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UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA PRIMA FACOLTA DI ARCHITETTURA LUDOVICO QUARONI

Tecnologia dell'Architettura Corso C A.A. 2009/2010Prof. Alessandra Battisti

IL LEGNO

CARATTERISTICHE, IMPIEGHI E POTENZIALITA DEL LEGNO IN ARCHITETTURA

A cura di Silvia Nasto

Argomenti:

1. Caratteristiche generali

2. Caratteristiche fisico-meccaniche

3. Criteri di classificazione

4. Principali tipi di prodotti

5. Le innovazioni nelle costruzioni in legno

Obiettivi:

Acquisire le nozioni di base per il corretto uso del legno come materiale strutturale e di rifinitura degli spazi abitativi Conoscere le tecniche di produzione dei vari tipi di legno dal massello ai ricomposti


Corteccia : formata da ritidoma e libroIl ritidoma lo strato di protezione pi esterno di un tronco.

Il libro serve allalbero come sistema di trasporto per lacqua e le sostanze nutritive.

Il cambio la parte pi importante del tronco, poich a partire da esso lalbero cresce. Le cellule di questo strato hanno la capacit di moltiplicarsi, originando il libro nella parte esterna e il legno in quella interna. Annualmente il cambio forma un nuovo strato di legno, un anello annuale.

Lalburno la parte viva del legno. In esso acqua e sostanze nutritive vengono trasportate fino alla chioma. Con lispessimento delle pareti cellulari, le cellule piinterne dellalburno muoiono originando il durame.

Struttura del tronco

interne dellalburno muoiono originando il durame.

Il durame la struttura portante del tronco. Esso composto da cellule morte. In esse vengono immagazzinate svariate sostanze (pigmenti, sostanze tanniche, gomme, resine), che rendono il legno duraturo. Nel durame non viene trasportata acqua, per questo esso molto pi asciutto rispetto allalburno.

Il midollo si trova nel centro. Il fusticino della giovane piantina, crescendo in lunghezza, forma un canale ininterrotto dalle radici alla cima dellalbero. Questo canale midollare pieno di aria non utilizzabile nella lavorazione del legname.

I raggi midollari attraversano in direzione radiale il tronco. Essi mettono in comunicazione il midollo con la corteccia e servono al trasporto di sostanze e allimmagazzinamento.

Il legno si forma nelle stagioni in maniera non uniforme.

La prevalente crescita in una stagione o in unaltra conferisce caratteristiche di resistenza diversa ai vari legnami (prevalenza di fibre tenere e vasi o di fibre dure con scarsit di vasi)

Struttura del Legno: Porosa non omogenea e anisotropa(in riferimento alle direzioni della fibratura) composto infatti dalla sostanza della membrana cellulare e dalle cavit cellulari. La struttura di queste cellule, la loro disposizione, i canali resinosi (in alcuni tipi di legni) determinano le caratteristiche fisico meccaniche dei vari tipi di legno


Conifere Latifoglie


Densit: (massa volumica m/V Kg/mc) rapporto tra la massa legnosa e il volume. La densit condiziona tutte le altre caratteristiche fisico meccaniche. E in funzione del rapporto tra vuoti e pieni quindi della porosit che ha nel legno una variabilit tra 0,1g/cmc (balsa) a 1,2 g/cmc (guaiaco).Umidit: peso in percentuale di acqua sul peso anidro. Dipende dallumidit relativa dellaria, le variazioni possono causare ritiro o rigonfiamento.Peso specifico: E in funzione della densit e del grado di umidit del legno. Fissato il grado di umidit del 15% I il peso specifico delle varie essenze pu variare tra 350 e 1100 kg/mc.Conducibilit termica ed elettrica: molto bassa rispetto ad altri materiali; per le su caratteristiche fisiche un buon isolante.Comportamento al fuoco: per le sezioni superiori ad una certa misura il legno ha un comportamento prevedibile rispetto allacciaio.

