Study of Brazilian commercial Oriented Strand Board panels using stress wave

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

In situ acoustic methods to estimate the physical and mechanical aging of oriented strand board

Following the success achieved in previous research projects usin non-destructive methods to estimate the physical and mechanical aging of particle and fibre boards, this paper studies the relationships between aging, physical and mechanical changes, using non-destructive measurements of oriented strand board (OSB). 184 pieces of OSB board from a French source were tested to analyze its actual physical and mechanical properties. The same properties were estimated using acoustic non-destructive methods (ultrasound and stress wave velocity) during a physical laboratory aging test. Measurements were recorded of propagation wave velocity with the sensors aligned, edge to edge, and forming an angle of 45 degrees, with both sensors on the same face of the board. This is because aligned measures are not possible on site. The velocity results are always higher in 45 degree measurements. Given the results of statistical analysis, it can be concluded that there is a strong relationship between acoustic measurements and the decline in physical and mechanical properties of the panels due to aging. The authors propose several models to estimate the physical and mechanical properties of board, as well as their degree of aging. The best results are obtained using ultrasound, although the difference in comparison with the stress wave method is not very significant. A reliable prediction of the degree of deterioration (aging) of board is presented.

Roof modular system in wood and particle board (OSB) to rural construction

Wood is a material of great applicability in construction, with advantageous properties to form various structural systems, such as walls and roof. Most of the roof structural systems follow models that have remained unchanged for a long time. A roof modular system in distinguished materials is proposed: reforested wood (Pine), oriented strand board (OSB) and roof tiles made of recycled long-life packaging material in order to be applied in rural construction. In this alternative, besides the benefit of giving destination packages with long-life thermal comfort, it also highlights the use of reforestated wood being the cultivation of such species that provides incentive for agribusiness. The structural performance of this alternative was evaluated through computer modeling and test results of two modular panels. The analysis is based on the results of vertical displacements, deformations and stresses. A positive correlation between theoretical and experimental values was observed, indicating the model's feasibility for use in roof structures. Therefore, the modular system represents a solution to new architecture conceptions to rural construction, for example, storage construction, cattle handling and poultry, with benefits provided by prefabricated building systems.

Placas de OSB: investigação e estudo laboratorial das suas características de desempenho

A utilização de placas de OSB – Oriented Strand Board está em franca expansão no território nacional e parece ser uma alternativa ecológica e económica aos painéis de derivados de madeira normalmente usados. O OSB é obtido num processo de fabrico resultante da interacção de diversas variáveis, que conferem aos painéis uma vasta gama de aplicações estruturais ou não estruturais (paredes exteriores e interiores, pavimentos, coberturas, componentes de vigas, cofragens, embalagens, móveis, elementos de decoração, etc.). Neste trabalho pretendeu-se investigar, através de pesquisa bibliográfica as características das placas OSB assim como seu processo de fabrico e condicionantes existentes no seu decurso. Em seguida estas foram comparadas com os seus principais concorrentes, o contraplacado e o aglomerado de madeira e cimento. O trabalho experimental realizado teve como objectivo analisar as propriedades de OSB, proveniente do mercado nacional, de acordo com a EN 300:2006 e com os dados recolhidos na pesquisa bibliográfica. Foram executados ensaios de flexão (EN 310:2002), inchamento em espessura (EN 317:2002) e ensaios de flexão após envelhecimento (EN 321:2010). Concluiu-se que o OSB é um material com algumas características de destaque, no entanto a substituição de outros derivados de madeira por este deve ser acompanhada por estudos, principalmente em ambientes húmidos. É importante realçar que este possui modelos com características específicas para determinadas utilizações e ambientes que possibilitam uma optimização do seu comportamento, no entanto, nos ensaios realizados apenas foi utilizado um modelo base de OSB.

