Este método de ensaio consiste na determinação do teor de umidade do bambu que deve acompanhar os ensaios físicos e mecânicos, por pesagem, da perda de massa de um corpo de prova por secagem até massa constante.

Aparelhagem

Balança e estufa, conforme descrito na seção Métodos de Ensaio.

Corpo de prova

Para determinação do teor de umidade devem ser utilizados corpos de prova de 2,5 cm de comprimento, retirados da seção transversal do colmo de bambu, conforme Figura 1.

Procedimento

O corpo de prova deve ser pesado imediatamente após sua preparação, com a precisão estabelecida na seção Métodos de Ensaio, obtendo-se a massa inicial (m_i).

Em seguida, o corpo de prova deve ser colocado em estufa a (103 ± 2) °C até atingir massa constante (m_s).

Cálculo do teor de umidade

O teor de umidade (H) de cada corpo de prova deve ser calculado como a perda de massa, expressa em percentagem da massa seca em estufa, de acordo com a seguinte equação:

Onde, m_i é a massa inicial do corpo de prova, expressa em gramas (g) e m é a massa seca (constante) do corpo de prova, expressa em gramas (g).

O resultado deve ser expresso em porcentagem, com uma casa decimal.

Este método de ensaio consiste na determinação da massa por unidade de volume da parede do colmo de bambu, que depende do teor de umidade do colmo. Determina-se da massa do corpo de prova por pesagem e do seu volume por meio da medição das suas dimensões.

Aparelhagem

Balança, estufa e instrumentos de medição dimensional, conforme descrito na seção Métodos de Ensaio.

Corpo de prova

Para determinação da massa volumétrica devem ser utilizados corpos de prova de 2,5 cm de comprimento, retirados da seção transversal do colmo de bambu.

Procedimento

O corpo de prova deve ser pesado e ter suas dimensões (diâmetro externo, espessura da parede e comprimento) medidas, com a precisão estabelecida na seção Métodos de Ensaio, obtendo-se a massa (m) e o volume (V).

A determinação da massa volumétrica deve ser feita para um teor de umidade de 12%. Quando o teor de umidade (H) do corpo de prova for diferente de 12%, a massa volumétrica deve ser corrigida pela seguinte equação:

Onde, ρ_H é a massa volumétrica para um teor de umidade H, expressa em quilogramas por metro cúbico (kg/m³); H é o teor de umidade do corpo de prova, expresso em porcentagem (%); ρ₁₂ é a massa volumétrica para um teor de umidade de 12%, expressa em quilogramas por metro cúbico (kg/m³).

Cálculo da massa volumétrica

A massa volumétrica (ρ_H) do corpo de prova, para um teor de umidade H, é dada pela seguinte equação:

Onde, m é a massa do corpo de prova, expressa em gramas (g); V é o volume do corpo de prova, expresso em milímetros cúbicos (mm³).

Exprimir o resultado até o inteiro mais próximo, em quilogramas por metro cúbico (kg/m³). Calcular, com precisão de 10 kg/m³, a massa volumétrica a 12% de umidade (ρ₁₂).

Este método de ensaio consiste na determinação da retração (diminuição de dimensões) do diâmetro externo, da espessura da parede e do comprimento longitudinal de partes representativas do colmo de bambu, quando ele passa do estado saturado até o estado seco (massa constante).

Aparelhagem

Estufa e instrumentos de medição dimensional, conforme descrito na seção Métodos de Ensaio.

Corpo de prova

Para determinação da retração devem ser utilizados corpos de prova de 2,5 cm de comprimento, retirados da seção transversal do colmo de bambu.

Procedimento

Os corpos de prova devem ser submersos em água até a saturação (massa constante). Após a saturação, devem ser medidos o diâmetro externo, a espessura da parede e o comprimento longitudinal, com a precisão estabelecida na seção Métodos de Ensaio, obtendo-se as dimensões iniciais (L₁).

Em seguida, os corpos de prova devem ser colocados em estufa a (103 ± 2) °C até atingir massa constante (secos). Após a secagem, os corpos de prova devem ser medidos novamente, obtendo-se as dimensões finais (L₂).

