Madeira trabalhada - Engineered wood

Telhado de madeira autoportante muito grande. Construído para a Expo 2000 , Hanover, Alemanha
Edifício de apartamentos de 75 unidades, em grande parte feito de madeira, em Mission, British Columbia

Material derivado de madeira , também chamado de madeira maciça , compósitos de madeira , de madeira feitos pelo homem , ou tábua produzida , inclui uma variedade de derivados de madeira produtos que são fabricados através da ligação ou fixação dos cordões, partículas, fibras, ou lâminas ou placas de madeira, em conjunto com adesivos ou outros métodos de fixação para formar material composto . Os painéis variam em tamanho, mas podem variar acima de 64 por 8 pés (19,5 por 2,4 m) e no caso de madeira laminada cruzada (CLT) pode ser de qualquer espessura de algumas polegadas a 16 polegadas (410 mm) ou mais . Esses produtos são projetados para especificações de projeto precisas, que são testadas para atender aos padrões nacionais ou internacionais e fornecem uniformidade e previsibilidade em seu desempenho estrutural. Os produtos de madeira engenheirada são usados ​​em uma variedade de aplicações, desde a construção de casas até edifícios comerciais e produtos industriais. Os produtos podem ser usados ​​para vigas e vigas que substituem o aço em muitos projetos de construção. O termo madeira em massa descreve um grupo de materiais de construção que podem substituir conjuntos de concreto. A adoção ampla de madeira em massa e sua substituição por aço e concreto em novos projetos de construção de médio porte nas próximas décadas tem o potencial de transformar edifícios de madeira em um sumidouro global de carbono , o que poderia ajudar a mitigar as mudanças climáticas .

Normalmente, os produtos de madeira modificados são feitos das mesmas madeiras duras e macias usadas para fabricar madeira serrada . Restos de serraria e outros resíduos de madeira podem ser usados ​​para madeira projetada composta de partículas de madeira ou fibras, mas toras inteiras são geralmente usadas para folheados, como madeira compensada , painel de fibra de média densidade (MDF) ou painel de partículas . Alguns produtos de madeira de engenharia, como a placa de fibra orientada (OSB), podem usar árvores da família do choupo, uma espécie comum, mas não estrutural.

Composto de madeira-plástico , um tipo de madeira projetada

Alternativamente, também é possível fabricar bambu de engenharia semelhante a partir de bambu; e produtos celulósicos de engenharia semelhantes de outros materiais contendo lignina , como palha de centeio , palha de trigo , palha de arroz , talos de cânhamo , talos de kenaf ou resíduo de cana-de-açúcar , caso em que eles não contêm madeira real, mas sim fibras vegetais .

Os móveis flat-pack são normalmente feitos de madeira artificial devido aos seus baixos custos de fabricação e seu baixo peso.

Tipos de produtos

Produtos de madeira projetada em uma loja Home Depot

Madeira compensada

A madeira compensada , um painel estrutural de madeira, às vezes é chamada de produto de madeira projetada original. A madeira compensada é fabricada a partir de folhas laminadas cruzadas e coladas sob calor e pressão com adesivos duráveis ​​e resistentes à umidade. Ao alternar a direção do grão dos folheados de camada para camada, ou “orientação cruzada”, a resistência do painel e a rigidez em ambas as direções são maximizadas. Outros painéis de madeira estruturais incluem placas de fios orientados e painéis compostos estruturais.

Madeira densificada

A madeira densificada é feita usando uma prensa mecânica a quente para comprimir as fibras de madeira e aumentar a densidade por um fator de três. Espera-se que esse aumento na densidade aumente a resistência e a rigidez da madeira em uma quantidade proporcional. Os primeiros estudos confirmaram que isso termina com um aumento relatado na resistência mecânica por um fator de três.

Madeira quimicamente densificada

Estudos mais recentes combinaram o processo químico com os métodos tradicionais de prensagem mecânica a quente para aumentar a densidade e, assim, as propriedades mecânicas da madeira. Nesses métodos, os processos químicos quebram a lignina e a hemicelulose que são encontradas naturalmente na madeira. Após a dissolução, os fios de celulose remanescentes são comprimidos mecanicamente a quente. Em comparação com o aumento de três vezes na resistência observado apenas com a prensagem a quente, a madeira processada quimicamente mostrou produzir uma melhoria de 11 vezes. Essa força extra vem de ligações de hidrogênio formadas entre as nanofibras de celulose alinhadas.

A madeira densificada possuía propriedades de resistência mecânica semelhantes às do aço usado na construção civil, abrindo a porta para aplicações de madeira densificada em situações em que a madeira de resistência regular falharia. Ambientalmente, a madeira requer muito menos dióxido de carbono para ser produzida do que o aço e atua como uma fonte de sequestro de carbono .

