Il Legno

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Il Legno

• Il legno è un MATERIALE BIOLOGICO, prodotto da
  organismi viventi.
• La STRUTTURA MICROSCOPICA è costituita da
  elementi cellulari sottili ed allungati,
  variamenti disposti a seconda della specie,
• con orientamento, generalmente, parallelo
  allasse del tronco.
• Il legno è un MATERIALE ANISOTROPO.

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Classificazione del Legname

• In base alla durezza
• Legni DOLCI conifere (abete bianco, abete rosso,
  larice, pino silvestre)
• Legni DURI latifoglie (castagno, ciliegio,
  faggio, noce, pioppo)
• In base alla provenienza
• Legni EUROPEI
• Legni ESOTICI O EXTRAEUROPEI

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Struttura Anatomica

• Corteccia
• formata da cellule morte
• Alburno
• parte giovane e attiva che si forma ogni anno
  sotto la corteccia
• Durame
• parte centrale, più compatta dura e scura
  dellalburno. Le cellule morte svolgono funzione
  di sostegno del fusto
• Midollo e raggi midollari

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Altre caratteristiche macroscopiche

• Anelli di accrescimento consentono di conoscere
  letà dellalbero e come è cresciuto
• Colore può essere diverso tra alburno e durame
• Fibratura disposizione delle cellule nella loro
  successione spaziale.
• La fibratura normale è diritta e parallela
  allasse del fusto.
• Venatura laspetto con il quale compaiono sulle
  sezioni longitudinali gli anelli di
  accrescimento.

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Composizione Chimica
Cellulosa Lignina Emicellulose Altre
Conifere 50 18 26 6
Latifoglie 47 27 22 4
Una maggiore quantità di lignina rispetto alla
cellulosa determina un legno più duro e compatto.
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Caratteristiche fisiche

• Colore
• Odore e sapore
• Umidità
• Difetti ed alterazioni degradative

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Umidità

• Viene indicata in forma percentuale dal rapporto
  tra
• acqua contenuta e peso anidro del legno.
• Tale valore è generalmente pari a 12.
• Variazioni igrometriche dellambiente possono
  creare forti variazioni
• dimensionali (fenomeni di RITIRO e
  RIGONFIAMENTO).
• Movimenti del legno dovuti a variazioni di
  umidità determinano delle
• deformazioni diverse per aspetto ed entità a
  seconda dellorientamento dei
• pezzi rispetto agli anelli di accrescimento.

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• In realtà il legno esposto all'aria non
  raggiunge mai, anche in tempi lunghissimi, la
  secchezza assoluta (stato anidro) ma perviene
  soltanto a un equilibrio igrometrico con
  l'ambiente.
• Inoltre il fenomeno di adeguamento del legno
  allumidità dellambiente esterno è in continuo
  divenire. In effetti, il legno manifesta un
  continuo interscambio di umidità con l'aria e
  solo in presenza di uguaglianza delle pressioni
  tra i due mezzi si ha l'equilibrio igroscopico e
  il legno raggiunge la cosiddetta "umidità di
  equilibrio".
• Se l'umidità del legno è più elevata
  dellumidità di equilibrio, il legno trasferisce
  umidità allambiente (fenomeno di essiccazione o
  desorbimento). Se l'umidità del legno è inferiore
  allumidità di equilibrio, l'umidità si
  trasferisce dallambiente esterno al legno
  (fenomeno di inumidimento adsorbimento).
• Per cui, essendo l'igroscopicità del legno
  una proprietà naturale permanente e non
  eliminabile, il raggiungimento dellequilibrio
  igroscopico del legno con l'ambiente risulta
  inevitabile. Per questo, durante l'essiccazione,
  il legno attraversa due momenti critici di
  vulnerabilità dovuti a
• - attacco da parte di funghi e insetti, con
  conseguenti alterazioni cromatiche,
  disintegrazione, gallerie
• -  azione di ritiro, con il manifestarsi di
  tensioni interne, variazioni dimensionali,
  deformazioni e fessurazioni.

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• La variazione di umidità allinterno del legno in
  opera comporta variazioni dimensionali, che a
  causa dellanisotropia, risulteranno diverse
  nelle tre direzioni principali.
• Il RITIRO RADIALE è circa la metà di quello
  TANGENZIALE.
• Le procedure adottate per lessicamento,
  naturale o artificiale, se mal condotte,
  realizzate con rapidi cambiamenti di umidità
  possono portare a tensioni interne con
  conseguenti deformazioni.
• Per limitare gli scambi di umidità da e verso
  lesterno del materiale in opera possono essere
  utili vernici superficiali o sostanze
  idrorepellenti, che però dovranno essere valutate
  caso per caso in quanto possono causare
  alterazioni cromatiche.

