Avaliação da qualidade de colagem de elementos de MLC produzidos com base no controle das direções ortogonais da madeira

A Madeira Lamelada Colada (MLC) é um produto moderno, de alto valor agregado, produzido com matéria-prima renovável e utilizado na construção civil. Devido à sua natureza estrutural engenheirada, requer rigoroso controle de qualidade em todas as etapas de produção. Este trabalho buscou preencher lacuna na literatura quanto ao impacto das diferentes configurações de colagem, considerando as direções ortogonais, na qualidade da MLC. Foram estudadas combinações madeira-adesivo-configuração de colagem dos planos de corte, para elementos produzidos a partir de duas espécies de reflorestamento com anatomias distintas: Cedro australiano (folhosa) e Pinus elliottii (conífera), combinadas com dois adesivos estruturais, Poliuretano bicomponente e Resorcinol-formaldeído. Investigaram-se cinco configurações de colagem dos planos de corte, tangencial e radial. A qualidade foi avaliada por ensaios de cisalhamento das linhas de cola e delaminação, conforme ABNT NBR 7190-6 (2022). Ensaios físicos, mecânicos, químicos, anatômicos, além de análises de rugosidade superficial e microscopia óptica, auxiliaram na compreensão dos resultados. A colagem foi influenciada por múltiplos fatores, incluindo a espécie de madeira, a configuração dos planos de corte e o tipo de adesivo utilizado. O método ABNT demonstrou eficiência na avaliação da delaminação, com resultados dentro dos limites normativos. O Pinus apresentou delaminação média 2,46 vezes superior ao Cedro. As análises confirmaram maior estabilidade dimensional do Cedro, associada ao menor coeficiente de anisotropia, resultando em menores índices de delaminação. Quanto à direção das lamelas, no Cedro as radiais não apresentaram delaminação, enquanto as tangenciais atingiram 2,57%; no Pinus, radiais tiveram média de 0,70% contra 2,47% na tangencial, ou seja, 3,5 vezes maior. Lamelas tangenciais apresentaram maiores variações dimensionais e taxas de falha adesiva em ambas as espécies. A configuração radial-radial apresentou os menores valores de resistência ao cisalhamento da linha de cola, enquanto as tangencial-tangencial foram superiores: no Cedro, as configurações tangencial-tangencial foram aproximadamente 10% (PU) e 15% (RF) mais resistentes, e no Pinus, aproximadamente 12,5% (PU) e 14% (RF). De modo geral, as combinações tangenciais mostraram melhor desempenho em ambas as espécies e adesivos. O adesivo de resorcinol-formaldeído tive o melhor desempenho em comparação ao poliuretano bicomponente, sugerindo que a viscosidade e a penetração do adesivo influenciam a qualidade da linha de cola.

Resumo (inglês)

Glued Laminated Timber (Glulam) is a modern, high value-added product, manufactured from renewable raw material and widely applied in civil construction. Due to its engineered structural nature, it requires strict quality control throughout all production stages. This study aimed to address a gap in the literature concerning the impact of different bonding configurations, considering orthogonal directions, on Glulam bonding quality. Combinations of wood–adhesive–bonding plane configurations were investigated for Glulam elements produced from two reforestation species with distinct anatomies: Australian cedar (hardwood) and Pinus elliottii (softwood), bonded with two structural adhesives, polyurethane (PU) and resorcinol-formaldehyde (RF). Five bonding configurations of tangential and radial planes were analyzed. Bonding quality was evaluated by shear strength and delamination tests according to ABNT NBR 7190-6 (2022). Additional physical, mechanical, chemical, and anatomical characterizations, along with surface roughness and optical microscopy analyses, supported result interpretation. Bonding performance was influenced by species, cutting-plane configuration, and adhesive type. The ABNT method proved effective for delamination assessment, with results within normative limits. Pinus showed mean delamination 2.46 times higher than cedar. Analyses confirmed greater dimensional stability of Australian cedar, associated with its lower anisotropy coefficient, resulting in reduced delamination. Regarding lamella orientation, cedar radial lamellae showed no delamination, while tangential ones averaged 2.57%; for Pinus, radial lamellae averaged 0.70% compared to 2.47% in tangential, i.e., 3.5 times higher. Tangential lamellae exhibited greater dimensional variation and adhesive failure rates in both species. The radial–radial configuration yielded the lowest shear strength of the glue line, while tangential–tangential was superior: in cedar, about 10% (PU) and 15% (RF) stronger; in Pinus, about 12.5% (PU) and 14% (RF). Overall, tangential configurations performed better in both species and adhesives. RF outperformed PU, suggesting that adhesive viscosity and penetration strongly affect glue line quality.

Palavras-chave

Madeira lamelada colada, Propriedades físico-mecânicas, Linha de cola, Planos ortogonais, Madeira - Anatomia, Pinus elliottii, Madeira engenheirada

Idioma

Português

Citação

OLIVEIRA, Carolina Aparecida Barros. Avaliação da qualidade de colagem de elementos de MLC produzidos com base no controle das direções ortogonais da madeira. Orientador: Julio Cesar Molina; Alexandre Jorge Duarte de Souza. 2025. 201 f. Tese (Doutorado em Engenharia) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2025.