Classificação e análise não destrutiva em vigas de madeira lamelada colada (MLC) de Eucalyptus sp. reforçadas com fibras naturais e sintética

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dc.contributor.advisor-co1Paes, Juarez Benigno
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4776-4246
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3454401627877927
dc.contributor.advisor-co2Araújo, Caroline Palacio de
dc.contributor.advisor-co2IDhttps://orcid.org/0000-0002-0259-2543
dc.contributor.advisor-co2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1424851890250661
dc.contributor.advisor-co3Dan, Markcilei Lima
dc.contributor.advisor-co3IDhttps://orcid.org/0000-0003-2733-3473
dc.contributor.advisor-co3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1680048346289267
dc.contributor.advisor1Segundinho, Pedro Gutemberg de Alcântara
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-4393-8686
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0125088071269647
dc.contributor.authorVicentini, Rogério
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0009-6386-5224
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4851102331816092
dc.contributor.referee1Castor Neto, Thayanne Caroline
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9740-1665
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6667969524192169
dc.contributor.referee2Chaves, Izabella Luzia Silva
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-3808-0136
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1057676508843699
dc.contributor.referee3Medeiros Neto, Pedro Nicó de
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-5647-0050
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6441001734932075
dc.contributor.referee4Gonçalves, Fabrício Gomes
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-2010-9508
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/0616694853822879
dc.date.accessioned2026-02-01T00:46:47Z
dc.date.available2026-02-01T00:46:47Z
dc.date.issued2025-06-27
dc.description.abstractThis study was structured in two integrated chapters. The first chapter addressed the classification and non-destructive analysis of lamellae intended for the manufacture of glued laminated timber (Glulam) beams, demonstrating the feasibility of both visual and mechanical classification of lamellae from Eucalyptus sp. clones (17 to 20 years old). The lamellae were prepared and evaluated according to Brazilian Standard ensuring uniformity and control of physical and mechanical properties. Furthermore, a correlation was established between the moduli of elasticity (MOE) obtained by the experimental method and by longitudinal and transverse vibration tests to obtain the MOEs, in order to accurately and quickly compare this type of test, obtaining satisfactory results compared to traditional mechanical tests. In the second chapter, after careful selection of the lamellae by MOE and visual inspection, the glulam beams were bonded using resorcinol-formaldehyde adhesive, resulting in structural elements joined by lamellae with greater strength and rigidity. The experimental design consisted of the production of 28 beams, 7 control beams (without reinforcement) and 21 reinforced beams. The latter were reinforced with natural fibers (sisal and jute) and synthetic fibers (fiberglass), which were glued in the critical tensile regions of the beams. For reinforcement, natural and synthetic fibers were bonded with AR 320 epoxy resin with AH 320 hardener, effective in bonding these materials. The reinforced beams were subjected to four-point bending tests to evaluate the MOE, stiffness, resistance to vertical displacement, and deformation. These tests provided important input for studies and classifications related to the MOE values of each beam tested, a significant property of composite beams. Statistical analysis of the experimental data supported the reliability of the results obtained. The results indicated that the application of sisal, jute, and fiberglass fibers as reinforcement significantly improved the stiffness and MOE of the glulam beams, demonstrating the effectiveness of non-destructive classification and analysis of Glulam beams, suggesting potential improvements to obtain properties in the reinforcement materials and production processes. Additionally, numerical modeling using the finite element method validated the beams' stiffness. The deflection errors found in the modeling reinforce and compare the mechanical test with potential improvements in the process or procedures to improve the production of reinforced beams for high-performance structural timber applications. Thus, this study highlights that rigorous classification of Eucalyptus sp. lamellae according to established standards, combined with appropriate epoxy resin bonding in fiber/resin matrices (natural and synthetic), significantly contributes to increased stiffness. This process, which involves reinforcement, gluing, and pressing, allows for the sustainable expansion of Glulam applications in advanced fiber-reinforced structural systems, demonstrating increased stiffness in structural beams.
