Eucalyptus spp. na produção de painéis de cimento-madeira

Orientador: Setsuo IwakiriTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia FlorestalÁrea de concentração: Tecnologia e utilização de produtos florestaisResumo: Este trabalho teve como objetivo a realização de estudos sobre as variáveis do processo de manufatura de painéis de cimento-madeira. Quatro tipos de cimento portland, quatro espécies de Eucalyptus, cinco granulometrias de partículas, cinco aditivos aceleradores de pega e três percentuais de aditivos, foram pesquisados. Análises foram realizadas com propósito de se averiguar o efeito dessas variáveis sobre a evolução da curva de hidratação do compósito cimento-madeira, a resistência à compressão de corpos de prova cilíndricos (CPC) e as propriedades físicas e mecânicas dos painéis. Além desses estudos, pesquisou-se também, o efeito da cura à vapor, sobre as propriedades mecânicas das chapas. As espécies E. peilíta, E. robusta, E. urophylla e E. citriodora foram coletadas de um reflorestamento localizado na Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro no município de Seropédica-RJ. Para seleção do melhor tipo de cimento, da espécie mais compatível, da granulometria mais adequada, do aditivo e do seu percentual mais recomendado, a pesquisa desenvolveu-se em duas fases. lnicialmente, foi avaliada a influência de cada variável sobre a temperatura, o tempo de hidratação do compósito e a resistência à compressão axial de CPC. Índices de inibição da madeira, também foram determinados para classificar, quanto a compatibilidade, a espécie e a granulometria de partículas. Após avaliação desses estudos, procedeu- se a manufatura dos painéis cumprindo um delineamento experimental transcrito da fase inicial. Assim, o efeito produzido pelas variáveis investigadas no processo, foi, neste instante, observado nas propriedades físicas e mecânicas dos painéis. O principal propósito disto foi, além de selecionar as melhores variáveis, ratificar se as tendências dos resultados encontrados, em ambas as fases, se sobrepunham. O estudo sobre cura à vapor dos painéis, foi realizado com chapas produzidas já com as variáveis consideradas mais promissoras, em função dos resultados alcançados nas análises anteriores. Os painéis foram submetidos à três períodos de cura à vapor numa temperatura de 60 °C. Foi avaliada a resistência mecânica dos painéis para os períodos de maturação de 7, 14 e 28 dias, onde se identificou se tais períodos de exposição provocaram resistências equivalentes entre os três períodos de maturação explorados. Diante dos resultados alcançados pôde-se concluir que: o cimento portland ARI (Alta resistência inicial) é o mais adequado ao uso em chapas de cimento-madeira; a granulometria de partículas com tamanho intermediário foi a mais adequada ao uso porque, em praticamente todas as propriedades, apresentou resultados satisfatórios, além de contemplar a possibilidade do uso de granulometrias combinadas; o percentual de 4% do aditivo químico CaCl2, foi considerado o mais adequado e recomenda-se a sua utilização; com exceção da espécie E. citriodora, todas as outras três apresentaram boas possibilidades para uso em chapas de cimento-madeira; a variação do tempo de exposição dos painéis numa câmara de vapor, proporcionou efeitos satisfatórios nas propriedades mecânicas, principalmente, módulo de elasticidade, compressão paralela dos painéis, mas não apresentou efeito sobre o módulo de ruptura e ligação interna.Abstract: This work aimed to study the variables of four Eucalyptus species in the hydration of cement and the properties of wood-cement bonded board (WCB). The following variables were evaluated: four types of cement, four species of Eucalyptus, five wood particle granulometry, five additives and three percentages of these additives. Analyses were done with the purpose of investigating the effects of these variables under the hydration curve of the wood-cement mixture, the compression resistance of cylindrical samples and the physical and mechanical properties of the boards manufactured. The effect of steam curing of the properties of WCB was investigated as well. The species E. poluta, E. robusta, E. urophyllla and E. citriodora were collected at a reforestation site located at Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro at Seropédica County-RJ. The research was conducted in two phases to select the best parameters of type of cement, species compatibility with cement, wood particle granulometry and type/percentage of additives. In the first phase, it was evaluated the influence of each parameter on the temperature, hydration evaluation and resistance to axial compression of the cylindrical samples. The inhibitory index of the wood-cement mixture was determined based on the compatibility of the each species and particle granulometry with the cement. The next phase consisted in evaluating the application of the parameters selected in the manufacture and properties of the WCB according to the outline developed in the initial phase of the study. The trend found in the flrst phase of study was confirmed by the physical and mechanical properties of the WCB's. The main purpose was to select the best variables and to find out, whether these variables would show the sarne trend in both phases of the research. The first phase of the research supplied the best WCB variables to the steam curing panels study. The boards were submitted to three periods (7, 14 and 28 days) of steam cure at 60 °C and the properties evaluated afterwards. Based on the results obtained, it can be concluded that: Portland cement ARI (high initial resistance) is the most suitable to be used with wood in WCB; medium size particle granulometry provided the best WCB properties with the possibility of combining more than one granulometry; Calcium Chioride (CaCI2) at 4% ratio is the ideal additive to be used in the boards; E. citriodora is the lesser suitable species among the ones studied; steam cure of the panels gave the boards satisfactory effects in terms of properties