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 all’asse 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 dell’alburno. 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 l’età dell’albero 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 all’asse del fusto.

Venatura: l’aspetto 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 dell’ambiente 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 dell’orientamento 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 all’umidità dell’ambiente
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 dell’umidità di equilibrio, il legno
trasferisce umidità all’ambiente (fenomeno di essiccazione o desorbimento).
Se l'umidità del legno è inferiore all’umidità di equilibrio, l'umidità si
trasferisce dall’ambiente esterno al legno (fenomeno di inumidimento
adsorbimento).
Per cui, essendo l'igroscopicità del legno una proprietà naturale permanente e
non eliminabile, il raggiungimento dell’equilibrio 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 all’interno del legno in opera comporta
variazioni dimensionali, che a causa dell’anisotropia, risulteranno diverse
nelle tre direzioni principali.
Il RITIRO RADIALE è circa la metà di quello TANGENZIALE.
Le procedure adottate per l’essicamento, 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 l’esterno 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 dell’imbarcamento)

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.
L’aumento 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.
L’aumento 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
dell’applicazione 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 dell’umidità, della
temperatura e del peso specifico.
L’anisotropia 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 all’azione del fuoco, forma in superficie uno strato
di carbone (tra i 100 e i 300°C) 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
l’anisotropia 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
all’azione 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
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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
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