Caratteristiche Fisiche

Caratteristiche Meccaniche

Il comportamento meccanico in funzione del tipo di essenza (diverse nelle latifoglie e nelle conifere), del grado di stagionatura, della direzione del caricoe della presenza di difetti (nodi ,cipollature e disposizione degli anelli).Il legno si comporta in modo anisotropo (risponde diversamente alle sollecitazioni normali alle fibre o parallele ad esse). E un materiale elastico

Caratteristiche Meccaniche

Generalmente i legni pi compatti sono pi resistentiMaggiore il peso specifico maggiore la resistenza meccanicaMaggiore lumidit contenuta nel legno, minore la resistenzaTutte le essenze presentano valori di resistenza sia a compessione che a trazione maggiori per carichi esercitati second la direzione delle fibre


Lumidit anche in un legno stagionato che ha raggiunto un buon livello igroscopico, continua ad intervenire sulla stabilit del materiale attraverso il ritiro.Il legno tende a dilatarsi in funzione delle variazioni di umidit al suo interno il ritiro o la dilatazione avvengono in modo differenziato secondo le sezioni principali: tangenziale, radiale e longitudinale

Ritiro dimensionale

RITIRO MASSIMO - 10/12% - lungo nella sezione tangente agli anelli di accrescimento (sezione tangenziale)

Impiegare il legno con il contenuto di umidit corrispondente al clima ambientale successivo Considerare le diverse capacit di assorbire lumidit dei diversi tipi di legno Calcolare in maniera approssimativa e, durante luso, le variazioni dimensionali del legno previste Considerare dal punto di vista costruttivo allatto del perfezionamento dei dettagli e della scelta del legante (il fissaggio non deve impedire variazioni delle dimensioni dovute a rigonfiamenti e ritiri)

Per evitare conseguenze negative dovute allumidit

RITIRO MASSIMO - 10/12% - lungo nella sezione tangente agli anelli di accrescimento (sezione tangenziale)RITIRO MEDIO - 5/6% -l ungo la direzione dei raggi midollari (sezione radiale)RITIRO MINIMO - 0,1/0,2% - secondo lasse del tronco (sezione longitudinale)

L inbarcamento uno degli inconvenienti pi seri che si possono lamentare nei legnami da costruzione

Fessure da ritiro

NodiCipollature


Fessure da ritiro (per la riduzione dellumidit) Nodi (rami rimasti inclusi) Cipollature (fessure anulari)Midollo non centrato Fibratura spiralata o torta ( causata dal vento) Fratture da vento (rotture parziali di fibre) Tasche di resina (cavit schiacciate tra due anelli)

Difetti

Linfluenza di eventuali nodi sul carico di rottura chiaramente evidenziata dalla figura(compressione assiale parallela alle fibre prova di carico di rottura su provini 2x2x3 cm, con umidit del 12%)


Compressione perpendicolare alle fibre. In questo caso i valori del carico di rottura sono molto inferiori a quello assiale; in genere si riducono ad un quinto, con variazioni notevoli in relazione al tipo di legno.Compressione inclinata rispetto alle fibre. I valori del carico di rottura variano moltissimo in funzione dellangolo . La resistenza a flessione influenzata dallumidit e dai difetti del legname; bene scartare le travi con spaccature longitudinali e nodi posti nella zona tesa.

Spaccature e nodi diminuiscono la resistenza del legno a flessione

La resistenza a flessione pure influenzata dalla disposizione deglianelli rispetto alla direzione del carico

Dato che il legno un materiale naturale, le propriet fondamentali variano notevolmente, allo scopo di utilizzare il legno in modo efficiente come materiale strutturale affidabile, necessario classificarlo secondo resistenza E un materiale leggiero con elevato rapporto resistenza/peso proprio Le propriet di resistenza e rigidezza del legno sono fortemente dipendenti dallangolo tra carico e fibratura. Il legno resistente e rigido parallelamente alla fibratura, mentre facile a spaccarsi lungo la fibratura se messo in trazione perpendicolare ad essa. Le propriet di resistenza e rigidezza del legno variano al variare dellumidit: nella progettazione dei dettagli costruttivi necessario tenere conto del ritiro e del rigonfiamentoLe prestazioni del legno in caso di incendio possono essere calcolate e pertanto assai idoneo per essere usato in grandi sezioni senza protezione.

