Entendendo os painéis estruturais de madeira

• Os painéis estruturais de madeira, também conhecidos como painéis de madeira de engenharia, são amplamente utilizados em residências e escritórios hoje em dia, pois dão uma aparência modernizada ao espaço. Madeira de engenharia refere-se a uma variedade de produtos derivados de madeira que são criados pela ligação ou fixação de fibras de madeira, folheados ou placas com adesivos ou outras técnicas de fixação para criar material compósito. Bem, neste artigo, será discutida a seguinte questão sobre painéis estruturais de madeira:
  O que são painéis estruturais de madeira?
• Quais são as aplicações dos painéis estruturais de madeira?
• Quais são as propriedades da madeira engenheirada?
• quais são os tipos de painéis estruturais de madeira?
• Quais são os benefícios e limitações da madeira projetada?

Agora, vamos mergulhar!

O que são painéis estruturais de madeira?

Madeira de engenharia, também conhecida como madeira maciça, madeira composta, madeira artificial ou placa produzida, refere-se a uma variedade de produtos derivados de madeira que são criados pela ligação ou fixação de fibras de madeira, folheados ou placas juntamente com adesivos ou outros fixadores para criar material composto.

Um painel estrutural de madeira é descrito como “um painel produzido a partir de folheados; ou cordões ou wafers de madeira; unidos com resinas sintéticas à prova d'água ou outras técnicas de colagem aceitáveis” no Código Residencial Internacional (IRC) de 2018, que foi divulgado pelo International Code Council (ICC). A madeira compensada, o strand board orientado (OSB) e os painéis compostos são alguns tipos de painéis estruturais de madeira.

Os painéis podem ter qualquer espessura entre alguns milímetros e 16 polegadas (410 mm) ou mais quando feitos de madeira laminada cruzada (CLT), e seus tamanhos podem variar de algumas polegadas a 64 por 8 pés (19,5 por 2,4 m) ou mais. Para garantir uniformidade e previsibilidade em seu desempenho estrutural, esses itens são projetados de acordo com os requisitos de projeto precisos, testados para atender aos padrões nacionais ou internacionais e, em seguida, produzidos.

Quais são as aplicações dos painéis estruturais de madeira?

Normalmente, as mesmas madeiras duras e macias usadas para produzir madeira serrada são empregadas para criar produtos de madeira projetados. A madeira projetada feita de fibras ou partículas de madeira pode ser feita de restos de serraria e outros resíduos de madeira, mas folheados como madeira compensada, painéis de fibra de média densidade (MDF) e painéis de partículas são normalmente feitos de toras completas. O Oriented strand board (OSB), um produto de madeira engenheirada, é aquele que usa árvores da família dos álamos, uma espécie comum, mas não estrutural.

Os painéis estruturais de madeira são usados ​​em muitas aplicações diferentes, incluindo bens industriais, edifícios comerciais e construção de casas. Em muitos projetos de construção, os produtos podem ser utilizados no lugar do aço para vigas e vigas. Uma classe de materiais de construção que podem substituir as montagens de concreto é chamada de madeira maciça. Nas próximas décadas, a adoção generalizada de madeira maciça e sua substituição por aço e concreto em novos projetos de construção de altura média podem ajudar a reduzir as mudanças climáticas.

As seguintes são as aplicações de painéis estruturais na construção: 

• Andares
• Paredes
• Telhados

Andares

O painel estrutural de madeira mais comum usado como contrapiso e contrapiso em aplicações comuns de piso tem 23/32 polegadas de espessura, instalado a 24 polegadas no centro (Figuras 10a e 10b). Esses painéis oferecem uma superfície robusta, rígida e sólida na qual vários tipos de piso de acabamento (como carpete e almofada) podem ser colocados diretamente, com suportes de 24 polegadas no centro ou menos.
Muitas aplicações também fazem uso de um sistema de piso de duas camadas, que consiste em uma camada de subpavimento e uma camada de contrapiso estrutural.

Paredes

Painéis estruturais de madeira evitam a formação de estantes ao longo das paredes (causadas por terremotos e ventos) e mantêm as paredes eretas (Figuras 11 e 12). Em outros casos, o sistema de contraventamento do painel estrutural de madeira é substituído por revestimento de parede feito de papelão, espuma plástica ou outros materiais.

Telhados

Sob vários sistemas de impermeabilização, os painéis estruturais de madeira são frequentemente utilizados como revestimento de coberturas em telhados inclinados e planos. Eles suportam o peso de humanos, equipamentos mecânicos e cargas de gravidade de neve, chuva e telhados acabados, ao mesmo tempo que protegem os edifícios de tensões laterais causadas por ventos fortes ou terremotos. 7/16″ e 15/32″ são as espessuras de painel mais populares usadas em telhados. Treliças normalmente espaçadas de 24″ no centro as suportam. Os padrões de construção geralmente permitem painéis estruturais de madeira tão finos quanto 3/8″ de espessura em telhados com suportes de até 24″ oc em regiões com pouca ou nenhuma carga de neve.

Quais são as propriedades da madeira engenheirada?