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Movimenti

• Nelle tavole
• Le tavole radiali sono meno soggette a
  deformazioni rispetto a quelle tangenziali
  (fenomeno dellimbarcamento)
• Nei tronchi e nelle travi
• La differenza tra ritiro radiale e ritiro
  tangenziale crea delle aperture a V partenti dal
  midollo ed orientate radialmente.
• Le fenditure da ritiro sono meno pericolose
  quando orientate in direzione del carico e non
  perpendicolarmente.

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Caratteristiche meccaniche

• RESISTENZA MECCANICA di un materiale
• carico massimo oltre il quale il campione
  sottoposto a sforzo si rompe.
• Nel legno tale resistenza varia
• - per specie diverse
• - per grado di stagionatura e compattezza
• - per direzione dello sforzo rispetto alla
• direzione delle fibre.

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Caratteristiche meccaniche

• Resistenza alla compressione
• Resistenza alla trazione
• Resistenza alla flessione
• Resistenza al taglio
• Resistenza alla penetrazione
• Moduli di elasticità
• Comportamento al fuoco

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Resistenza alla Compressione

• Reazione che il legno oppone a forze che tendono
  ad opprimerlo.
• La resistenza a compressione è massima nella
  direzione delle fibre e
• compresa in media tra 40 e 50 N/mm2.
• Laumento di umidità determina una diminuzione
  della resistenza a
• compressione.

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Metodi di Prova
Prova di compressione
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Resistenza alla Trazione

• Il legno costituito da lunghe fibre,
  strettamente connesse e compenetrate le une con
  le altre, è particolarmente adatto a resistere a
  trazione, con resistenze due o tre volte
  superiori rispetto a quelle di compressione (con
  sforzo applicato in direzione assiale).
• Nelle altre direzioni, direzione tangenziale
  e direzione radiale, la resistenza a trazione è
  molto ridotta in quanto si ha il distaccamento
  degli anelli di accrescimento.
• Laumento di umidità non è influente sulla
  resistenza a trazione.

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Metodi di Prova
Prova di Trazione
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Resistenza alla Flessione

• Capacità del legno a riprendere la sua forma
  originaria al termine dellapplicazione di una
  forza che tende a fletterlo. Tale forza non deve
  superare il limite di elasticità del materiale.
• Resistenza al Taglio
• La resistenza a taglio varia da 4 a 12 N/mm2
  nella direzione delle fibre e dal triplo al
  quadruplo nella direzione normale alle fibre

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Moduli di Elasticità

• Il modulo di elasticità varia a seconda del
  variare dellumidità, della temperatura e del
  peso specifico.
• Lanisotropia del legno determina diversi
  moduli di elasticità a seconda della direzione di
  applicazione della forza.
• Elasticità maggiore nel caso di forze
  applicate nel senso delle fibre (assiale)
  rispetto a forze perpendicolari ad esse.

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Comportamento al fuoco

• Il propagarsi del fuoco è determinato dalla
  conducibilità termica del materiale.
• Il legno, sottoposto allazione del fuoco,
  forma in superficie uno strato di carbone (tra i
  100 e i 300C) che riduce notevolmente la
  conducibilità termica.
• (Conducibilità termica del carbone 6 volte
  minore del legno)
• La carbonizzazione riduce il propagarsi del
  fuoco, quindi si può aumentare la resistenza al
  fuoco del legno
• - aumentandone la sezione resistente
• - trattandolo con sostanze ignifughe.
• I prodotti ignifughi
• non devono essere tossici alle basse od alte
  temperature,
• non devono favorire attacchi da parte di funghi o
  insetti,
• nè alterare eventuali materiali metallici.

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Pregi e Difetti

• Leggerezza, economicità, elevata resistenza a
  compressione e a trazione, inattaccabilità da
  parte di agenti chimici, "stabilità" termica
  (essendo quasi non dilatabile al variare della
  temperatura), capacità termoisolante e facilità
  di lavorazione sono i punti di forza del legno
  rispetto agli altri materiali.

• Non omogeneità costituzionale e
  lanisotropia tridimensionale dovute l'una alla
  diversità degli elementi costituenti e l'altra al
  loro orientamento la sensibilità alle
  variazioni di umidità ambientale (igroscopia)
  la sensibilità allazione deteriorante da parte
  di insetti, microrganismi o funghi gli
  eventuali difetti costitutivi del tessuto legnoso
  (nodi) e le deviazioni della fibratura, che ne
  possono diminuire la resistenza e, infine,
  l'infiammabilità.

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I prodotti derivati dal legno

• Compensati, multistrati e paniforti (colle
  sintetiche)
• Pannelli di particelle (resine sintetiche
  termoindurenti)
• Pannelli di fibra
• M.D.F. (Medium Density Fibre-board)
• Pannelli in lana di legno
• Pannelli sandwich e compositi
• Pannelli tamburati
• Legno lamellare
• Lego a listelli paralleli (PSL)

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Prossime lezioni

• Elementi strutturali in legno
• Il legno lamellare
• Norme Tecniche per le Costruzioni D.M. 14-01-08