In sintesi

anelli rispetto alla direzione del carico

3. Criteri di classificazione

Un primo strumento sono le nuove "regole di classificazione secondo la resistenza" italiane ovvero le UNI 11035:2003 (parte 1 &2) che hanno sostituito la vecchia UNI 8198. La parte 1 descrive la determinazione dei criteri di classificazione. La parte 2 regola i criteri di classificazione per le diverse classi di resistenza in modo diverso per 3 gruppi di specie legnose:Conifere 1" (Abete rosso, Abete bianco, Larice e alcune altre specie di Conifere) nelle tre S1, S2 e S3; "Conifere 2" (Douglasia) nelle due classi S1 e S2/S3;

Criteri di classificazione

Per permettere un dimensionamento sicuro ed affidabile degli elementi strutturali di legno devono essere dunque conosciute le caratteristiche del materiale con sufficiente attendibilit. La procedura di classificazione del legno massiccio per usi strutturali si prefigge di ottenere leffetto seguente:formazione di classi di resistenza con propriet differenziate e valori caratteristici affidabili; distribuzione dei valori delle propriet meccaniche pi ridotta allinterno delle singole classi di resistenza rispetto alla totalit del materiale (si definisce questo effetto come "omogeneizzazione" del materiale).

"Conifere 2" (Douglasia) nelle due classi S1 e S2/S3;"Latifoglie" (Castagno, Quercia, Pioppo, Faggio, Ontano, Robinia, Frassino e Olmo) in ununica classe S.A secondo delle diverse classi di resistenza e delle diverse specie legnose vengono indicati i valori caratteristici.

Le UNI 11035:2003 descrivono regole di classificazione secondo la resistenza pienamente conformi alla vecchia UNI-EN 518:1997 (a sua volta sostituita dalla UNI-EN 14081:2006). La classificazione secondo la resistenza una procedura individuale: cio in una data struttura, ciascun elemento ligneo portante deve essere classificato singolarmente. In dipendenza dallutilizzazione prevista, il materiale pu essere classificato prevalentemente secondo:la resistenza (resistenza e/o rigidezza); lapparenza estetica (criteri di classificazione specifici allestetica o alla conformazione della superficie); esigenze in relazione allutilizzazione prevista (fessurazione, stabilit dimensionale).La classificazione secondo la resistenza avviene principalmente secondo due metodi:1 la classificazione visiva; 2 la classificazione meccanica.


Legno massiccio e derivati

MASSICCIO di prima lavorazione DERIVATI di prima lavorazione

SEGATI

LEGNO TONDO

SFOGLIATI E TRANCIATI

DERIVATI di seconda lavorazione


Legno tondo Segati

il primo (in relazione al processo di lavorazione) prodotto di tipo lineare il legno tondo. Sotto questo nome si intendono legnami di Conifere o Latifoglie per i quali oltre allo scortecciamento ed alleliminazione del cambio non sono ammesse altre trasformazioni della sezione e della superficie del legno (eventualmente rettificazione del tronco per ottenere un diametro costante ). A causa del permanere della struttura naturale (non danneggiata), soprattutto delle fibre esterne, il tondo, in confronto ai segati, presenta migliori caratteristiche di resistenza e rigidezza. I tondi vengono impiegati in edilizia prevalentemente per

Legno tondo e segati

vengono impiegati in edilizia prevalentemente per impalcature e ponteggi.

La definizione legno massiccio strutturale indica i segati destinati a strutture portanti, ricavati dal legno tondo tramite taglio parallelo allasse del tronco ed eventuale piallatura, senza superfici incollate e senza giunti a pettine.

I segati si distinguono in listelli, tavole (o lamelle), tavoloni e legname squadrato a seconda delle dimensioni e del rapporto tra altezza e spessore della sezione (ON DIN 4074- 1:2004).

Il giunto a pettine un giunto longitudinale tra due elementi di legno massiccio (le singole lamelle) sulle cui testate sono stati intagliati, denti aventi stesso profilo e stesso passo, che si incastrano tra loro senza gioco e uniti tramite incollaggio.

4. Principali tipi di prodotti Tipo lineare

Uno dei prodotti di legno massiccio il legno massiccio da costruzione. Con tale denominazione si indica il legname squadrato essiccato artificialmente, piallato e classificato secondo la resistenza, ottenuto da taglio cuore spaccato o fuori cuore. Rispetto al legname squadrato convenzionale, esso deve soddisfare criteri di classificazione pi restrittivi. Mediante il giunto a pettine possibile ottenere elementi di maggior lunghezza. Pu essere utilizzato per tutti gli elementi strutturali. In particolare, questo

materiale adatto, nella costruzione di edifici di legno, per pareti, solai e strutture di copertura. I prodotti legno massiccio da costruzione per applicazioni a vista e legno massiccio, grazie allelevata qualit della superficie, risultano particolarmente idonei laddove il legno resti a vista anche a costruzione ultimata (travi, puntoni, arcarecci).