Existem inúmeras formas de utilização da madeira para atender as exigências físicas da indústria, porém a maioria desses métodos opera em escala macro e não altera a microestrutura ou as qualidades do material. A fim de atingir simultaneamente alta resistência mecânica e moldabilidade aceitável, ocorre falha. Existem métodos para criar madeira que é altamente durável mecanicamente e moldável.

A madeira natural é parcialmente deslignificada e amolecida no processo, e então suas fibras e vasos são encolhidos pela secagem. Finalmente, o material é “chocado” com água para abrir seletivamente os vasos. O choque da água cria paredes celulares de fibras amassadas e capilares parcialmente abertos. Devido à sua microestrutura, a madeira pode flexionar e moldar. Por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV), é possível observar que as fibras da madeira moldável estão bem compactadas e que alguns dos vasos se abriram parcialmente como resultado do processo de choque d'água.

As propriedades mecânicas de painéis de engenharia ou madeira incluem teste de flexão, resistência à tração e resistência à compressão.

Quais são os tipos de painéis estruturais de madeira?

Os seguintes são os tipos comuns de painéis estruturais de madeira:

• Madeira compensada
• Madeira densificada
• Papelão de fibra
• Aglomerado de partículas
• Placa de fios orientados
• Madeira laminada
• Folheado laminado
• Madeira laminada cruzada

Madeira compensada

O primeiro produto de madeira projetada às vezes é conhecido como compensado, um painel de madeira estrutural. Folhas de laminado cruzado são usadas para criar madeira compensada, que é então colada com adesivos fortes e resistentes à umidade usando calor e pressão. A resistência e a rigidez do painel em ambas as direções são aumentadas pela “orientação cruzada” ou pela mudança da orientação do grão das lâminas de camada para camada. Painéis de fios orientados e painéis compostos estruturais são exemplos de outros painéis estruturais de madeira.

Madeira densificada

As fibras de madeira são comprimidas mecanicamente em uma prensa a quente para aumentar a densidade por um fator de três, criando madeira densificada. Prevê-se que este aumento na densidade irá melhorar proporcionalmente a resistência e rigidez da madeira. As primeiras pesquisas apoiaram essas descobertas, que incluíram um aumento de três vezes na resistência mecânica.

Papelão de fibra

Para criar painéis de fibra de média densidade e painéis de fibra de alta densidade (painéis duros), madeira residual de folhosa ou madeira macia é convertida em fibras de madeira, que são então misturadas com cera e um aglutinante de resina antes de serem formadas em painéis sob alta temperatura e pressão.

Aglomerado de partículas

Lascas de madeira, aparas de serrarias ou mesmo serragem, juntamente com uma resina sintética ou outro aglutinante adequado, são prensados ​​e extrudados para criar painéis de partículas. Materiais semelhantes são usados ​​em placas de fios orientados, às vezes chamadas de flakeboard, placa de wafer ou aglomerado, mas usa lascas de madeira usinadas para maior resistência. Quando a economia é mais essencial do que a resistência e a aparência, o aglomerado é substituído por madeira padrão e compensado, pois é mais barato, mais denso e mais uniforme. O aglomerado tem uma desvantagem significativa, pois é bastante suscetível à expansão e descoloração relacionadas à umidade, especialmente se não for pintado ou vedado de outra forma.

Placa de fios orientados

Um painel estrutural de madeira conhecido como Oriented Strand Board (OSB) é feito de fios de madeira retangulares que são orientados longitudinalmente, em camadas, dispostos em esteiras e unidos com adesivos resistentes à umidade e curados pelo calor. Para dar resistência e rigidez ao painel, as camadas individuais podem ser orientadas transversalmente. No entanto, a maioria dos painéis OSB são entregues mais fortemente em uma direção. Normalmente, a direção mais forte da placa está alinhada com os fios de madeira na camada mais externa em ambos os lados. A direção mais forte da placa será frequentemente indicada por setas no produto (a altura ou dimensão mais longa, na maioria dos casos). OSB é um produto de painel sólido de qualidade consistente que é feito em enormes tapetes contínuos sem dobras, lacunas ou cavidades.

Madeira laminada

A madeira laminada colada (glulam) é um material estrutural que pode ser utilizado como vigas ou colunas horizontais ou verticais. É composto de várias camadas de madeira dimensional que são coladas com adesivos resistentes à umidade. Além disso, o glulam pode ser feito em formas curvas, proporcionando uma ampla variedade de flexibilidade de design.

Folheado laminado

Folheados de madeira finos são colados em um grande tarugo para criar madeira de folheado laminado (LVL). Cada folheado no tarugo LVL tem um grão que corre paralelo à direção longa. O resultado final oferece uma gama mais ampla de largura, profundidade e comprimento do produto do que a madeira padrão devido às melhores qualidades mecânicas e estabilidade dimensional. Nos mesmos usos estruturais da madeira serrada tradicional e da madeira, como caibros, cabeçalhos, vigas, vigas, aros, vigas e colunas, o LVL é membro da família de produtos de madeira engenheirada de madeira composta estrutural (SCL).

