Espécies da Amazônia na produção de compósitos madeira-cimento por vibro-compactação

Orientador : Prof. Dr. Setsuo IwakiriCo-orientadores : Prof. Dr. Carlos Frederico Alice ParchenTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 23/02/2015Inclui referências : f. 217-219Área de concentração : Manejo florestalResumo: O presente trabalho teve como objetivo a avaliação da viabilidade e parâmetros de produção pelo método de adensamento por vibro-compactação de compósitos madeira-cimento produzidos a partir da mistura de cimento Portland CP II-Z e partículas de madeira proveniente de costaneiras de oito espécies tropicais: Eschweilera coriaceae, Swartzia recurva, Manilkara amazonica, Inga paraensis, Inga alba, Eschweilera odora, Pouteria guianensis e Byrsonima crispa. O grau de compatibilidade entre o cimento e as espécies, in natura e após pré-tratamento de imersão em água fria, foi determinado através de três métodos tradicionalmente usados na literatura: TR, fator-CA e Índice de Inibição. Os três índices apontaram comportamentos semelhantes com diferenças de intensidade, sendo o índice de inibição o que apresentou resultados mais evidentes e de fácil compreensão. Contudo, o grau de inibição não pode ser diretamente correlacionado com valores quantitativos de extrativos obtidos por diferentes solventes. Das espécies estudadas, seis espécies foram classificadas como de baixa inibição: Eschweilera coriaceae, Manilkara amazonica, Inga paraensis, Inga alba, Pouteria guianensis e Byrsonima crispa. Entretanto, não foi encontrada correlação direta entre os índices de inibição e as propriedades físicas e mecânicas dos compósitos madeira-cimento (1:2,75) com adição de 3% de CaCl2. Os compósitos com melhores propriedades mecânicas foram os produzidos com partículas de Eschweilera coriaceae, Manilkara amazonica e Swartzia recurva, porém a determinação do índice de inibição foi importante para a indicação do tipo de aditivo usado na produção de compósitos de Eschweilera coriaceae e Eschweilera odora. Em comparação com o uso de MgCl2 ou cal hidratada, o aditivo CaCl2 só foi mais eficiente na espécie de baixa de inibição. Para o método de vibro-compactação, dois parâmetros foram importantes na determinação da massa específica final do compósito e, consequentemente, de suas propriedades físicas e mecânicas: 1) a massa específica básica da espécie utilizada, uma vez que baixas massa específicas acarretam em um volume maior de partículas. Diferente do processo tradicional de prensa de pratos, no processo de vibro-compactação não há pressão e a utilização de grande quantidade de material torna-se inviável; 2) o formato do molde utilizado na formação do compósito. Em moldes menores, com menos espaços livres, as partículas são obrigadas a se acomodarem de maneira mais compacta, resultando em compósitos mais densos. Uma vez considerada a diferença de massa específica entre metodologias de produção, compósitos madeira-cimento produzidos pelo método de vibrocompactação com partículas de Pouteria guianensis possuíram propriedades físicas e mecânicas semelhantes aos painéis produzidos pelo método tradicional de prensa de pratos. Outros parâmetros que também devem ser considerados na produção por vibro-compactação foi a granulometria das partículas de madeira e sua relação com a proporção madeira:cimento utilizada na mistura. Ao utilizar uma vibração com impacto vertical de 220 N, partículas de maior granulometria (entre 4 e 9,52 mm) tendem a vibrar menos e não se acomodarem com a mesma eficiência do que partículas menores (entre 1,4 e 2,36 mm). Palavras chaves: Compósito madeira-cimento. Espécies tropicais. Adensamento por vibro-compactação.Abstract: The aim of this work was the evaluation of viability and parameters of the vibrocompaction densification in the production of wood-cement composites formed by the mixture of Portland cement CP II-Z and wood particles from slabs of eight tropical species: Eschweilera coriaceae, Swartzia recurva, Manilkara amazonica, Inga paraensis, Inga alba, Eschweilera odora, Pouteria guianensis and Byrsonima crispa. The compatibility degree between cement and wood, in natura and after pretreatment of cold water immersion, was achieved by three traditional methods found in the literature: TR, CA-factor and Inhibitory Index. All three indexes indicated similar results with different intensity. The Inhibitory Index presented more evident and easier to comprehend results. However, the inhibitory degrees weren't direct related to the amount of extractives obtained with different solutions. From the studied species, six were classified as species with low inhibitory characteristics: Eschweilera coriaceae, Manilkara amazonica, Inga paraensis, Inga alba, Pouteria guianensis and Byrsonima crispa. Nevertheless, the correlation between the inhibitoy index and the finals physical and mechanical properties of the wood-cement composites (1:2,75 based on the components dry weight) with 3% CaCl2 addition. The composites with better mechanical properties were the ones produced with particles of Eschweilera coriaceae, Manilkara amazonica and Swartzia recurva. On the other hand, the inhibitory index was important to indicated the type of additive used in composites made of Eschweilera coriaceae and Eschweilera odora. Compared with MgCl2 and hydrated lime, the CaCl2 additive was more efficient for the specie with lower index value. For the vibrocompaction method, two parameters were important to determine the composite density and, by consequence, the physical and mechanical properties: 1) the basic density of the specie used, as lighter wood produce higher volume of particles. Different from the traditional method of cold press, when vibrocompaction process is used, that is no pressure applied and the use of high amount of material becomes unviable. 2) The shape of the mold used for the composite formation. In small molds, with less free space, the particles have to accommodate more compacted and tend to produce heavier composites. Once the density difference between composites produced by vibrocompaction ou cold press is considered, composites of Pouteria guanensis presented similar physical and mechanical methods for both methods. Other parameter that should be considered in the vibrocompaction method is the particles size and their relation with the mixture cement:wood proportion. If a vibration of 220 N vertical impact is used, bigger particles (between 4 and 9,52 mm) tend to vibrate less and have a poor densification than small particles (between 1,4 and 2,36 mm) Key words: Wood-cement composites. Tropical species. Densification by vibrocapactio