Incollaggio di squadrati

Un altro prodotto di legno incollato sono le travi DUO/TRIO. Esse sono costituite da 2 o 3 elementi di legname squadrato o tavoloni, essiccati artificialmente, classificati secondo la resistenza e successivamente incollati sui lati lunghi; da questo procedimento risulta un legno massiccio dalle caratteristiche tecniche ben definite, di ottima qualit e con una ridotta tendenza a fessurarsi. I singoli elementi possono essere giuntati longitudinalmente tramite giunti a pettine. La qualit del prodotto viene

assicurata dal duplice controllo interno ed esterno. Le travi DUO e TRIO soddisfano le principali esigenze riguardanti le strutture in elevazione, in particolar modo per

le travi (a vista) dei solai, per strutture di copertura (puntoni ed arcarecci) e per tutti i rimanenti elementi strutturali non esposti direttamente agli agenti atmosferici

Il legno lamellare incollato un prodotto composito costituito da lamelle solitamente di una sola specie legnosa e incollate parallelamente alla fibratura.

Incollaggio di tavole o lamelle

4. Principali tipi di prodotti Tipo piano

Il prodotto di base tavola sono segati direttamente dal tronco. Le tavole vengono classificate in base alla resistenza, prevalentemente con

classificazione visiva. I prodotti compensati composti da tavole sono i pannelli di legno massiccio

multistrato ed i pannelli di legno compensato di tavole. La struttura di questi pannelli in linea di principio la stessa: singoli strati composti

ciascuno da tavole dello stesso spessore vengono incollati uno sullaltro, generalmente sotto un angolo di 90. Si ottiene cos un elemento di forma piana compensato. Il numero di strati dispari, in modo tale da avere una struttura simmetrica che garantisca la stabilit nella forma del prodotto.

Pannelli composti da tavole

Pannelli di legno massiccio a tre strati

pannello di legno compensato di tavole a 5 strati

I pannelli di legno massiccio multistrato vengono fabbricati prevalentemente in lunghezze fino a 5,0 m (anche 6,0 m), in quanto le

Pannelli in legno massiccio

I pannelli di legno massiccio multistrato vengono fabbricati prevalentemente in lunghezze fino a 5,0 m (anche 6,0 m), in quanto le singole lamelle non vengono giuntate di testa, e larghezze fino a 2,0 m (anche 2,5 m).

I pannelli di legno massiccio multistrato vengono utilizzati soprattutto per elementi a vista con funzione portante e di irrigidimento (tamponature a vista per lassorbimento dei carichi orizzontali, tetti a capriata semplice a vista, solai con trave inflessa a vista), in quanto il loro prezzo sensibilmente superiore ai materiali a base di legno alternativi.

pannelli multistrato come elemento di faccia

pannelli multistrato come rivestimento interno

Grazie alle loro caratteristiche di resistenza e rigidezza simili a quelle dei segati, i pannelli di legno massiccio possono essere impiegati con funzione portante in collegamento con i prodotti di tipo lineare dei sistemi intelaiati.


Il materiale di base per la produzione di legno compensato di tavole (BSP) costituito da tavole allo stato grezzo, ricavate prevalentemente dalle porzioni esterne del tronco. Questo prodotto, considerato nel mondo delle segherie come segato di basso valore in virt dello scarso valore aggiunto, possiede tuttavia di solito le migliori propriet in termini di resistenza e rigidezza. La larghezza delle singole tavole dei pannelli di legno compensato di tavole compresa normalmente tra 80 mm e 240 mm, lo spessore invece tra 10 mm e 35 mm.

Legno compensato di tavole

Pannelli di legno (pino) compensato di tavole e 7 strati

Vengono realizzati pannelli monostrato, nei quali, in caso di particolari esigenze riguardo allermeticit nei confronti del vento, allisolamento acustico, allaspetto, le giunture delle singole lamelle possono eseguite mediante incollaggio laterale delle lamelle stesse. In questo modo possibile ottenere una qualit elevata del compensato di tavole anche dal punto di vista esteticodal punto di vista estetico

I compensati di tavole possono essere utilizzati, se non diversamente specificato nelle relative omologazioni, come elementi costruttivi portanti, di irrigidimento o non portanti, dimensionati e realizzati secondo la norma DIN 1052:2004 oppure DIN V ENV 1995-1-1:1994, unitamente al documento di applicazione nazionale tedesco NAD.