A comparison of environmental licensing systems in operation in the wood panel manufacturing industry in the Northern Hemisphere

The objective of this thesis is to compare and contrast environmental licensing systems, for the wood panel industry, in a number of countries in order to determine which system is the best from an environmental and economic point of view. The thesis also examines the impact which government can have on industry and the type of licensing system in operation in a country. Initially, the thesis investigates the origins of the various environmental licensing systems which are in operation in Ireland, Scotland, Wales, France, USA and Canada. It then examines the Environmental Agencies which control and supervise industry in these countries. The impact which the type of government (i.e. unitary or federal) in charge in any particular country has on industry and the Regulatory Agency in that country is then described. Most of the mills in the thesis make a product called OSB (Oriented Strand Board) and the manufacturing process is briefly described in order to understand where the various emissions are generated. The main body of the thesis examines a number of environmental parameters which have emission limit values in the licenses examined, although not all of these parameters have emission limit values in all of the licenses. All of these parameters are used as indicators of the potential impact which the mill can have on the environment. They have been set at specific levels by the Environmental Agencies in the individual countries to control the impact of the mill. Following on from this, the two main types of air pollution control equipment (WESPs and RTOs) are described in regard to their function and capabilities. The mill licenses are then presented in the form of results tables which compare air results and water results separately. This is due to the fact that the most significant emission from this type of industry is to air. A matrix system is used to compare the licenses so that the comparison can be as objective as possible. The discussion examines all of the elements previously described and from this it was concluded that the IPC licensing system is the best from an environmental and economic point of view. It is a much more expensive system to operate than the other systems examined, but it is much more comprehensive and looks at the mill as a whole rather than fragmenting it. It was also seen that the type of environmental licensing system which is in place in a country can play a role in the locating of an industry as certain systems were seen to have more stringent standards attached to them. The type of standard in place in a country is in turn influenced by the type of government which is in place in that country.

Suuren kapasiteetin paloittelusahakonseptin kehittäminen

Asiakkaat vaativat lisää kapasiteettia ja joustavuutta eli levylinjan paloittelusahan tapauksessa pieniä palakokoja. Vaatimukseen on lähdetty vastaamaan tuotekehitysprojektilla, jonka yksi osa-alue on uuden paloittelusahan konseptin kehitys. Konseptin kehityksen lähtökohtana on ajatus terien lukumäärän lisäämisestä, terien suunnan kääntämisestä levypinkan liikesuunnan myötäiseksi, sekä terien pitämisestä paikallaan levypinkan liikkuessa niiden läpi. Tässä työssä konseptin kehitykseen kuuluu purunpoistojärjestelmä, sahattujen hukkapalojen käsittely, murskaus ja poisto, sekä levypinkan siirtomenetelmä sahauskokonaisuuden läpi. Kirjallisuusosassa on paneuduttu puulevyjen ja pyörösahauksen teoriaan. Diplomityössä on tutkittu eri pohjaratkaisujen vaikutusta kapasiteettiin, sekä vaihtoehtoja paloittelusahan eri osa-alueiden ratkaisuiksi. Lisäksi on tutkittu murskauksen tehovaatimusta vertaamalla mitattuja arvoja laskettuihin arvoihin. Tutkimuksen otannan puitteissa todettiin laskettujen arvojen johtavan reiluun moottoreiden ylimitoitukseen.

Umidade de equilíbrio de painéis de madeira

Este estudo teve como objetivo a determinação da umidade de equilíbrio de painéis de madeira numa câmara de climatização e comparação dos seus valores com os obtidos através da equação de Nelson. O trabalho foi desenvolvido na Unidade Experimental de Produção de Painéis de Madeira da Universidade Federal de Lavras. Foram utilizadas amostras de aglomerado, compensado multilaminado e sarrafeado, chapa dura, OSB (Oriented Strand Board) , MDF (Medium Density Fiberboard), HDF (High Density Fiberboard), madeira-cimento e madeira-plástico, sendo esses produtos de escala industrial e experimental. As dimensões dos corpos-de-prova foram de 2,60 cm de largura por 2,60 cm de comprimento. As espessuras foram aquelas mais utilizadas comercialmente de cada produto, sendo utilizadas cinco repetições por painel. Os corpos-de-prova foram pesados e levados para uma câmara de climatização, onde foram submetidos a diferentes condições de umidade relativa (90, 80, 70, 60, 50 e 40%) e uma temperatura constante de 30 ºC. Determinaram-se a histerese e a umidade de equilíbrio, que variaram de 40 a 90%. Os resultados indicaram que a equação de Nelson se mostrou eficiente na estimativa da umidade de equilíbrio e que não existe em média diferença de histerese entre os produtos estudados, mostrando que todos apresentam a mesma estabilidade dimensional. Observou-se, também, que o revestimento dos painéis não afetou a umidade de equilíbrio.

