Durabilidade de colagens estruturais em elementos de madeira

Abstract

A madeira é um dos materiais de construção mais antigos utilizados pelo Homem. Nos finais do século XVIII, começaram a alterar-se as exigências das construções, a par da utilização cada vez maior de outros materiais, como o vidro, o aço e o betão armado. Neste sentido, as ligações entre peças de madeira utilizadas na construção têm assumido também grande relevância, com a busca de melhores soluções para as ligações, mais eficientes, económicas e duradouras, com vantagens em termos de produção, desempenho, estética e custo. As colagens estruturais, com a utilização de materiais epoxídicos são, assim, um importante desenvolvimento nas construções de madeira, e o objecto de estudo do presente trabalho. O objetivo desta Dissertação é a determinação dos efeitos que podem influenciar a durabilidade das colagens estruturais em madeira, aprofundando o conhecimento de alguns efeitos já conhecidos, como os associados a altas temperaturas e à saturação da madeira, e testando o efeito de outros, como a presença de gelo ou temperaturas negativas na resistência das juntas de ligação. Para isso, os principais agentes a estudar são o teor de humidade nos provetes de madeira ensaiados, as variações de temperatura nos mesmos, a exposição a ciclos de gelo-degelo e ciclos de temperatura variáveis, estabelecendo-se, assim, uma relação destes fatores com a resistência das colagens em diversos tipos de ensaios. Da análise final do trabalho, concluíram-se vários aspetos: quanto maior o teor de humidade presente nas fibras da madeira, menor a sua resistência a solicitações externas; a exposição das colagens estruturais a temperaturas negativas (na ordem dos -15ºC) e a ciclos de gelo e degelo não afectam a capacidade resistente em maior escala do que ambientes amenos (20ºC, 60% de humidade relativa); quanto maior o tempo de cura da resina epóxy, maior a sua capacidade resistente, sobretudo quando essa cura acontece sob temperaturas elevadas (desde que abaixo da temperatura de transição vítrea).

Wood is one of the oldest construction materials used by man. In the late eighteenth century, the requirements of the buildings began to change, along with the increasing use of other materials such as glass, steel and concrete. In this sense, the bonds between pieces of wood used in construction have also assumed great relevance with the search for better solutions to the bonding, more efficient, economical and durable, with advantages in terms of production, performance, aesthetics and cost. The structural bonding, with the use of epoxy materials are therefore, an important development in timber buildings, and the object of study of this work. The purpose of this Dissertation is to determine the effects that can influence the durability of structural bonding in wood, deepening knowledge of some effects already known, such as those associated with high temperatures and the saturation of the wood, and testing the effect of others, such as the presence of ice or negative temperature resistance of the connection joints. For this, the main agents to study are the moisture content of the tested wood specimens and the temperature variations, exposure to freeze-thaw cycles and variable temperature cycles, establishing a ratio of these factors with the strength of bonding in several types of tests. In the final analysis, the work leaded to various aspects: the higher the moisture content present in the fibres of wood, the lower its resistance to external requests; the exposure of structural bonding to freezing temperatures (around -15ºC) and ice-thaw cycles do not affect the load capacity in a larger scale than in mild environments (20 ºC, 60% moisture content); the longer the curing time of the epoxy resin, the greater its load bearing capacity, particularly when such curing takes place at elevated temperatures (below the glass transition temperature).