MDF

Os painéis de fibras de média e de alta densidade ( painéis duros ) são feitos quebrando-se a madeira dura ou os resíduos de madeira macia em fibras de madeira, combinando-os com cera e um aglutinante de resina e formando painéis por aplicação de alta temperatura e pressão.

Painel de partículas

O painel de partículas é fabricado a partir de aparas de madeira, aparas de serraria ou mesmo serragem e uma resina sintética ou outro aglutinante adequado, que é prensado e extrudado. A placa de madeira orientada, também conhecida como flakeboard, wafer board ou aglomerado, é semelhante, mas usa flocos de madeira usinada que oferecem mais resistência. O aglomerado de partículas é mais barato, mais denso e mais uniforme do que a madeira e o compensado convencionais e os substitui quando o custo é mais importante do que a resistência e a aparência. Uma grande desvantagem do aglomerado é que ele é muito sujeito a expansão e descoloração devido à umidade, principalmente quando não está coberto com tinta ou outro selante.

Prancha de vertente orientada

Oriented strand board (OSB) é um painel estrutural de madeira fabricado a partir de fios retangulares de madeira que são orientados longitudinalmente e, em seguida, dispostos em camadas, dispostos em esteiras e colados com adesivos resistentes à umidade e curados por calor. As camadas individuais podem ter orientação cruzada para fornecer resistência e rigidez ao painel. No entanto, a maioria dos painéis OSB são fornecidos com mais resistência em uma direção. Os fios de madeira na camada externa de cada lado da placa são normalmente alinhados na direção mais forte da placa. As setas no produto geralmente identificam a direção mais forte da placa (a altura ou dimensão mais longa, na maioria dos casos). Produzido em enormes tapetes contínuos, o OSB é um painel sólido de qualidade consistente, sem voltas, lacunas ou vazios.

O OSB é fornecido em várias dimensões, potências e níveis de resistência à água.

Madeira laminada

A madeira laminada colada (glulam) é composta por várias camadas de madeira dimensional coladas com adesivos resistentes à umidade, criando um membro estrutural grande e forte que pode ser usado como colunas verticais ou vigas horizontais. O Glulam também pode ser produzido em formas curvas, oferecendo ampla flexibilidade de design.

Folheado laminado

A madeira laminada folheada (LVL) é produzida pela colagem de finos folheados de madeira em um grande tarugo. O grão de todos os folheados no tarugo LVL é paralelo à direção longa. O produto resultante apresenta propriedades mecânicas aprimoradas e estabilidade dimensional que oferecem uma gama mais ampla de largura, profundidade e comprimento do produto do que a madeira serrada convencional. LVL é um membro da família de madeira composta estrutural (SCL) de produtos de madeira projetada que são comumente usados ​​nas mesmas aplicações estruturais que madeira serrada convencional e madeira, incluindo vigas, cabeçalhos, vigas, vigas, tábuas de borda, vigas e colunas.

Laminado cruzado

A madeira laminada cruzada (CLT) é um painel versátil de várias camadas feito de madeira serrada. Cada camada de placas é colocada transversalmente às camadas adjacentes para maior rigidez e resistência. O CLT pode ser usado para vãos longos e todas as montagens, por exemplo, pisos, paredes ou telhados. CLT tem a vantagem de tempos de construção mais rápidos, pois os painéis são fabricados e acabados fora do local e fornecidos prontos para encaixar e aparafusar como um projeto de conjunto de embalagem plana.

Fita paralela

A madeira serrada de cordão paralelo (PSL) consiste em longos cordões folheados colocados em formação paralela e unidos com um adesivo para formar a seção estrutural acabada. Um material forte e consistente, tem uma alta capacidade de carga e é resistente a tensões de tempero, por isso é adequado para uso como vigas e colunas para construção de vigas e postes e para vigas, cabeçalhos e lintéis para construção de estruturas leves. PSL é um membro da família de madeira serrada composta estrutural (SCL) de produtos de madeira engenheirada.

Fita laminada

A madeira serrada laminada (LSL) e a madeira serrada orientada (OSL) são fabricadas a partir de fios de madeira em flocos que têm uma alta relação comprimento / espessura. Combinado com um adesivo, os fios são orientados e formados em uma grande esteira ou tarugo e prensados. LSL e OSL oferecem boa força de retenção de fixador e desempenho de conector mecânico e são comumente usados ​​em uma variedade de aplicações, como vigas, cabeçotes, pregos, placas de aro e componentes de marcenaria . Esses produtos são membros da família de madeira serrada composta estrutural (SCL) de produtos de madeira engenheirada. O LSL é fabricado com fios relativamente curtos - normalmente com cerca de 1 pé de comprimento - em comparação com os fios de 2 a 8 pés de comprimento usados ​​no PSL.