Cálculo da retração

A retração (R), em porcentagem, do estado saturado em equilíbrio com a atmosfera para a condição seca em estufa, com uma casa decimal, é dada por:

Onde, L₁ é a dimensão do corpo de prova saturado, expressa em milímetros (mm); L₂ é a dimensão do corpo de prova seco, expressa em milímetros (mm).

Este método de ensaio consiste na obtenção da resistência e módulo de elasticidade à compressão paralela às fibras em corpos de prova de colmos de bambu. Determina-se a resistência à compressão e módulo de elasticidade de corpos de prova extraídos de varas de bambu pela aplicação de força distribuída em suas extremidades.

Aparelhagem

Máquina universal de ensaios e instrumentos de medição dimensional, conforme descrito na seção Métodos de Ensaio.

Corpo de prova

O corpo de prova deve ser um segmento de colmo de bambu com comprimento igual ao diâmetro externo (D), com um comprimento mínimo de 15 cm. O corpo de prova deve ter seção transversal anelar e as extremidades devem ser planas e perpendiculares ao eixo longitudinal. O corpo de prova deve estar livre de nós. Para colmos com diâmetros superiores a 15 cm, o comprimento do corpo de prova pode ser limitado a 15 cm.

Para determinação da área da seção transversal do corpo de prova, deve-se medir o diâmetro externo (D) e a espessura da parede (t) do colmo, com a precisão estabelecida na seção Métodos de Ensaio. As medições devem ser feitas em quatro posições, a cada 90°, nas duas extremidades do corpo de prova. A área da seção transversal deve ser calculada como a média das oito medições.

O diâmetro externo (D) e a espessura da parede (t) devem ser medidos com paquímetro. O diâmetro externo deve ser medido em duas direções ortogonais (D₁ e D₂) e a espessura da parede deve ser medida em quatro pontos (t₁, t₂, t₃ e t₄), conforme a Figura 2.

Para o cálculo do módulo de elasticidade à compressão, deve ser utilizado um sistema de medição de deformação com precisão de 0,001 mm. A base de medição deve ser de, no mínimo, metade do comprimento do corpo de prova.

O diâmetro externo (D) e a espessura da parede (t) devem ser medidos com paquímetro. O diâmetro externo deve ser medido em duas direções ortogonais (D1 e D2) e a espessura da parede deve ser medida em quatro pontos (t1, t2, t3 e t4), conforme a Figura 2.

Para o cálculo do módulo de elasticidade à compressão, deve ser utilizado um sistema de medição de deformação com precisão de 0,001 mm. A base de medição deve ser de, no mínimo, metade do comprimento do corpo de prova.

Procedimento

A amostra deve ser colocada centralizada na máquina de ensaios. Para acomodação do corpo de prova, uma pequena carga de não mais de 1 kN deve ser inicialmente aplicada e relaxada. Durante o ensaio, o carregamento deve ser aplicado continuamente, de forma que a placa móvel da máquina de ensaio tenha uma velocidade constante de, aproximadamente, 0,01 mm/s. A carga máxima medida pelo equipamento de ensaio deve ser registrada.

Para o cálculo do módulo de elasticidade, a carga deve ser aplicada até 60% da carga máxima estimada (P_est). Recomenda-se que o ensaio seja realizado em três ciclos de carga e descarga. No primeiro ciclo, a carga deve ser aplicada até 60% da P_est e, em seguida, descarregada até 10% da P_est. No segundo e terceiro ciclos, a carga deve ser aplicada e descarregada da mesma forma. O módulo de elasticidade deve ser calculado com base nos dados do terceiro ciclo.

Cálculos

A área da seção transversal (A) do corpo de prova, expressa em milímetros quadrados (mm²), é dada pela seguinte equação:

A resistência à compressão paralela às fibras (f_c0), expressa em megapascals (MPa), é dada pela seguinte equação:

Onde, P_max é a carga máxima de compressão, expressa em newtons (N); A é a área da seção transversal do corpo de prova, expressa em milímetros quadrados (mm²).

