prova de madeira Mogno ( Switenia macrophyllia) nº2 Dimensões (cm): 5,26 x 5,03 x 10,10
Paquímetro, para medições na precisão requerida pela norma.
Medidor de resistência à compressão eletrônico.
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4.1.2. Procedimento Experimental A resistência à compressão paralela às fibras (fwc,0 ou fc0) é dada pela máxima tensão de compressão que pode atuar em um corpo-de-prova com seção transversal quadrada de 5,0 cm de lado e 15,0 cm de comprimento, sendo dada por: .
Onde: Fc0,max. é a máxima força de compressão aplicada ao corpo-de-prova durante o ensaio, em newtons; A é a área inicial da seção transversal comprimida, em metros quadrados; f c0 é a resistência à compressão paralela às fibras, em megapascals. O valor característico da resistência à compressão paralela às fibras f c0,k. deve ser determinado pela norma. A rigidez da madeira na direção paralela às fibras deve ser determinada por seu módulo de elasticidade, obtido do trecho linear do diagrama tensão x deformação específica, sendo expresso em megapascals. Para esta finalidade, o módulo de elasticidade deve ser determinado pela inclinação da reta secante à curva tensão x deformação, definida pelos pontos (σ10%; ε10%) e (σ50%; ε50%), correspondentes respectivamente a 10% e
50% da resistência à compressão paralela às fibras, medida no ensaio, sendo dado por:
Onde: σ10% e σ50% são as tensões de compressão correspondentes a 10% e
50% da resistência f c0, representadas pelos pontos 71 e 85 do diagrama de carregamento (ver figura 1); ε10% e ε50% são as deformações específicas medidas no corpo-de-prova, correspondentes às tensões de σ10% e σ50%. 8
Figura 1. Diagrama de carregamento para determinação da rigidez da madeira à compressão.
4.2. Anotações importantes e observações obtidas no laboratório durante o procedimento
O corpo de prova de madeira Araucária nº2 apresentou deformação própria de compressão, porém de forma exagerada em relação aos outros, o que se deve a deformidades atribuídas a corte irregular da madeira.
Os corpos de prova de madeira Mogno nº1 e Mogno nº2, após o teste, apresentaram rachaduras aparentes, típico resultado do teste de resistência à compressão, mas que podem ser atribuídas também a rachaduras de secagem.
O ensaio prático em laboratório, entretanto, foi designado ao técnico responsável pelo laboratório. O procedimento foi acompanhado pelos integrantes do grupo, sem, contudo, terem o poder de interferir sobre os acontecimentos.
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 5.1. Tabelas e Gráficos – Resultados A tabela abaixo mostra os resultados do ensaio de compressão do grupo:
E o gráfico abaixo mostra a relação força exercida (kN)/ deformação (mm):
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5.2. Análise e Discussão dos Resultados Os resultados apresentados acima, relativos ao ensaio de compressão foram muito satisfatórios, já que as amostras mostraram superar as expectativas, suportando uma maior compressão do que o esperado. O corpo de prova Pinus nº01 se mostrou muito resistente, não apresentando deformidades mesmo após o término do ensaio, enquanto a de nº02 mostrou grande deformidade, apesar de as duas amostras terem suportado a mesma força. O corpo de prova Mogno nº01 e nº02 apresentaram rachaduras após o ensaio, porém tiveram melhor desempenho, suportando maior força. As amostras mostraram que existiram pequenas diferenças entre os testes de mesma espécie, mas nada que tenha grande interferência para o resultado.
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6. CONCLUSÃO O estudo de resistência à compressão apresentou resultados surpreendentes quanto ao alto nível de resistência que os corpos de prova foram aptos a suportar. O que confirma o porquê de a madeira ser um material tão amplamente utilizado na construção civil e justifica seu uso no caráter estrutural, por resistir, pelo menos quando paralelemente às fibras, à cargas relativamente muito altas e uma relação massa/resistência muito vantajosa.
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7. FOTOS
Figura 1. Corpo de prova sendo submetido ao teste de resistência à compressão.
Figura 2. Corpo de prova de madeira Mogno, sob teste de resistência à compressão.
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Figura 3. Corpo de prova aprese ntando rachaduras, resultado do ensaio de resistência à compressão.
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8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1997). NBR 7190 Projeto de estruturas de madeiras. Rio de Janeiro.
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