Influence of moisture content on physical and mechanical properties of vatairea sp. wood

Abstract

The recent interest in constructing high and robust wooden structures has stimulated the investigation of physical and mechanical properties as well as their correlation with other important parameters of the material of tropical species like the Vatairea sp., whose popular name is angelim-amargoso, used especially in roof structures with large spans. The Brazilian Standard for wood constructions recommends using linear models to correct or estimate the strength and/or stiff ness of wood correlated with moisture content and also provides the classifi cation of hardwoods according to their characteristic strength. However, because wood is a natural, heterogeneous, and anisotropic material, certain properties may not be aff ected by signifi cant diff erences in moisture content. Therefore, in this study, the infl uence of moisture content on fi fteen physical and mechanical properties of Vatairea sp. wood was investigated through its characterization. The tests were carried out on 12 specimens for each property and two groups: with the moisture content of 12% and at the fi ber saturation point. The Anderson-Darling test was performed to verify the results’ normality and the analysis of variance (ANOVA) to analyze the infl uence of moisture content on these properties. In addition, the wood was classifi ed according to the strength classes of the Brazilian Standard, and the strength and stiff ness were estimated according to the linear models proposed by the same norm. The estimated results were compared with the experimental ones through the diff erence calculation and percentual error of the values. It was concluded that most properties were not aff ected by the moisture content, and the most signifi cant errors obtained in the estimates were for properties that were signifi cantly infl uenced by the moisture content.

O recente interesse pela construção de estruturas altas e robustas em madeira tem estimulado a investigação de propriedades físicas e mecânicas, assim como a correlação delas com outros parâmetros importantes do material de espécies tropicais como o angelim-amargoso (Vatairea sp.) utilizada especialmente em estruturas de telhados de grandes vãos. No Brasil, a norma de projetos de madeira recomenda a utilização de modelos lineares para a correção ou estimativa da resistência e/ou rigidez da madeira correlacionada ao teor de umidade, bem como traz a classifi cação das folhosas segundo sua resistência característica. Entretanto, por ser um material natural, heterogêneo e anisotrópico, certas propriedades podem não ser afetadas por diferenças no teor de umidade. Portanto, nesse trabalho, investigou-se a infl uência do teor de umidade em 15 propriedades físicas e mecânicas da madeira de Vatairea sp., através da sua caracterização. Os ensaios foram realizados em 12 corpos-de-prova para cada propriedade e para dois grupos: com teor de umidade de 12% e no ponto de saturação das fi bras. O teste de Anderson-Darling foi empregado para verifi car a normalidade dos resultados e a análise de variância (ANOVA) para analisar a infl uência do teor de umidade nessas propriedades. Além disso, classifi cou-se a madeira segundo as classes de resistência da norma brasileira e estimou-se a resistência e rigidez segundo os modelos lineares propostos pela mesma norma. Os resultados estimados foram comparados com os experimentais através do cálculo da diferença e o erro percentual dos valores. Concluiu-se que a maioria das propriedades não foram afetadas pelo teor de umidade e que os maiores erros obtidos nas estimativas foram para as propriedades que foram infl uenciadas signifi cativamente pelo teor de umidade.