A seguir um exemplo de cálculo para resistência à compressão utilizando valores hipotéticos:

O módulo de elasticidade à compressão paralela às fibras (E_c0), expresso em megapascals (MPa), é dado pela seguinte equação:

Onde, P_60% é a carga correspondente a 60% da carga máxima estimada, expressa em newtons (N); P_10% é a carga correspondente a 10% da carga máxima estimada, expressa em newtons (N); ΔL é a deformação correspondente ao incremento de carga (P_60% - P_10%), expressa em milímetros (mm); L é a base de medição da deformação, expressa em milímetros (mm); A é a área da seção transversal do corpo de prova, expressa em milímetros quadrados (mm²).

Este método de ensaio consiste na flexão em colmos de bambu para verificação do seu comportamento e obtenção da resistência e módulo de elasticidade à flexão. Realiza-se o ensaio de flexão de quatro pontos, com obtenção da curva carga-deflexão vertical

Aparelhagem

Para a realização do ensaio é necessário um equipamento capaz de medir a carga com precisão de 1% da carga máxima esperada, e deformação com precisão de 1 mm. Bem como, uma sistema capaz de assegurar a flexão do colmo de quatro pontos, aplicando uma carga no meio do vão. Para evitar o esmagamento do colmo, as cargas e as reações nos apoios devem ser aplicadas próximas aos nós, por meio de dispositivo de madeira, conforme a Figura 3. Nos apoios deve ser permitida a rotação.

Corpo de prova

O corpo de prova deve ser um segmento de colmo de bambu com comprimento suficiente para o ensaio. O corpo de prova deve estar livre de defeitos que possam influenciar os resultados do ensaio.

Para determinação do momento de inércia da seção transversal, deve-se medir o diâmetro externo (D) e a espessura da parede (t) do colmo, com a precisão estabelecida na seção Métodos de Ensaio. As medições devem ser feitas em quatro posições, a cada 90°, nas duas extremidades do corpo de prova. O momento de inércia deve ser calculado como a média das oito medições.

Procedimento

A amostra deve ser posicionada no equipamento de ensaio, conforme a Figura 1. A carga deve ser aplicada nos dois pontos centrais, com velocidade de carregamento constante de, aproximadamente, 0,1 mm/s. A carga máxima (P_max) e a deflexão correspondente (δ) devem ser registradas.

Para o cálculo do módulo de elasticidade, a carga deve ser aplicada até 50% da carga máxima estimada (P_est). Recomenda-se que o ensaio seja realizado em três ciclos de carga e descarga. No primeiro ciclo, a carga deve ser aplicada até 50% da P_est e, em seguida, descarregada até 10% da P_est. No segundo e terceiro ciclos, a carga deve ser aplicada e descarregada da mesma forma. O módulo de elasticidade deve ser calculado com base nos dados do terceiro ciclo.

Cálculos

O momento de inércia (I) da seção transversal, expresso em milímetros à quarta potência (mm⁴), é dado pela seguinte equação:

Onde, D é o diâmetro externo médio do colmo, expresso em milímetros (mm); d é o diâmetro interno médio do colmo, expresso em milímetros (mm).

A resistência à flexão (f_m), em megapascals, é dada pela seguinte equação:

Onde, D é o diâmetro externo médio do colmo, obtido nas proximidades do local de ruptura, expresso em milímetros (mm) e i é o momento de inércia da seção transversal, obtido nas proximidades do local de ruptura, expresso em milímetros quarta potência (mm⁴).

O módulo de elasticidade à flexão (E_m), em megapascals, é dado pela seguinte equação:

Onde, ΔP é o incremento de carga (P_50% - P_10%), expresso em newtons (N); Δδ é o incremento de deflexão correspondente ao incremento de carga (ΔP), expresso em milímetros (mm); a é a distância entre o ponto de aplicação da carga e o apoio mais próximo, expressa em milímetros (mm); L é a distância entre os apoios, expressa em milímetros (mm); I é o momento de inércia da seção transversal, expresso em milímetros à quarta potência (mm⁴).