Aproveitamento de resíduos de painéis de madeira gerados pela indústria moveleira na produção de pequenos objetos

Os painéis reconstituídos à base de madeira ganharam espaço antes ocupado pela madeira maciça, o que tem gerado volume expressivo de resíduos. A indústria moveleira contribui para a geração desses resíduos, que se apresentam como alternativa viável para a exploração de sua aplicação na produção artesanal de pequenos objetos. Este trabalho teve por objetivo produzir pequenos objetos com painéis e com mistura de resíduos de painéis de madeira, a fim de comparar suas qualidades. A partir de 10 projetos gráficos, três artesãos confeccionaram 10 pequenos objetos, utilizando painéis de MDF (Medium Density Fiberboard), OSB (Oriented Strand Board) e compensado. Cada artesão produziu nove exemplares de cada objeto. Um quarto artesão confeccionou os mesmos objetos com resíduos de três empresas do polo moveleiro da cidade de Ubá, MG, com três repetições, sendo comparados os atributos de qualidade dos objetos. Concluiu-se que todos os painéis são adequados para a confecção dos objetos e alguns se destacam em relação a outros, conforme o atributo avaliado. Os objetos confeccionados com a mistura de resíduos de painéis de madeira tiveram acabamento uniforme e não apresentaram diferenças significativas em relação aos produzidos com painéis com relação aos atributos funcionalidade, peso, proporção e simetria. A mistura de resíduos de diferentes painéis influenciou negativamente a avaliação dos atributos acabamento, beleza e cor. Um objeto produzido a partir de resíduos do mesmo painel pode ser mais harmonioso e atrativo. É tecnicamente viável a produção de pequenos objetos a partir de resíduos de painéis de madeira vindos de indústrias moveleiras.

DESEMPENHO DE PAINÉIS OSB COM ADESIVOS COMERCIAIS E TÂNICO DEBARBATIMÃO1

O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades físicas e mecânicas de painéis OSB produzidos com adesivos comerciais e tânico deStryphnodendron adstringens (Mart.) Coville. Os adesivos comerciais ureia formaldeído (UF), fenol formaldeído (FF) e os taninos daAcacia mearnsi foram obtidos por doação por respectivas empresas produtoras, enquanto que o tanino de barbatimão foi obtido em laboratório. Todos adesivos tiveram as propriedades dos adesivos determinadas. Foram produzidos painéis OSB com os adesivos ureia-formaldeído, fenol-formaldeído, tanino-formaldeído a partir da acácia e do barbatimão. Os painéis foram produzidos com partículas do tipo strand, geradas a partir da madeira de pinus, com teor de adesivo de 8% a uma pressão de 40 kgf.cm-2, um tempo e temperatura de prensagem de 8 min e 160°C, respectivamente. Em todas as propriedades avaliadas, o desempenho dos painéis produzidos com adesivo tânico de barbatimão foi melhor quando comparado com o dos painéis produzidos com o adesivo tânico de acácia. Os painéis produzidos com os adesivos UF, FF e tânico de barbatimão atenderam a todos os prerrequisitos estipulados pela norma de comercialização. Tal fato demonstra grande potencial de utilização dos taninos de barbatimão para produção de painéis OSB.

