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Experimental study of adhesive and metal-free laminated timber products made of Uruguayan Pine
(2025) Bruzzone, Gastón; Godoy, Daniel; Arrejuria, Stephany; Quagliotti, Sebastián; Böthig, Silvia; Moya, Laura
This study presents the experimental results of adhesive and metal-free laminated timber products made of Uruguayan pine. Dowel laminated timber (DLT) and wooden nail laminated timber (WNLT) were prepared using C22 pine lamellas and joined by wooden dowels or nails with diameters of 20 mm and 5.3 mm, respectively. For comparison, laminated timber products joined with 3.2 mm steel nails (NLT) were manufactured. Two nailing patterns, straight horizontal and zigzag, and three spacing between fasteners, 300, 250 and 150 mm were analysed. Shear tests on timber connections and four-point bending tests on structural size panels were performed, and the slip modulus and bending properties, respectively, were obtained. DLT connections showed significantly higher slip modulus values compared to WNLT and NLT connections. The bending stiffness (9.00 - 11.65 kN/mm2) and strength (33.2 – 67.4 N/mm2) of the DLT, WNLT and NLT panels did not show significant differences, suggesting that the connector material (wood or steel) and the diameter did not influence the load-carrying capacity of the panel. In general, the failure mode in the panels was in tension, probably attributed to pronounced fibre deviations and the presence of knots near the load application area. These findings suggest that adhesive and metal-free laminated timber products made of Uruguayan pine have structural properties that allow their use in residential floors, advancing towards more sustainable construction systems.
Load-bearing capacity of pine timber connections using different types of connectors
(CRC Press, 2025) Bruzzone, Gastón; Godoy, Daniel; Passarella, Diego; Arrejuría, Stephany; Moya, Laura
Se evalúa la capacidad portante de los tarugos de madera de pino utilizando diferentes conectores y dos clases de resistencia de la madera. Los tarugos consistieron en láminas de pino (C14 y C22) unidas con pasadores de madera de 20 mm (DLT), clavos de madera de 5,3 mm (WNLT) y clavos de acero de 3,2 mm (NLT). Se realizaron ensayos de corte perpendiculares a la fibra para determinar la capacidad de corte y el módulo de deslizamiento. Las propiedades de corte se vieron influenciadas por el tipo de conector y la calidad de la madera. La calidad de la madera mejoró significativamente la rigidez y la capacidad de corte de las conexiones NLT, mientras que en las conexiones DLT, solo afectó a la rigidez. No se observaron diferencias significativas en las conexiones WNLT, probablemente debido a una distribución uniforme de la carga. Se desarrollaron modelos analíticos basados en los resultados de los ensayos de corte para predecir la capacidad de carga a flexión. Su validación con ensayos experimentales mostró una buena concordancia, lo que demuestra el potencial para optimizar el diseño de estructuras de madera.
Characterization of dowelled cross-laminated timber panels made of Uruguayan fast-grown species
(Elsevier, 2026) Bruzzone, Gastón; Godoy, Daniel; Arrejuría, Stephany; Passarella, Diego; Quagliotti, Sebastián; Böthig, Silvia; Moya, Laura
El artículo estudia el comportamiento estructural de paneles de madera laminada cruzada tarugada (DCLT) hechos de Pinus taeda uruguayo de rápido crecimiento. Se construyeron dos series, cada una compuesta por tres tamaños estructurales, utilizando madera de clases C14 y C22, unidas por tarugos de Eucalyptus grandis de 20 mm. Se realizaron conexiones y pruebas de flexión de cuatro puntos en paneles DCLT y se determinaron el módulo de deslizamiento y las propiedades de flexión respectivamente. Los resultados indicaron que los paneles DCLT-C22 mostraron una resistencia a la flexión significativamente mayor (16,1 MPa) y valores de rigidez (3.091 MPa) que los paneles DCLT-C14 (10,7 MPa; 2.228 MPa), lo que sugiere que la calidad de las láminas tuvo influencia sobre las propiedades estructurales del panel. El modo de falla típico ocurrió bajo tensión exclusivamente en las láminas inferiores, con fracturas atribuidas a la presencia de nudos a lo largo de los orificios perforados y cerca del área de aplicación de carga. Los tarugos mostraron menos fracturas visibles y aplastamientos en toda su longitud. Estos hallazgos sugieren que los paneles DCLT sin adhesivos fabricados con pino uruguayo son una alternativa prometedora para pisos y techos residenciales, avanzando en una construcción más sustentable. sistemas.