Este método de ensaio consiste na determinação da resistência à tração paralela às fibras em corpos de prova retirados de partes do colmo de bambu. Determina-se a resistência à tração paralela às fibras pela aplicação de uma carga gradualmente no corpo de prova.

Aparelhagem

Máquina de ensaios capaz de aplicar carga de tração com velocidade constante e medir a carga com precisão de 1% da carga máxima esperada, e instrumentos de medição dimensional, conforme descrito na seção Métodos de Ensaio.

Corpo de prova

O corpo de prova deve ser retirado da parede do colmo de bambu, com seção transversal retangular, conforme a Figura 1. O corpo de prova deve ser usinado de forma que a largura na região central seja menor que a largura nas extremidades, para garantir a ruptura na região central. As dimensões do corpo de prova devem ser: comprimento total de 20 cm, comprimento da região central de 6 cm, largura na região central de 1 cm, largura nas extremidades de 2 cm e espessura igual à espessura da parede do colmo.

Para determinação da área da seção transversal do corpo de prova, deve-se medir a largura (b) e a espessura (h) na região central, com a precisão estabelecida na seção Métodos de Ensaio. As medições devem ser feitas em três pontos, no centro e nas extremidades da região central. A área da seção transversal deve ser calculada como a média das três medições.

Para o cálculo do módulo de elasticidade à tração, deve ser utilizado um sistema de medição de deformação com precisão de 0,001 mm. A base de medição deve ser de, no mínimo, 5 cm.

Procedimento

O corpo de prova deve ser fixado nas garras da máquina de ensaios, de forma que a carga seja aplicada axialmente. A carga deve ser aplicada continuamente, com velocidade de carregamento constante de, aproximadamente, 0,01 mm/s. A carga máxima (P_max) deve ser registrada.

Para o cálculo do módulo de elasticidade, a carga deve ser aplicada até 60% da carga máxima estimada (P_est). Recomenda-se que o ensaio seja realizado em três ciclos de carga e descarga. No primeiro ciclo, a carga deve ser aplicada até 60% da P_est e, em seguida, descarregada até 10% da P_est. No segundo e terceiro ciclos, a carga deve ser aplicada e descarregada da mesma forma. O módulo de elasticidade deve ser calculado com base nos dados do terceiro ciclo.

As extremidades do corpo de prova podem ser reforçadas com lâminas metálicas ou lâminas de bambu coladas firmemente, para facilitar prendê-lo nas garras do aparelho de ensaio. Não podem ser considerados resultados quando a ruptura ocorrer na região das garras.

Para determinar o módulo de elasticidade à tração, devem ser registradas as deformações correspondentes às cargas de 10% e 60% da carga máxima estimada (P_est).

Cálculos

A área da seção transversal (A) do corpo de prova, expressa em milímetros quadrados (mm²), é dada pela seguinte equação:

A resistência à tração paralela às fibras (f_t0), expressa em megapascals (MPa), é dada pela seguinte equação:

Onde, P_max é a carga máxima de tração, expressa em newtons (N); A é a área da seção transversal do corpo de prova, expressa em milímetros quadrados (mm²).

O módulo de elasticidade à tração paralela às fibras (E_t0), expresso em megapascals (MPa), é determinado no intervalo de carga entre 20% e 60% da tensão de ruptura, conforme a seguinte equação:

F₆₀ é a força correspondente a 60% da carga de ruptura no ensaio e F₂₀ é a força correspondente a 20% da carga de ruptura no ensaio, ambas expressas em newtons (N);

L₀ é o comprimento inicial da base de medição (distância entre os pontos de referência do extensômetro), expresso em milímetros (mm);

A é a área da seção transversal do corpo de prova na região central, expressa em milímetros quadrados (mm²);

ΔL é a variação no comprimento da base de medição devido ao incremento de carga (F₆₀ - F₂₀), expressa em milímetros (mm).