I pannelli di compensato di tavole vengono prodotti fondamentalmente come merce grezza industriale con qualit non a vista. Per ottenere un pannello con superficie di qualit a vista, necessaria unadeguata lavorazione


Struttura di un pannello di legno compensato di tavole a 5 strati, a partire dal materiale di base tavola

La struttura tipica di un pannello di legno compensato di tavole costituita da strati di tavole o pannelli monostrato sovrapposti, orientati alternativamente a 90. pensabile anche un orientamento degli strati di tavole per esempio sotto un angolo di 45. Il collegamento rigido dei singoli pannelli monostrato si realizza mediante incollaggio omogeneo dellintera superficie e con lutilizzo dellintera superficie e con lutilizzo di un idoneo sistema di applicazione delladesivo.


Differenti materiali per gli strati esterni (tavole maschio-femmina, OSB,cartongesso

Gli strati esterni staticamente non collaboranti, in base alle esigenze di natura estetica, di resistenza al fuoco e di isolamento acustico, possono essere applicati, mediante incollaggio o bullonatura, sia ad una che ad entrambe le facce del pannello di legno compensato di tavole. Tali strati possono essere realizzati per esempio con pannelli di fibre o di cartongesso.

In virt delle loro dimensioni, in modo particolare degli spessori, i pannelli di legno compensato di tavole possono essere impiegati per le costruzioni di tipo massiccio. La larghezza di questi pannelli consente, infatti, di realizzare elementi di altezza pari a quella di un piano di edificio e lo spessore garantisce la trasmissione dei carichi verticali e orizzontali sia nel piano del pannello che perpendicolarmente ad esso.

Lo spessore di un elemento in compensato di tavole a 5 strati normalmente impiegato per un edificio multipiano (max. 3 piani) di circa 95 mm (valore orientativo).

Con questi pannelli non sono solo realizzabili pareti esterne ed interne di grandi dimensioni cos come elementi per coperture e solai, ma anche scale e balconi e ancora elementi portanti di tipo lineare come travi e pilastri.

Fig 1 Montaggio di un elemento di parete

Fig 2 Montaggio di di legno compensato di tavole

Fig 3 Impiego del legno compensato di tavole nelledilizia residenziale in generale

Fig 1 Fig 2

Fig 3


Per luci maggiori ed elementi parete di altezza maggiore privi di sostegni intermedi sono indicati pannelli nervati con travi incollate di lamellare o sezioni a cassone con montanti di lamellare.

Pannello di legno compensato di tavole con nervature di legno lamellare incollato e variante a sezione a cassone

I pannelli di legno compensato di tavole possono essere impiegati anche come impalcato di ponti sotto forma di lastra o collegati a travi di lamellare incollato a formare una soletta nervata.

Impiego di un pannello di legno compensato di tavole rinforzato da nervature di lamellare incollato nella costruzione di un ponte


I valori di resistenza e rigidezza simili al legno massiccio permettono di realizzare sezioni composite con prestazioni elevate sotto forma di solette nervate e strutture a cassone. In questo caso si creano elementi composti formati da pannelli multistrato e prodotti di legno massiccio (Duo o trio), o di legno lamellare. La resistenza allumidit determinata sia dalla durevolezza del legno che dal tipo di adesivo.

Sezione a cassone

Pannelli combinati

Il pannello tamburato costituito da due superfici esterne generalmente realizzate in compensato, in pannelli sfogliati fibre o particelle, in laminato plastico (bordate da listelli di legno massiccio).

Pannello tamburato

plastico (bordate da listelli di legno massiccio).Lanima interna ha lo scopo di distanziare le due superfici esterne e di conferire rigidit allinsieme; essa pu essere realizzata in vari modi:1. Listelli di legno incrociati a disegno di quadrati o losanghe2. Listelli di legno curvati a spirale3. Liste di compensato ondulato incollate onda contro onda4. Nido dape a maglie esagonali

I valori per il dimensionamento e per le verifiche della sicurezza strutturale presenti nelle singole omologazioni devono essere applicati con la dovuta cautela. Se si confrontano infatti le tensioni ammissibili dei diversi produttori, si pu osservare un ampio spettro di variabilit, dal quale si deduce che i produttori stessi impiegano per i loro prodotti legno delle pi differenti categorie di classificazione, un aspetto del quale non si trova traccia nellomologazione.


I prodotti a base legno di forma piana attualmente in commercio possono essere classificati, in baseal materiale di partenza (tavola, piallaccio, truciolo e fibra), in elementi portanti, non portanti e isolanti.