Articulação do dedo

A junta de dedo é feita de pedaços curtos de madeira combinados para formar comprimentos mais longos e é usada em ombreiras, molduras e tachas. Também é produzido em comprimentos longos e dimensões amplas para pisos.

feixes

I-vigas e madeira vigas I são " I " membros estruturais -shaped projetados para uso em piso e telhado construção. Uma viga em I consiste em flanges superior e inferior de várias larguras unidas com almas de várias profundidades. Os flanges resistem às tensões de flexão comuns e a rede oferece desempenho de cisalhamento . As vigas I são projetadas para transportar cargas pesadas por longas distâncias, usando menos madeira do que uma viga dimensional de madeira sólida de um tamanho necessário para fazer a mesma tarefa. Em 2005, aproximadamente metade de todos os pisos de madeira com moldura leve eram emoldurados com vigas em I.

Treliças

Treliças de telhado e treliças de piso são armações estruturais que contam com um arranjo triangular de telas e cordas para transferir cargas para os pontos de reação. Para uma determinada carga, longas treliças de madeira construídas com pedaços menores de madeira exigem menos matéria-prima e tornam mais fácil para empreiteiros de CA, encanadores e eletricistas fazerem seu trabalho, em comparação com os longos 2x10s e 2x12s tradicionalmente usados ​​como vigas e vigas de piso .

Compósitos de madeira transparentes

Compósitos transparentes de madeira são novos materiais, atualmente feitos apenas em escala de laboratório, que combinam transparência e rigidez por meio de um processo químico que substitui compostos absorventes de luz, como a lignina , por um polímero transparente.

Vantagens

Os produtos de madeira engenheirada são usados ​​de várias maneiras, muitas vezes em aplicações semelhantes a produtos de madeira sólida . Produtos de madeira projetada podem ser preferidos em relação à madeira sólida em algumas aplicações devido a certas vantagens comparativas:

  • Como a madeira projetada é feita pelo homem, ela pode ser projetada para atender aos requisitos de desempenho específicos da aplicação. As formas e dimensões exigidas não conduzem aos requisitos da árvore de origem (comprimento ou largura da árvore)
  • Os produtos de madeira projetada são versáteis e estão disponíveis em uma ampla variedade de espessuras, tamanhos, graus e classificações de durabilidade de exposição, tornando os produtos ideais para uso em aplicações ilimitadas de construção, industrial e doméstica.
  • Os produtos de madeira engenheirada são projetados e fabricados para maximizar a resistência natural e as características de rigidez da madeira. Os produtos são muito estáveis ​​e alguns oferecem maior resistência estrutural do que os materiais de construção de madeira típicos.
  • A madeira laminada colada ( glulam ) tem maior resistência e rigidez do que a madeira dimensional comparável e, quilo por quilo, é mais forte que o aço.
  • Alguns produtos de madeira projetados oferecem mais opções de design sem sacrificar os requisitos estruturais.
  • Painéis de madeira projetada são fáceis de trabalhar usando ferramentas comuns e habilidades básicas. Eles podem ser cortados, perfurados, roteados, unidos, colados e fixados. A madeira compensada pode ser dobrada para formar superfícies curvas sem perda de resistência. E o tamanho do painel grande acelera a construção, reduzindo o número de peças a serem manuseadas e instaladas.
  • Os produtos de madeira projetada fazem um uso mais eficiente da madeira. Eles podem ser feitos de pequenos pedaços de madeira, madeira com defeitos ou espécies subutilizadas.
  • As treliças de madeira são competitivas em muitas aplicações de telhado e piso, e sua alta relação resistência / peso permite vãos longos, oferecendo flexibilidade em layouts de piso.
  • Madeira projetada é sentida para oferecer vantagens estruturais para a construção de casas.
  • Os defensores do design sustentável recomendam o uso de madeira projetada, que pode ser produzida a partir de árvores relativamente pequenas, em vez de grandes pedaços de madeira maciça dimensional , que requer o corte de uma árvore grande.

