X-ray diffraction on aged Brazilian wood species Almeida, Tiago Hendrigo de; Sardela, Mauro; Lahr, Francisco Antonio Rocco
Materials science & engineering. B, Solid-state materials for advanced technology,
07/2019, Letnik:
246
Journal Article
Recenzirano
•There is strong interdependence between crystallinity percentage and crystallite size of wood.•There is interdependence between crystallinities by diffractogram area and the Segal method.•Natural ...weathering provoked increase of crystallinity of in-natura wood evaluated using XRD.•Wood density is not closely linked with the crystallinity and crystallite size.
Characterization of wood is important for best performances. X-ray diffraction (XRD) is a non-destructive technique that has been used for determination of crystallinity and crystallite size of isolated cellulose samples and samples of wood under some treatment. Determining weathering effects on material properties is important for their outdoor uses, mainly exposed to ultraviolet radiation. This paper aims to evaluate changes in crystallinity and crystallite size of Brazilian wood, covering all Brazilian code strength classes (ABNT NBR 7190:1997), exposed to artificial and natural weathering. In this context, XRD is considered a new, fast and non-destructive alternative to improve the wood characterization. Results showed no significant changes of wood for artificial aging. On the other hand, natural aging presented increase of crystallinity and crystallite size of 9.16% and 9.93%, respectively, in 360 days of exposure. According to our results, it is possible to conclude that XRD is effective in evaluating wood microstructure.
RESUMO Como consequência dos fatores edafoclimáticos, as propriedades da madeira podem ser influenciadas de acordo com a região de desenvolvimento da árvore. O objetivo do presente trabalho consistiu ...em verificar a influência da região de extração de lotes da madeira de Tatajuba (Bagassa guianensis), provenientes de duas diferentes regiões do Brasil (Alta Floresta e Bonfim do Sul, municípios dos estados de Mato Grosso e Roraima, respectivamente), ao teor de umidade de 12%, em algumas de suas propriedades físicas e mecânicas. Para cada um dos lotes foram determinadas duas propriedades físicas e cinco propriedades mecânicas, de acordo com a norma ABNT NBR 7190:1997. Para avaliar a influência da região de extração nas propriedades, foi realizada a análise de variância de Kruskal-Wallis, considerando resultados significativos (valores não equivalentes) aqueles que atendiam à condição P-valor < 0,05. De acordo com os resultados da análise estatística, os diferentes lotes da mesma espécie de madeira apresentaram valores médios das propriedades estudadas equivalentes em relação ao conjunto composto por todas as madeiras, porém, os valores médios da resistência na compressão paralela (fc0) e da densidade aparente não foram significativos entre as duas regiões. Os valores característicos da fc0 foram diferentes para os lotes das duas regiões, ao teor de umidade de 12%, implicando em classes de resistência diferentes (D50 – Alta Floresta e D60 – Bonfim do Sul).
Este trabalho tem com objetivo avaliar a integridade das estruturas que fazem parte da cobertura de um galpão de 70 anos, destinado ao estoque de produtos químicos, localizada no Estado de São Paulo ...(Brasil), e apontar possíveis soluções para os problemas identificados. Buscou-se estimar a influência dos resíduos dos produtos químicos depositados nas superfícies dos elementos estruturais e identificar a espécie de madeira utilizada no projeto, por meio de ensaios físicos (densidade aparente) e mecânicos (compressão e cisalhamento paralelo às fibras. Os problemas identificados foram: (a) umidade devido a telhas quebradas; (b) deterioração superficial da madeira em função de reação química entre os produtos armazenados e a estrutura; (c) cavilhas de madeira com instalação incompleta; (d) falta de mãos-francesas em algumas terças; (e) travamento inadequado das treliças; e (f) deterioração de pregos de fixação por oxidação. Pelas observações realizadas, as soluções indicadas são de fácil execução, pois as estruturas não foram severamente prejudicadas. Com relação à espécie de madeira, os resultados das propriedades mecânicas obtidas associadas à densidade aparente apontaram para a espécie Peroba-Rosa (Aspidosperma polyneuron). A análise estatística de resultados apontou para a não influência do produto químico no desempenho da estrutura do telhado.