Análise do comportamento térmico de paredes de madeira

This study consists in the observation and evaluation of the thermal behavior and distribution of wood composite walls, MDF – Medium Density Fiberboard, HDF – High Density Fiberboard, OSB – Oriented Strand Board and EGP – Edge Glued Panel. This study had the objective to present the experimental thermal behavior and to verify which one fit the thermal comfort standards for human labor For this work, was developed a thermal chamber, with one interchangeable side, so the wall prototypes would fit for each experiment. We studied walls made of MDF, HDF, OSB and EGP, which one had its own distinct behavior due to the panel construction. The EGP wall had shown the most reliable material for this usage at high temperatures. With this work, it was demonstrated the importance of choice for the right material and construction method for wooden composite walls, because if they were scaled poorly, the people exposed to them would be uncomfortable by the proportionate environment, and the costs for a resizing would be too high

Fastener-Based Computational Models of Cold-Formed Steel Shear Walls

Cold-formed steel (CFS) combined with wood sheathing, such as oriented strand board (OSB), forms shear walls that can provide lateral resistance to seismic forces. The ability to accurately predict building deformations in damaged states under seismic excitations is a must for modern performance-based seismic design. However, few static or dynamic tests have been conducted on the non-linear behavior of CFS shear walls. Thus, the purpose of this research work is to provide and demonstrate a fastener-based computational model of CFS wall models that incorporates essential nonlinearities that may eventually lead to improvement of the current seismic design requirements. The approach is based on the understanding that complex interaction of the fasteners with the sheathing is an important factor in the non-linear behavior of the shear wall. The computational model consists of beam-column elements for the CFS framing and a rigid diaphragm for the sheathing. The framing and sheathing are connected with non-linear zero-length fastener elements to capture the OSB sheathing damage surrounding the fastener area. Employing computational programs such as OpenSees and MATLAB, 4 ft. x 9 ft., 8 ft. x 9 ft. and 12 ft. x 9 ft. shear wall models are created, and monotonic lateral forces are applied to the computer models. The output data are then compared and analyzed with the available results of physical testing. The results indicate that the OpenSees model can accurately capture the initial stiffness, strength and non-linear behavior of the shear walls.

Building Resonance

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06

Desenvolvimento de um cozinha com materiais ecológicos

A cozinha doméstica contemporânea apresenta-se como um espaço de inquestionável importância numa habitação, pois é um local onde se realizam tarefas associadas a uma das necessidades básicas do ser humano, alimentação. A evolução do conceito, espaço de cozinha, varia de acordo com as culturas e os modos de vida que caracterizam as diversas sociedades. Ao longo das décadas, as cozinhas têm sofrido alterações significativas, apresentando novas abordagens de cor, forma e conteúdo. Com o aparecimento das inovações técnicas, tecnológicas e dos novos conceitos de design, as cozinhas estão a mostrar o seu verdadeiro potencial, mostrando que este espaço não se limita puramente à confeição de refeições mas sim a um espaço flexível e personalizado, tornando assim o mobiliário de cozinha um produto de design imprescindível numa habitação. Posto isto, foi desenvolvido um conceito de mobiliário de cozinha, adaptado aos dias de hoje, seguindo um desenho coerente sem nunca esquecer a funcionalidade e a ergonomia. Para determinar as melhores opções conceptuais foi necessário realizar uma pesquisa aprofundada sobre cozinhas, desde os seus antepassados até aos dias de hoje, onde se abordaram as melhores empresas do setor no sentido de determinar o melhor caminho a seguir no que a inovação diz respeito. Essa pesquisa foi fundamental pois verificou-se que as grandes empresas giravam todas em torno dos mesmos eixos: a ecologia e a ergonomia, temas que ainda se encontram longe dos olhares da maioria das empresas portuguesas do setor. O objetivo pretendido com este produto foi melhorar a qualidade de vida dos utilizadores da cozinha e associar as preocupações ecológicas a este tipo de mobiliário com o uso de materiais ecológicos mais leves e práticos como: cortiça, OSB (Oriented Strand Board), richlite, vidro e alumínio. A inovação deste projeto centra-se no uso de cortiça no mobiliário de cozinha, algo inexistente até ao momento no mercado. Neste sentido, foram realizados ensaios ao comportamento deste material tendo em conta a sua nova aplicabilidade. A cortiça vem criar um perfil e uma nova identidade ao produto com o objetivo de levar a todo o mundo uma cozinha com preocupações ecológicas produzida maioritariamente com materiais portugueses e por empresas portuguesas.