Estudio comparativo de productos de madera laminada unidos con distintos tipos de clavijas
(2025) Bruzzone, Gastón; Godoy, Daniel; Arrejuría, Stephany; Quagliotti, Sebastián; Böthig, Silvia; Moya, Laura
La búsqueda de soluciones constructivas sostenibles ha impulsado el uso de productos de madera masiva como alternativa a componentes estructurales de hormigón armado y acero. En este contexto, el presente trabajo informa sobre el comportamiento estructural de productos de madera laminada construidos sin adhesivos y con madera de pino uruguayo (Pinus taeda) de rápido crecimiento. Para la fabricación, se utilizaron lamelas C14, unidas mediante tarugos de madera de 20 mm de diámetro, clavos de madera y clavos de acero colocados neumáticamente, de 5,3 y 3,2 mm de diámetro, respectivamente. Se evaluaron dos patrones de clavado, en línea recta horizontal y zigzag, y tres espaciamientos entre clavijas, 300 mm, 250 mm y 150 mm. Se realizaron ensayos de corte perpendicular a las fibras en conexiones de madera y ensayos de flexión en cuatro puntos en paneles de tamaño estructural, y se obtuvieron el módulo de deslizamiento y las propiedades de flexión, respectivamente. Las conexiones con clavos de madera presentaron valores de módulo de deslizamiento significativamente superiores (2,54 kN/mm) a las conexiones con tarugos de madera (1,47 kN/mm) y con clavos de acero (1,25 kN/mm). Los resultados de flexión indicaron que la resistencia (16,8–31,6 MPa) y la rigidez (6213–8103 MPa) de los paneles con tarugos de madera, clavos de madera y clavos de acero no mostraron diferencias significativas y son similares a los valores de las piezas individuales que los conforman. Los hallazgos encontrados sugieren que la madera laminada fabricada con pino de rápido crecimiento unida mediante clavijas de madera en configuraciones superficiales aparece como una solución estructural viable para entrepisos y techos en el contexto de sistemas constructivos sostenibles.
Experimental investigation on dowel laminated timber made of Uruguayan fast-grown species
(Norwegian University of Life Sciences (NMBU), 2023) Bruzzone, Gastón; Quagliotti, Sebastián; Arrejuría, Stephany; Godoy, Daniel; Böthig, Silvia; Moya, Laura
This paper presents the experimental results on Dowel Laminated Timber (DLT) made of Uruguayan fast-growing Pinus elliottii and Eucalyptus grandis, fastened with hardwood dowels. Four series, each comprising six structural-size panels made of different combinations of lamella species and dowel diameters were constructed and tested in 4-point bending. The strength and stiffness of panels made of eucalyptus lamellae were superior to those of pine, regardless of dowel species or dowel diameter. These results are consistent with the superior density and stiffness values found for eucalyptus lamellae (475 kg/m3, 10,57 kN/mm2) compared to the respective values for pine (399 kg/m3, 5,37 kN/mm2) previously determined by NDT (non-destructive testing). Moreover, the bending strength of pine DLT were significantly higher (19,82 and 16,84 kN/mm2) than the strength of the lowest grade of sawn pine timber (11,01kN/mm2) established in the Uruguayan Standard UNIT 1261. Species of dowels, evaluated on pine DLT, did affect the strength but not the stiffness of the panels. Diameter of dowels, analysed on eucalyptus DLT, showed no influence on the mechanical properties of the panels. Failure type observed in tested specimens suggests that joint between lamellae and dowels performed correctly
Structural behavior of timber-to-timber connections made of fast-growth pine and hardwood dowels
(Norwegian University of Life Sciences (NMBU), 2023) Moya, Laura; Godoy, Daniel; Passarella, Diego; Bruzzone, Gastón; Casaravilla, Jorge; Quagliotti, Sebastián
Wooden dowels are being considered as an alternative to metallic fasteners, and to adhesives for laminated timber products such as dowel laminated timber (DLT). Knowledge of the mechanical behaviour of timber-to-timber connections is crucial to design and predict the overall DLT performance. In this paper the moment capacity of 20 mm diameter dowels from two hardwood species was first assessed, followed by the estimation of the shear capacity and slip modulus of connections made of fast-growing pine wood and hardwood dowels. Results from shear tests were used as input for an analytical model to predict the load bearing capacity of the connections subjected to bending. Four-point bending tests on specimens made of three timber boards fastened with dowels were performed and used to validate the model.
