Proprieta' meccaniche del legno

PROPRIETA' MECCANICHE DEL LEGNO

COMPORTAMENTO ELASTICO

Le cellule sono allineate lungo una direzione preferenziale (e sono tenute assieme da sostanze polimeriche dotate di scarsa resistenza e rigidità). Per ciò il legno non è un materiale ISOTROPO ma è ORTOTROPO, cioè possiede proprietà meccaniche indipendenti lungo tre assi perpendicolari tra loro.

Facciamo un esempio di resistenza a trazione e compressione della conifera, priva di difetti:

Resistenza a trazione longitudinale lungo le fibre è di 100 Mpa (n.b. il calcestruzzo ha circa 5 Mpa)

Resistenza a compressione è circa la metà.

Naturalmente basta un minimo difetto, nei casi reali, affinché tali valori scendano di molto.

Cosa succede quando andiamo a considerale le altre direzioni

Radiale la resistenza a trazione scende a 5 Mpa

Tangenziale scende a 3,5 Mpa

Quindi scende per più di 20 volte.

Tra l'altro tali valori cambiano al variare del contenuto di umidità, quindi ogni volta che si progetta è importante tener conto del contenuto di umidità perché influenza le caratteristiche di resistenza meccanica.

NORMA ITALIANA UNI 8198

Quando ci troviamo di fronte ad un tipo di legno dobbiamo per prima cosa vedere da dove arriva..il che comporta di lavorare in una categoria  o un'altra.. tali categorie sono date dalla normativa..

C'è una tabella di tutti i profili caratteristici, in esse si notano come i valori reali di resistenza sono molto più bassi di quelli teorici visti prima, perché qui si tiene conto anche dei difetti.

5 - DURABILITA' E RESTAURO

DURABILITA', cioè se mantenere le prestazioni nel tempo

Ci sono varie cause di danneggiamento del materiale legnoso:

esposizione alle intemperie

attacco dei funghi il legno diventa un materiale molliccio. I funghi si sviluppano in condizioni di T=15-20°C e con un contenuto d'acqua nel legno del 20%, è il caso di un paletto infisso nel terreno o di travi nel punto di contatto con pareti umide. Cosa si fa? Non impermeabilizzare con resine, basta realizzare particolari costruttivi d'appoggio della testa della trave che permettano aerazione!! No resine!!

attacco degli insetti come termiti, tarli e capricorni delle case è possibile individuare l'attacco di tarli e dei capricorni perché si notano dei fori (attacco limitato all'alburno). L'attacco delle termiti è più pericoloso perché esternamente non si vede niente, essi si nutrono solo della parte interna del legno (si nutrono di cellulosa).

Si può intervenire senza compromettere la staticità con trattamenti protettivi con sostanze opportune.

vulnerabilità al fuoco, è forse il difetto più pericoloso. Esso è infiammabile con temperature superiori a 200°C. Accade però che il legno ha un'alta coibenza termica (la temperatura immediatamente dietro il fronte di combustione si abbassa da 200°C a 20°C). Si progetta lo spessore delle strutture aumentando gli spessori in modo da allungare i tempi di collasso: IL LEGNO BRUCIA IN CASO DI INCENDIO DI 0,8 mm/min, MIGLIORABILE CON LA TRATTAZIONE con SOSTANZE IGNIFUGHE

RESTAURO

La prima cosa da fare è capire qual è la causa del degrado, cioè una opportuna diagnosi del degrado, e poi intervenire.

Come si fa? C'e un'ispezione prima visiva e poi strumentale.

Ispezione visiva

identificare il tipo di legno

valutare i difetti

valutare il degrado strutturale (rotture, deformazioni eccessive)

Individuazione del degrado biologico (attacco da funghi, oppure se ci sono forellini)

ispezione strumentale:

misure dell'umidità

tecniche dinamiche:

o      utilizzo di ultrasuoni per capire se il materiale è compatto o meno

o      vibrazioni trasversali/longitudinali

resistenza alla perforazione è una prova distruttiva, è l'ultima spiaggia, se non riesco a fare nessun altra prova.

INTERVENTO

I sistemi di restauro frequentemente utilizzati sono:

legno lamellare incollato in opera, cioè un elemento in legno ricostruito come pacchetto fatto di varie lamelle in legno a cui posso dare la forma che voglio.

applicare dispositivi metallici

ricostruzione mediante elementi costituiti da resina epossidica.

sostituzione dell'elemento deteriorata.

Non intervenire con resine epossidiche per otturare i cretti da ritiro perché sono delle utili valvole di sfogo per la continue variazioni dimensionali del legno. Inoltre una loro otturazione comporterebbe la formazione di altri cretti nelle zone in cui non è stata inserita la redina.

6 - LAVORAZIONE DEL LEGNO

Come preparo l'elemento?

Il tronco viene tagliato, scortecciato, segato ottenendo pezzi da essiccare (artificialmente o naturalmente), va evitato il contatto col terreno e le sollecitazione di flessione..

Successivamente essi vengono lavorati mediante macchine e utensili. Se lavorato intorno ai 70°C con U% = 14-15% il lego mantiene le particolari forme impresse (assume un comportamento plastico) è possibile cosi ottenere delle curvature,  importante per i mobili di arredo.

Un aspetto importante è la giunzione che può essere fatta in diversi modi:

GIUNTO A PETTINE

LEGNO LAMELLARE

Consiste nel comporre travi, montanti, ecc incollando assieme lamelle di legno di piccole dimensioni (spessore massimo 45 mm) .Ci si fanno soprattutto coperture dalle forme svariate. Le tavolette vengono anche incollate "di testa" mediante incastri che devono essere sfalsati tra di loro in modo tale che due giunzioni non capitino troppo vicine.

COMPENSATO

Il livello di prestazione strutturale scende, anche se è un sistema molto intelligente, si ricava mediante sfogliatura dei tronchi in modo da ricavare fogli sottili che si incollano fra loro. I fogli vengono essiccati, spalmati di colla, sovrapposti a strati con le direzioni di fibratura perpendicolari tra loro, quindi pressati a freddo e poi a caldo.Vengono usati soprattutto per i mobili

PANNELLI DI TRUCIOLARE

Realizzati con scarti di lavorazione del legno:

I trucioli vengono riciclati incollati e pressati costo molto basso.

COMPORTAMENTO SISMICO

Il materiale pesa poco e poi assorbe le azioni impulsive cioè incassa bene i colpi essendo in grado di dissipare gli urti.

buon comportamento a fatica.

è molto flessibile cioè incassano un sisma meno violento