Aproveitamento de resíduos de laminação da madeira para a produção de painel estrutural

Products derived from wood or engineered products are becoming interesting alternatives to the replacement of solid wood in various applications, from structural components to the furniture industry and packaging. Among these products, there are panels built by strands, particles and fibers, each one having their particular characteristics and potential of use. Since the different types of panels are produced, waste generation is part of the process, and that more technological it is, it still generates losses of raw materials. Based on the need for rational use of raw materials and using almost full of industrially processed wood, It arises the proposal of this work, which seeks to use waste from the lamination, like pieces of strands, broken strands, strands rough, cracked strands to produce panels with structural characteristics of the OSL panel (Oriented Strand Lumber), LSL (Laminated Strand Lumber) and OSB (Oriented Strand Lumber). Besides the use of waste, this paper seeks an alternative to the use of the adhesive, because the industry uses formaldehyde-based adhesives, which over the press, they emit large amounts of formaldehyde, which is very aggressive to humans and environment. The panels made with polyurethane resin based on castor oil and hot-pressed were characterized by physical and mechanical tests according to specifications of European Standard (EN). High values of tensile strength, elastic modulus and density were found in the results of tests. Adding to stable values of swelling and moisture content, the panel studied adds attractive features to the panel market, especially in the civil construction

Propriedades de chapas tipo OSB, fabricadas com partículas acetiladas de madeiras de Eucalyptus grandis, Eucalyptus urophylla, Eucalyptus cloeziana e Pinus elliottii

Este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades de chapas de 0riented Strand Board (OSB), fabricadas com flocos de madeira de Eucalyptus grandis, Eucalyptus urophylla e Eucalyptus cloeziana e oriundas dos Municípios de Ponte Alta e Três Marias, no Estado de Minas Gerais. As massas específicas básicas das três espécies de eucaliptos das duas regiões foram, respectivamente: Ponte Alta (0,55; 0,61; e 0,70 g/cm³) e Três Márias (0,56; 0,58; e 0,69 g/cm³). Quando necessário, para manter as massas específicas das chapas próximas de 0,70 g/cm³ foram acrescentadas às partículas de madeira de eucalipto partículas de madeira de Pinus elliottii, oriundo da cidade de Viçosa, com massa específica de 0,45 g/cm³. Os flocos foram gerados nas dimensões médias de 90,00 x 20,00 x 0,46 mm. O adesivo utilizado foi o fenol-formaldeído, na proporção de 8% de sólidos, em relação à massa seca de partículas. Parte dos flocos de eucaliptos foram acetilados. As chapas foram prensadas à temperatura de 170 °C e 32 kgf/cm² de pressão. As propriedades das chapas foram determinadas segundo as normas da ABNT NBR 14810-3 (2002) e ASTM-D 1037 (1991). Os resultados foram comparados utilizando-se as normas ANSI/A - 208.1 (1993) e CSA 0437-93 (1993). As chapas contendo partículas acetiladas foram mais estáveis e adsorveram menos umidade. Na tração perpendicular, observou-se que as chapas contendo 100% de flocos acetilados apresentaram resultados inferiores ao estipulado pela norma CSA O437-0/93 (1993). A resistência ao arrancamento de parafuso, módulo de ruptura (paralelo e perpendicular) e compressão longitudinal (perpendicular), foi reduzida pela acetilação nas chapas contendo 100% dos flocos acetilados. As espécies que apresentaram, numericamente, as maiores médias para resistência mecânica foram: Eucalyptus grandis não acetilado (dureza Janka) e Eucalyptus cloeziana misturado com Pinus sp (módulo de ruptura). Somente a resistência à compressão longitudinal foi afetada pela região de origem da madeira. Os painéis fabricados com madeira de Eucalyptus urophylla, oriunda do Município de Três Marias, tiveram médias inferiores aos das chapas feitas com a mesma espécie, porém oriundas do Município do Rio Doce.