Il prodotto di base piallaccio realizzato con modalit produttive diverse in base alla specie legnosa, alla destinazione duso ed alla conseguente qualit richiesta. A seconda della tecnica di produzione si distingue in tranciato e sfogliato ed ottenuto partendo direttamente dal tondameintero o sezionato che, se necessario, viene trattato preventivamente a vapore.

Piallaccio tranciato Piallaccio sfogliato

Con il piallaccio vengono realizzati diversi materiali a base legno le cui propriet dipendono principalmente dallorientamento della fibratura nei diversi strati. Attualmente si distingue tra compensato, dove le fibre di due strati adiacenti sono orientate perpendicolarmente luna allaltra, e stratificato, dove lorientamento della fibra

PIALLACCIO

Pannelli composti da piallacci

strati adiacenti sono orientate perpendicolarmente luna allaltra, e stratificato, dove lorientamento della fibra parallelo per tutti gli strati.

Negli stratificati si ottiene una resistenza simile al legno massiccio, mantenendo tuttavia buone propriet di ritiro e rigonfiamento e valori bassi di resistenza a trazione e a flessione trasversale perpendicolarmente alla fibra.Nel compensato il ritiro e il rigonfiamento vengono impediti dagli elementi la cui fibra orientata nella medesima direzione del ritiro ma si ha una perdita di resistenza nella direzione principale (stradi esterni) Utilizzati principalmente come elementi di chiusura si usano per solai, pareti coperture.


Pannelli composti da trucioli

I pannelli truciolari sono elementi di forma piana a base legno, ottenuti mediante la pressatura a caldo di particelle di legno (trucioli di legno, trucioli da pialla, trucioli di segatura, wafer, strand) e/o altre particelle con contenuto di lignocellulosa (cascami di lino, cascami di canapa, bagassa), miscelate a colla.

La classificazione dei pannelli truciolari pu avvenire in base a differenti criteri: in base alla struttura del pannello:

monostrato; multistrato; a separazione progressiva simmetrica; pannelli estrusi con tubi; in base alle dimensioni e alla forma delle particelle:

pannelli di trucioli sminuzzati (pannelli truciolari); pannelli di trucioli grossi e ampi (Waferboard);pannelli di trucioli lunghi, stretti e orientati (OSB); pannelli di altri materiali (p. es. cascami di lino); in base allimpiego:

pannelli per uso generico; pannelli per arredo dinterni in ambienti asciutti; pannelli per strutture

Pannello piano pressato incollatocon resine sintetiche

Classificazione

portanti e di irrigidimento in edilizia in ambienti asciutti o umidi; pannelli per impieghi speciali (es.carichi elevati, resistenza al fuoco, isolamento acustico).

pannello di trucioli a striatura

Limpiego principale dei pannelli piani pressati in edilizia costituito dal rivestimento di costruzioni leggere (sistemi intelaiati). I pannelli piani pressati svolgono da un lato una funzione di irrigidimento nella trasmissione di carichi orizzontali comportandosi come lastre, dallaltro una funzione di distribuzione del carico nella trasmissionedi carichi distribuiti perpendicolari al piano del pannello stesso.

Lorientamento e la stratificazione dei trucioli di dimensioni relativamente piccole avvengono, prevalentemente in direzione parallela alla superficie del pannello, la cui sezione pu essere ottenuta variando la dimensione dei trucioli e/o la distribuzione della densit, multistrato o a separazione progressiva simmetrica. In pratica, lo strato interno costituito prevalentemente da trucioli pi grossi, gli strati esterni e quindi le superfici da trucioli pi fini.


Fasi di lavorazione

Scortecciamento

Truciolatura

Formatura

1. In una prima fase di lavorazione vengono sminuzzati i pezzi pi voluminosi.2. Il materiale grezzo cos ricavato viene ulteriormente sminuzzato, suddiviso in frazioni granulometriche e

miscelato in maniera omogenea per la preparazione degli strati interni ed esterni (senza sottoporre i trucioli ad alcun trattamento chimico). Successivamente i trucioli vengono essiccati, vagliati e incollati .Unaltra variante rappresentata dai pannelli piani pressati con leganti inorganici come cemento e gesso.

3. La fase successiva prevede la formazione dei trucioli incollati in superfici piane, con orientamento dei trucioli prevalentemente in direzione parallela alla superficie stessa. In seguito questo cosiddetto materasso di trucioli viene addensato (pressato).