Desvantagens

  • Eles requerem mais energia primária para sua fabricação do que madeira sólida.
  • Os adesivos usados ​​em alguns produtos podem ser tóxicos. Uma preocupação com algumas resinas é a liberação de formaldeído no produto acabado, freqüentemente observada com produtos ligados a uréia-formaldeído .
  • Cortar e trabalhar com alguns produtos pode expor os trabalhadores a compostos tóxicos.
  • Alguns produtos de madeira projetada, como os especificados para uso interno, podem ser mais fracos e mais sujeitos a empenamento induzido pela umidade do que madeiras sólidas equivalentes. A maioria das placas à base de partículas e fibras não são adequadas para uso ao ar livre porque absorvem água rapidamente.

Propriedades

Compensado e OSB normalmente têm uma densidade de 560–640 kg / m 3 (35–40 lb / pés cúbicos). Por exemplo, 9,5 mm ( 3 / 8  in) contraplacado embainhar ou OSB bainha tem, tipicamente, uma densidade de superfície de 4,9-5,9 kg / m 2 (1-1,2 lb / pé quadrado). Muitas outras madeiras projetadas têm densidades muito maiores do que OSB.

Fabricação de pisos de madeira projetada

Lamela

A lamela é a camada da face da madeira que fica visível quando instalada. Normalmente, é um pedaço de madeira serrado. A madeira pode ser cortada em três estilos diferentes: serração plana, serrada em quarto e serrada em fenda.

Tipos de núcleo / substrato

  1. Construção com camada de madeira ("núcleo em sanduíche"): Utiliza várias camadas finas de madeira coladas umas às outras. O grão de madeira de cada camada é perpendicular à camada abaixo dela. A estabilidade é alcançada com o uso de camadas finas de madeira que têm pouca ou nenhuma reação às mudanças climáticas. A madeira é ainda mais estabilizada devido à pressão igual exercida no sentido do comprimento e da largura das camadas perpendiculares entre si.
  2. Construção com núcleo em dedo: Pisos de madeira projetados com núcleo em dedo são feitos de pequenos pedaços de madeira fresada que correm perpendicularmente à camada superior (lamela) de madeira. Eles podem ser de 2 ou 3 dobras, dependendo do uso pretendido. Se for de três camadas, a terceira geralmente é um compensado que corre paralelamente à lamela. A estabilidade é obtida por meio dos grãos que correm perpendicularmente uns aos outros, e a expansão e contração da madeira são reduzidas e relegadas para a folha do meio, impedindo que o piso se abra ou se enrosque.
  3. Fibra: O núcleo é feito de papelão de média ou alta densidade. Pisos com núcleo de papelão são higroscópicos e nunca devem ser expostos a grandes quantidades de água ou umidade muito alta - a expansão causada pela absorção de água combinada com a densidade do papelão fará com que perca sua forma. O papelão é mais barato do que a madeira e pode emitir níveis mais elevados de gases nocivos devido ao seu conteúdo adesivo relativamente alto.
  4. Uma construção de piso projetada que é popular em partes da Europa é a lamela de madeira dura, o núcleo de madeira macia colocado perpendicularmente à lamela e uma camada de suporte final da mesma madeira nobre usada para a lamela. Outras madeiras nobres às vezes são usadas para a camada posterior, mas devem ser compatíveis. Este é considerado por muitos o mais estável dos pisos projetados.

Adesivos

Os tipos de adesivos usados ​​em madeira projetada incluem:

Resinas de uréia-formaldeído (UF)
mais comum, mais barato e não à prova d'água.
Resinas de fenol formaldeído (PF)
amarelo / marrom e comumente usado para produtos de exposição externa.
Resinas de melamina-formaldeído (MF)
branco, resistente ao calor e à água e frequentemente usado em superfícies expostas em designs mais caros.
Resinas poliméricas de metileno difenil diisocianato (pMDI) ou poliuretano (PU)
caro, geralmente à prova d'água e não contém formaldeído, notoriamente mais difícil de liberar de rolos de impressão e prensas de madeira projetadas.

Um termo mais abrangente é composto estrutural . Por exemplo, o revestimento de fibrocimento é feito de cimento e fibra de madeira, enquanto a placa de cimento é um painel de cimento de baixa densidade, muitas vezes com resina adicionada, revestido com malha de fibra de vidro .