This aim of this work is to present an analysis of the influence of impregnation against biological demand, realized with saline solution of CCB (Chromated Copper Borate preservative) by ...vacuum-pressure process, on physical-mechanical properties of tropical wood species Simarouba sp., Cedrelinga catenaeformis and Erisma uncinatum Warm. In theory, such process could increase the number of surface defects in wood pieces and reduce its strength properties. To investigate this influence, the complete species characterization was carried out in two conditions (without treatment and CCB treated wood). Tukey’s multiple comparisons test (5% significance level) was applied. In addition, scanning electron microscopy (SEM) photomicrographs were obtained with the energy dispersive spectroscopy (EDS) to investigate preservative presence at the cellular level. Results permitted to conclude that CCB impregnation process did not affect physical-mechanical properties of the studied species.
Recently, more wood species are gaining space in market. Hence, it is important to enlarge the utilization of non-traditional woods, which shall be able to replace the most popular species, provided ...that similar performances are respected. In contrast, the sustainable exploitations of natural resources by timber producers demand alternatives to exchange the use of restricted or blocked tropical wood species (e.g. Araucaria angustifolia) by other timbers, which are liable for commercial certification. This research, based on the test results obtained according to the Brazilian Standard prescriptions (NBR-7190 - Annex B), aimed at evaluating the influence of the apparent density on radial and tangential shrinkages, considering the results for forty-three Brazilian tropical wood species. Usually, this parameter is regarded as necessary to define the timber species to different applications. The results showed low dependence among those variables, considering the information from the literature.
Temperature in timber roof trusses structures can reach 60°C and significantly affect wood strength, compromising the structural mechanical performance. This study aimed at quantifying the influence ...of exposure time to the mentioned temperature in wood strength by monitoring shear parallel to grain (fv0) of Pinus taeda and Pinus elliottii from planted forests. Exposure times at 60°C, in controlled oven, consisted of zero, 168, 456 and 720 hours. ANOVA results indicated that temperature (60°C) influences significantly, in the four exposure times, fv0 for both Pinus wood species. For Pinus taeda, slightly more resinous, strength in shear parallel to grain presented successive reductions, related to reference condition (zero hour) for exposure times 168 and 456 hours; and increase for 456 hours to 720 hours. Different behavior was observed for Pinus elliottii, where fv0 successively showed increases from reference condition for the other temperatures. Even with varied behavior of Pinus wood referring to the influence of exposure times at temperature 60°C, shear strength was significantly affected.
Resumo Os painéis reconstituídos à base de madeira são uma alternativa para utilização na construção civil e na indústria do mobiliário. Dentre os tipos de painéis, destacam-se o OSB (Oriented Strand ...Board) e o MDP (Medium Density Particleboard). O objetivo desta pesquisa foi avaliar as propriedades físicas e mecânicas de painéis híbridos OSB/MDP, visando uma alternativa de uso em novo sistema fabril com o reaproveitamento de partículas de madeira. Foram fabricados painéis OSB, híbridos e MDP em escala laboratorial e determinadas suas respectivas propriedades físicas e mecânicas de acordo com as normas EN 300:2006 e ABNT NBR 14.810-2:2013. A influência dos tipos de painéis nas propriedades foi investigada pela análise de variância (ANOVA), os testes de normalidade de Anderson-Darling (AD) e de homogeneidade de variâncias de Bartlett (Bt) foram utilizados na verificação da validade das hipóteses da ANOVA. O teste de comparações múltiplas de Tukey foi utilizado para o agrupamento dos níveis do fator (tipo de painel) nas propriedades avaliadas. Os valores obtidos para as propriedades físicas e mecânicas dos painéis híbridos OSB/MDP alcançaram os valores mínimos determinados pelas normas vigentes. Os painéis híbridos apresentaram propriedades que permitem sua aplicação estrutural e em ambientes úmidos.
Abstract Reconstituted wood-based panels are an alternative for use in the building and furniture industries. Two important examples of them are the OSB (Oriented Strand Board) and the MDP (Medium Density Particleboard). The aim of this study was to evaluate the physical and mechanical properties of OSB/MDP hybrid panels, aiming at their use in a new wood particle recycling system. OSB, hybrids and MDP panels were manufactured at laboratory scale and their physical and mechanical properties were evaluated according to EN 300:2006 and ABNT NBR 14.810-2:2013 Codes. The influence of the panel types on physical and mechanical properties was investigated by analysis of variance (ANOVA), and Anderson-Darling (AD) and Bartlett (Bt) variance homogeneity tests were used to verify the validity of the ANOVA. The Tukey multiple comparison test was used to group factor levels (panel type) in the evaluated properties. The values obtained for the physical and mechanical properties of the hybrid OSB/MDP panels reached the minimum values required by the current standards. The hybrid wood-panels presented properties that allow their application as structural members and their use in humid environments.
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