Caracterización de tarugos para producción de placas de madera laminada uruguaya
(Universidad Tecnológica Nacional (INTA), 2021) Bruzzone, Gastón; Passarella, Diego; Quagliotti, Sebastián; Moya, Laura
La madera laminada tarugada (DLT) es un producto de ingeniería de madera para uso en arquitectura que consiste en tablas de madera aserrada unidas por tarugos de madera. El diseño de paneles y placas requiere conocer las propiedades de los materiales constituyentes: tablas y tarugos y el comportamiento de las uniones madera-madera. Este trabajo focalizó en la caracterización mecánica de tarugos con potencial para ser utilizados en placas DLT fabricados con madera de procedencia uruguaya. Para ello fueron preparadas y ensayadas seis series de tarugos, combinando especies y diámetros, de maderas de Eucalyptus grandis, Eucalyptus tereticornis y Balfourodendron riedelianum. Los ensayos de caracterización incluyeron flexión en 3 puntos, densidad y contenido de humedad. Los resultados mostraron que la madera de B. riedelianum presentó la mejor relación resistencia-densidad, seguido por la madera de E. tereticornis y luego la de E. grandis. La escasa disponibilidad de madera de B. riedelianum en el mercado uruguayo, limita su uso para DLT. Sin embargo, la disponibilidad de madera de Eucalyptus y los resultados promisorios de este trabajo permiten visualizar el potencial de E. grandis y E. tereticornis para DLT.
Feasibility of using Uruguayan Eucalyptus for sustainable timber connections
(Agronomy College (FAgro), Universidad de la República (Udelar), 2023) Passarella, Diego; Bruzzone, Gastón; Quagliotti, Sebastián; Moya, Laura
Uruguayan fast-growing Eucalyptus grandis has emerged as a promising sustainable material for structural building components. However, traditional methods for joining timber components, such as beams and columns, typically rely on metallic fasteners, and mass timber products like glued laminated timber often use adhesives. In response to growing environmental concerns over the past five years, researchers have explored the substitution of petroleum-based adhesives and metallic fasteners with wooden pegs or dowels. To create effective connections, these dowels must be fashioned from denser wood than the lamellae. The embedment strength of both woods with varying densities is a critical factor in the design of timber connections using fasteners. This paper presents the results of a structural performance analysis of fully eucalyptus dowelled connections, constructed by combining Eucalyptus grandis (? = 473.2 kg|m3, COV = 13.2 %) for the lamellae and Eucalyptus tereticornis (? = 1042.4 kg|m^3, COV = 3.2 %) for the dowel. The bending strength of dowels was determined for specimens with 15- and 18-mm diameters, yielding 173.0 MPa (COV = 10.7 %) and 184.0 MPa (COV = 8.3 %), respectively. Four series of connections were tested, varying the fiber orientation of the lamellae (longitudinal L, transversal T) and dowel diameter (15, 18), following the half-hole method described in ASTM D 5764 standard. The embedment strength values obtained for the connections are as follows: L-15 = 31.3 MPa (COV = 9.3 %), T-15 = 11.2 MPa (COV = 28.7 %), L-18 = 29.6 MPa (COV = 10.1 %), T-18 = 16.7 MPa (COV = 25.7 %). These results reveal that the longitudinal application of the load, aligned with the fiber orientation, exhibits approximately twice the strength of the transversal orientation, with less variability in the outcomes. Furthermore, a strong correlation with the lamellae density was observed, while no significant dependency on the dowel diameter was found. These findings represent a crucial initial step in characterizing and designing glue-free wood-wood connections. The utilization of different eucalyptus species presents a promising path for the development of connections that promote more sustainable timber construction systems.

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