4. Le ultime fasi di lavorazione sono il raffreddamento, la rifilatura, la levigatura, la classificazione e il taglio.

Pannello ininterrotto


Strato esterno 1

Orientamento || alla direzione di produzioneStrato interno

Orientamento alla direzione di produzioneStrato esterno 2

Orientamento || alla direzione di produzione

Per pannello OSB (Oriented Strand Board) si intende un pannello di legno a tre strati a struttura simmetrica composto da strand (i cosiddetti trucioli piatti).

Pannello OSB I trucioli degli strati esterni sono orientati parallelamente alla direzione di produzione e presentano in genere la migliore qualit in termini di geometria e precisione di orientamento. I trucioli dello strato interno vengono invece orientati a caso (random) o alla direzione di produzione.

Lo strato interno dellOSB presenta una massa volumica inferiore, soprattutto per ragioni tecniche di economicit.

Grazie alla struttura a tre strati disposti perpendicolarmente luno allaltro si ottiene un grado pi elevato di stabilit della forma nel piano del pannello connesso con una maggiore resistenza e rigidezza a taglio in caso di sollecitazione

Lapplicazione principale dei pannelli OSB nelledilizia residenziale di legno (in Europa) rappresentata dal rivestimento di costruzioni leggere (sistemi intelaiati). In questo ambito i pannelli vengono utilizzati principalmente per la resistenza ai carichi orizzontali dovuti a vento, sisma, ecc., LOSB trova inoltre applicazione nellindustria dellimballaggio e dei mobili, cos come ad esempio nei casseri per calcestruzzo. In virt del favorevole rapporto fra prezzo e prestazioni, limpiego di questi pannelli

molto diffuso. Lo spessore minimo dei pannelli OSB portanti di 8 mm, mentre solo per i

rivestimenti irrigidenti delle case di legno in costruzione leggera (sistemi intelaiati) sono consentiti 6 mm, anche se questo spessore ridotto non viene quasi mai utilizzato nella pratica.

della forma nel piano del pannello connesso con una maggiore resistenza e rigidezza a taglio in caso di sollecitazione a lastra del pannello stesso. In tal modo si riducono drasticamente (o si eliminano) possibili rigonfiamenti e fenomeni di ritiro dovuti a variazioni di umidit.


Il legame delle fibre allinterno del pannello viene ottenuto mediante lintreccio delle fibre stesse e lazione adesiva delle sostanze proprie del legno. Inoltre possibile aggiungere altre sostanze adesive alla miscela.In base al processo di produzione, i pannelli di fibra di legno vengono suddivisi in pannelli per via umida e pannelli per via secca. (la distinzione determinata dalla percentuale di umidit nella fibra nel processo di fabbricazione)

Il materiale di base fibra di legno viene ottenuto mediante un processo di sfibratura della materia prima legno, normalmente dopo che il legno grezzo stato sottoposto a una prima riduzione in minuzzolo. In questo modo si ottiene una completa disgregazione della struttura naturale del legno, che viene ridotto in fasci di fibre.

Pannelli composti da fibre di legno

Pannello di fibra di legno duro Pannello di fibra di legno medio-duro (MDF)Pannello di fibra di legno poroso

Per la produzione di pannelli di fibra di legno porosi il legno, ridotto in fibra nello sfibratore, viene steso su un percorso di essiccazione ed eventualmente miscelato con additivi. Infine viene eseguita una precompattazione, mentre lessiccazione al grado desiderato viene realizzata in ciclo in un essiccatoio a rulli. Limpiego principale dei pannelli di fibra di legno porosi nellambito dellisolamento termico e acustico. La produzione dei pannelli duri e medio-duri si differenzia da quella dei pannelli porosi per il fatto che il materasso

di fibre viene pressato ad alta temperatura. Possono essere utilizzati per rivestimenti con funzione portante I pannelli MDF traspiranti (Medium Density Fiberboard) rappresentano levoluzione dei tradizionali pannelli MDF

incollati con resine a base di formaldeide, sono prodotti per via secca. Tale evoluzione si resa necessaria, dalla met degli anni 90, per la crescente richiesta di un materiale che permettesse la costruzione di pareti traspiranti. Sono impiegati come rivestimenti irrigidenti e per la realizzazione di elementi di parete e solaio per le strutture intelaiate (costruzioni leggere). Non sono trattati in alcuna norma come materiale da costruzione per elementi portanti e pertanto non devono svolgere alcuna funzione strutturale


