Ciência do material bambu e tecnologia de sua aplicação em vigas laminadas coladas de seção transversal composta - Nogueira, Cláudia de Lima (2013)
No presente trabalho avaliou-se a resistência mecânica do bambu nos estágios pré e pós processamento mecânico para servir de referências básicas do estudo das propriedades mecânicas de vigas laminadas coladas simples, de seção composta e de seção composta na forma de I, industrializadas em laboratório. Iniciou-se com a caracterização do material bruto na forma de ripa que representa toda a parede do colmo, passando-se pelo material processado na forma de lâmina que representam a parte industrialmente útil da parede do colmo e culminando na manufatura e qualificação das vigas laminadas coladas. Na produção dos corpos de prova do material bruto manteve-se a espessura original da ripa, exceto para alguns produzidos para se avaliar a resistência ao cisalhamento radial das camadas interna e externa da parede do colmo. As ripas foram usinadas em diversas máquinas para serem transformadas em lâminas que são as unidades de composição das seções compostas pela técnica de aglutinação e adesão a frio. Foi estudada também a influência do nó na resistência ao cisalhamento radial e tangencial tanto do material sólido quanto do plano de cola e nas propriedades da flexão. A geometria e as dimensões dos corpos de prova de cisalhamento foram adaptadas da norma ASTM D 905 e os de flexão da norma NBR 7190. As resistências ao cisalhamento no plano de cola e as propriedade da flexão foram determinadas segundo três combinações de faces de contato no processo de colagem com o adesivo à base de resorcinolformaldeído (RF). Estudou-se também a pressão adequada para colagem dos corpos de prova e eleita a mais adequada à colagem de vigas laminadas coladas. Os corpos de prova intactos e rompidos nos ensaios foram observados em microscópio eletrônico de varredura, em microscópio óptico, em microscópio óptico de fluorescência e microscópio estereoscópico. Observou-se ampla variabilidade das propriedades mecânicas tanto do material sólido quanto do material composto, mas em qualquer dos casos de resistência houve ampla variabilidade dos dados e, no geral o material sem nó foi mais resistente do que o com nó. As rupturas ocorreram na maioria das vezes no tecido parenquimático desviando-se dos feixes de fibras e tendendo a seguir a grã do material observando que o plano de ruptura só coincide com o plano planejado para a ruptura quando o corpo de prova é feito com a consideração precisa da orientação da grã. Os corpos de prova montados com a cola à base de PVA e com lâminas nodais responderam de forma satisfatória à colagem a baixa pressão, enquanto que os fabricados com lâminas internodais apresentaram melhor desempenho a alta pressão. Para os corpos de prova manufaturados com o adesivo à base de RF, a melhor combinação de colagem se deu no contato entre faces externas de lâminas. Foi possível observar a penetração do adesivo nos elementos anatômicos das lâminas com o uso da microscopia óptica e de fluorescência. As vigas laminadas coladas de seção transversal composta foram ensaiadas à flexão, mas não romperam por tensão normal, pois apresentaram instabilidade lateral durante o carregamento à flexão. As vigas também apresentaram baixo módulo de elasticidade porque o esmagamento da mesa inferior, nos apoios, foi cofundida e somada pelo sistema de medida, ao valor da flecha. Numa análise geral, a qualidade mecânica da Viga \"I\" pode ser considerada muito boa dentro do correto cálculo do momento de inércia se seções transversais compostas. As camadas perpendiculares ao eixo da via, tanto na alma quanto na mesa, foram tão eficientes na absorção do esforço cortante que não houve nenhuma limitação de capacidade de carga pela ligação alma-mesa mesmo com a viga trabalhando numa faixa de alta influência de tensões cisalhantes.