dc.description.resumoO presente estudo foi estruturado em dois capítulos integrados. No primeiro capítulo, abordou a classificação e análise não destrutiva de lamelas destinada à fabricação de vigas de madeira lamelada colada (MLC), para demonstrar a viabilidade tanto da classificação visual quanto mecânica de lamelas de clone de Eucalyptus sp. (17 a 20 anos). As lamelas foram preparadas e avaliadas conforme a Norma Brasileira, para garantir a uniformidade e controle das propriedades físicas e mecânicas. Além disso, estabeleceu-se a correlação entre os módulos de elasticidade (MOE) obtidos pelo método experimental e por ensaio de vibração longitudinal e transversal para obter os MOEs, a fim de comparar com precisão e rapidez neste tipo de teste, tendo obtido resultados satisfatórios referentes a ensaios mecânicos tradicionais. No segundo capítulo, após a seleção criteriosa das lamelas por MOE e inspeção visual, procedeu-se à colagem das vigas de MLC com adesivo resorcinol-formaldeído, tendo resultado em elementos estruturais, unidos por lamelas, com maior resistência e rigidez. O delineamento experimental consistiu na produção de 28 vigas, sendo sete utilizadas como controle (sem reforço) e 21 vigas reforçadas. Nestas últimas os reforços foram com fibras naturais (sisal e juta) e sintéticas (fibra de vidro), que foram coladas nas regiões críticas de tração, nas vigas. Para o reforço, empregam se fibras naturais e sintéticas coladas com resina epóxi AR 320 com endurecedor AH 320, eficaz na colagem destes materiais. As vigas reforçadas foram submetidas a ensaios de flexão em quatro pontos com o objetivo de avaliar o MOE, a rigidez, a resistência ao deslocamento vertical e as deformações. Esses ensaios forneceram subsídios para estudos e classificações relacionados aos valores dos MOEs de cada viga testada. A análise estatística dos dados experimentais sustentou a confiabilidade dos resultados obtidos. Os resultados indicaram que a aplicação de fibras de sisal, juta e fibra de vidro como reforço promoveu melhorias significativas na rigidez e no MOE das vigas de MLC, evidenciando a eficácia na classificação e análise não destrutiva em MLC apontando possíveis propostas de aprimoramento para obtenção de propriedades nos materiais de reforço e nos processos produtivos. Complementarmente, a modelagem numérica realizada por meio do método dos elementos finitos validou a rigidez das vigas. Os erros nas flechas, encontrados na modelagem, reforçam e comparam o ensaio mecânico para possíveis ações de melhorias, no processo ou nos procedimentos, a fim de melhorar a produção de vigas reforçadas para aplicações estruturais de alto desempenho, em madeira. Assim, este estudo destaca que uma classificação rigorosa das lamelas de Eucalyptus sp., conforme normas estabelecidas, aliada a uma colagem adequada com resina epóxi em matrizes fibras/resina, contribui significativamente para o aumento da rigidez. Esse processo, que envolve reforços, colagem e prensagem, permite ampliar de forma sustentável as aplicações das MLCs em sistema estruturais avançados, reforçados com fibras, tendo evidenciado o ganho de rigidez das vigas estruturais
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/20841
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Ciências Florestais
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Florestais
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
dc.subjectEucalipto
dc.subjectEstruturas de madeira
dc.subject Ensaios mecânicos
dc.subjectMadeira lamelada
dc.subjectLaminated timber
dc.subjectModulus of elasticity
dc.subjectRigidity
dc.subjectEesin
dc.subjectMatrix
dc.subjectNumerical modeling
dc.subjectStiffness gain
dc.subject.cnpqRecursos Florestais e Engenharia Florestal
dc.titleClassificação e análise não destrutiva em vigas de madeira lamelada colada (MLC) de Eucalyptus sp. reforçadas com fibras naturais e sintética
dc.title.alternativeClassification and non-destructive analysis of glued laminated timber (Glulam) beams of Eucalyptus sp. reinforced with natural and synthetic fibers.
dc.typemasterThesis
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