Preocupações com a saúde

Embora o formaldeído seja um ingrediente essencial do metabolismo celular em mamíferos , estudos relacionaram a inalação prolongada de gases de formaldeído ao câncer. Descobriu-se que compósitos de madeira projetada emitem quantidades potencialmente prejudiciais de gás formaldeído de duas maneiras: formaldeído livre não reagido e decomposição química de adesivos de resina. Quando quantidades exorbitantes de formaldeído são adicionadas a um processo, o excesso não terá nenhum aditivo para se ligar e pode vazar do produto de madeira com o tempo. Os adesivos baratos de ureia-formaldeído (UF) são os principais responsáveis ​​pelas emissões de resina degradada. A umidade degrada as moléculas fracas de UF, resultando em emissões de formaldeído potencialmente prejudiciais. A McLube oferece agentes desmoldantes e selantes de cilindro projetados para os fabricantes que usam adesivos de formaldeído reduzido UF e melamina-formaldeído. Muitos fabricantes de placas de fibra orientada (SB) e compensados ​​usam fenol-formaldeído (PF) porque o fenol é um aditivo muito mais eficaz. O fenol forma uma ligação resistente à água com o formaldeído que não se degrada em ambientes úmidos. As resinas de PF não representam riscos significativos à saúde devido às emissões de formaldeído. Embora o PF seja um excelente adesivo, a indústria de madeira projetada começou a migrar para aglutinantes de poliuretano como o pMDI para alcançar resistência à água, resistência e eficiência de processo ainda maiores. Os pMDIs também são amplamente utilizados na produção de espumas rígidas de poliuretano e isoladores para refrigeração. Os pMDIs superam outros adesivos de resina, mas são notoriamente difíceis de liberar e causam acúmulo nas superfícies das ferramentas.

Outras fixações

Alguns produtos de engenharia, como CLT Cross Laminated Timber, podem ser montados sem o uso de adesivos por meio de fixação mecânica. Eles podem variar de placas com juntas de travamento perfiladas, fixações de metal patenteadas, pregos ou cavilhas de madeira ( Brettstapel - camada única ou CLT).

Padrões

Os seguintes padrões estão relacionados a produtos de madeira projetada:

  • EN 300 - Placas de vertente orientada (OSB) - Definições, classificação e especificações
  • EN 309 - Painéis de Aglomerado - Definição e classificação
  • EN 338 - Madeira estrutural - Classes de resistência
  • EN 386 - Madeira laminada colada - requisitos de desempenho e requisitos mínimos de produção
  • EN 313-1 - Contraplacado - Classificação e terminologia Parte 1: Classificação
  • EN 313-2 - Contraplacado - Classificação e terminologia Parte 2: Terminologia
  • EN 314-1 - Compensado - Qualidade de colagem - Parte 1: Métodos de teste
  • EN 314-2 - Madeira compensada - Qualidade de colagem - Parte 2: Requisitos
  • EN 315 - Contraplacado - Tolerâncias para dimensões
  • EN 387 - Madeira laminada colada - grandes juntas de dedos - requisitos de desempenho e requisitos mínimos de produção
  • EN 390 - Madeira laminada colada - tamanhos - desvios permitidos
  • EN 391 - Madeira laminada colada - teste de cisalhamento de linhas de cola
  • EN 392 - Madeira laminada colada - Ensaio de cisalhamento de linhas de cola
  • EN 408 - Estruturas de madeira - Madeira estrutural e madeira laminada colada - Determinação de algumas propriedades físicas e mecânicas
  • EN 622-1 - Painéis de fibras - Especificações - Parte 1: Requisitos gerais
  • EN 622-2 - Painéis de fibra - Especificações - Parte 2: Requisitos para painéis de fibra
  • EN 622-3 - Painéis de fibra - Especificações - Parte 3: Requisitos para painéis médios
  • EN 622-4 - Painéis de fibra - Especificações - Parte 4: Requisitos para painéis de fibra
  • EN 622-5 - Painéis de fibra - Especificações - Parte 5: Requisitos para placas de processo a seco (MDF)
  • EN 1193 - Estruturas de madeira - Madeira estrutural e madeira laminada colada - Determinação da resistência ao cisalhamento e propriedades mecânicas perpendiculares ao grão
  • EN 1194 - Estruturas de madeira - Madeira laminada colada - Classes de resistência e determinação de valores característicos
  • EN 1995-1-1 - Eurocódigo 5: Projeto de estruturas de madeira - Parte 1-1: Geral - Regras comuns e regras para edifícios
  • EN 12369-1 - Painéis à base de madeira - Valores característicos para projeto estrutural - Parte 1: OSB, painéis de aglomerado e painéis de fibra
  • EN 12369-2 - Painéis à base de madeira - Valores característicos para projeto estrutural - Parte 2: Contraplacado
  • EN 12369-3 - Painéis à base de madeira - Valores característicos para projeto estrutural - Parte 3: Painéis de madeira maciça
  • EN 14080 - Estruturas de madeira - Madeira laminada colada - Requisitos
  • EN 14081-1 - Estruturas de madeira - Madeira de estrutura graduada em resistência com seção transversal retangular - Parte 1: Requisitos gerais

Veja também

Referências

links externos