Madeira laminada cruzada

Um painel multicamadas composto de madeira serrada chamada de madeira laminada cruzada (CLT) é adaptável e durável. Para maior rigidez e resistência, as placas são dispostas transversalmente umas às outras. Longos vãos e todas as montagens, como pisos, paredes ou telhados, podem ser construídas com CLT. [15] Como os painéis são produzidos e concluídos fora do local e entregues prontos para encaixar e parafusar como um projeto de montagem de pacote plano, o CLT tem a vantagem de prazos de construção mais rápidos.

Painéis Estruturais Isolados

Painéis isolados estruturais (SIPs) são compostos feitos de material de espuma de poliestireno expandido (EPS) colocado entre painéis estruturais feitos de madeira. SIPs são usados ​​para construir telhados, paredes e pisos. Os SIPs são utilizados devido à sua eficácia energética. Normalmente, o EPS é coberto com capas OSB de 7/16″. O EPS em SIPs pode ser tão grosso quanto um pé, tornando-os perfeitos para áreas frias.
As ranhuras elétricas e hidráulicas já estão no lugar, todas as aberturas e formas são pré-cortadas e os SIPs são fabricados em uma fábrica. O edifício pode ser fechado em dois ou três dias, uma vez que as fundações estejam estabelecidas. Então, exatamente como em um edifício construído em campo, o gesso cartonado é aplicado na superfície interna dos SIPs.

Quais são os benefícios e limitações da madeira projetada?

A seguir estão as vantagens e desvantagens dos painéis estruturais de madeira ou painéis de engenharia em suas diversas aplicações:

Vantagens:

• A madeira engenheirada pode ser fabricada para atender aos requisitos de desempenho de uma aplicação específica porque é feita pelo homem. Os requisitos da árvore de origem não são determinados pelas formas e dimensões exigidas (comprimento ou largura da árvore)
• Como são flexíveis e vêm em uma ampla variedade de espessuras, larguras, classes e classificações de durabilidade exposta, os painéis estruturais de madeira são perfeitos para uso em uma ampla variedade de projetos de construção, industriais e domésticos.
• Os produtos de madeira projetados são criados de forma a maximizar a resistência e a rigidez que a madeira possui naturalmente. Alguns dos itens têm mais resistência estrutural do que os materiais de construção de madeira normais e são muito estáveis.
• A madeira laminada colada (glulam) é mais rígida e resistente do que a madeira dimensional comparável e é mais poderosa que o aço libra por libra.
• Mais opções de design sem perder os requisitos estruturais são fornecidas por alguns produtos de madeira de engenharia.
• Os painéis de madeira engenheirada são simples de manusear ao usar ferramentas comuns e conhecimentos fundamentais. Eles podem ser unidos, roteados, cortados, perfurados, colados e fixados. Sem perder resistência, o compensado pode ser dobrado para fazer superfícies curvas. O tamanho grande do painel também agiliza a construção, minimizando a quantidade de manuseio e instalação necessária para cada peça.
• Os painéis estruturais de madeira usam a madeira de forma mais eficaz. Eles podem ser produzidos a partir de espécies escassamente usadas, madeira defeituosa ou pequenos pedaços de madeira.
• A flexibilidade dos amplos vãos das treliças de madeira e as fortes relações resistência-peso permitem que elas sejam usadas em uma variedade de aplicações de telhados e pisos.
• Dizem que a madeira engenheirada traz benefícios estruturais para a construção de casas.
• O uso de madeira engenheirada, que pode ser feita de árvores relativamente pequenas, é recomendado pelos defensores do design sustentável, em oposição a peças maciças de madeira de dimensões sólidas, que exigem o corte de uma árvore grande.

Desvantagens:

• Em comparação com a madeira maciça, eles precisam de mais energia primária para serem criados.
• Os adesivos de alguns objetos podem ser prejudiciais. A liberação de formaldeído de várias resinas no produto completo, que ocorre frequentemente com produtos ligados à uréia-formaldeído, é motivo de preocupação.
• Alguns produtos podem expor os trabalhadores a produtos químicos nocivos quando cortados ou manuseados de várias maneiras.
• Quando comparados a madeiras sólidas equivalentes, alguns produtos de madeira de engenharia, como aqueles destinados ao uso interno, podem ser mais fracos e mais suscetíveis a deformações induzidas pela umidade. Devido à sua propensão a absorver água, a maioria das placas à base de partículas e fibras são inadequadas para uso externo.

Conclusão

O revestimento feito de painéis estruturais de madeira preserva a resistência estrutural da casa e permite que as paredes sejam isoladas para valores R mais altos, criando sistemas de parede de alta resistência que são acessíveis e convenientes para os empreiteiros. Isso é tudo para este artigo onde as seguintes questões sobre painéis estruturais de madeira são discutidas.

• O que são painéis estruturais de madeira?
• Quais são as aplicações dos painéis estruturais de madeira?
• Quais são as propriedades da madeira engenheirada?
• quais são os tipos de painéis estruturais de madeira?
• Quais são os benefícios e limitações da madeira projetada?

Espero que você tenha aprendido muito com a leitura, se sim, por favor, compartilhe com os outros. Obrigado por ler, nos vemos por aí!