Esempio di utilizzo di pannelli in fibre di legno


Legno lamellare incollato

Del Rosso, 1797

Migneron (luce: 65 m), 1784

Wiebeking, 1809

I principali obiettivi nellevoluzione tecnologica sono stati:1. Aumentare il grado di efficienza strutturale2. Aumentare la plasmabilit3. Aumentare la facilit di trasporto4. Aumentare la durabilit5. Aumentare la resistenza al fuoco

1. E necessario ridurre linstabilit dimensionale dei componenti e questo sicuramente pi facile controllando i difetti delle singole lamelle. Essendo un prodotto industriale controllato e questo permette di migliorare le condizioni di esercizio e di sicurezza

Ouse Burne, 1830

ponte di tipo americano, 1850

Emmery (luce: 25 m), 1828

Evoluzione del legno lamellare

migliorare le condizioni di esercizio e di sicurezza

eliminando i difetti del legno massiccio(come nodi grossi, nodi cadenti, fessurazioni ecc) e compensando i difetti minori (attraverso la composizione delle travi con tavole non provenienti dallo stesso tronco o almeno non in successione naturale. Lessicazione operata nel ciclo tecnologico del legno lamellare abbatte lumidit a valori dell2-12%.

2. Bisogna svincolarsi sia dal limite dimensionale imposto dal tronco dellalbero, e questo avviene tramite i giunti a pettine, sia dalla sua struttura lineare e questo possibile grazie alla struttura del lamellare che consente in fase di incollaggio di realizzare anche elementi curvi di grandi dimensioni. Diventa cos una valida alternativa allacciaio e al c.a.


Legno lamellare incollato

Fabbricazione elementi rettilinei

3. E costituito da tavole giuntate a pettine in testata ed incollate sovrapponendole tra loro ( per motivi di ingombro generalmente non si superano i 40 m ma potendo essere giuntate in opera si raggiungono luci anche di 100 m). Ha inoltre una densit bassa (500 Kg/m3) risulta quindi molto pi leggero di altri materiali strutturali (a parit di dimensioni pesa 1/5 del c.a. e 1/15 dellacciaio). Essendo leggero facilmente trasportabile.

4. Nel 1905 Karl Fredrich Otto Hetzer usa LINCOLLAGGIO DILAMELLE DI LEGNO SOVRAPPOSTE e la ricerca si sposta dalla materia prima alle colle che, originariamente di natura organica e quindi facilmente deperibili vengono sostituite con quelle sintetiche, a garanzia di maggiore durabilit.Nel 1977 il lamellare rinforzato brevetto statunitense prevede linserimento di una lamina di fibre di vetro tra lultima e la penultima lamella. Con lo scopo di aumentare il modulo di elasticit anche pi del 30% rispetto al lamellare normale e quindi a parit di condizioni di carico di ridurre le deformazioni. Minori fessurazioni aumentano la durabilit.

Fabbricazione elementi ad arco

Le travi possono essere anche curavate durante la fase di incollaggio nelle presse


5. La RESISTENZA AL FUOCO tempo necessario alla struttura di perdere le sue capacit portantiPur essendo realizzato con un materiale combustibile, le strutture in legno lamellare possono avere una resistenza al fuoco pari o superiore a quella di strutture in acciaio o in cemento armato. Infatti nel legno lamellare la combustione avviene lentamente grazie al buon isolamento termico realizzato dallo strato superficiale carbonizzato. Ad un aumento molto lento della temperatura corrisponde una variazione quasi trascurabile della resistenza meccanica delle fibre di legno nella sezione non carbonizzata e la struttura cede o crolla solo quando la parte della sezione non ancora carbonizzata talmente diminuita da non riuscire pi ad assolvere la sua funzione portante. La resistenza al fuoco di un elemento strutturale in legno lamellare dipende dalla velocit di carbonizzazione che possibile calcolare sperimentalmente o analiticamente per diverse specie legnose . La migliore difesa al fuoco comunque unadeguato dimensionamento.

Per la produzione del legno lamellare incollato si Per la produzione del legno lamellare incollato si impiega principalmente il legno delle Conifere abete rosso, abete bianco, pino e larice. tuttavia possibile utilizzare legno di Latifoglie come il faggio, il frassino, la quercia, la robinia o il castagno. Le caratteristiche fisico-meccaniche del legno

lamellare sono determinate principalmente dalla qualit delle lamelle, dalla corretta realizzazione del giunto a pettine e dalla posizione delle lamelleallinterno dellelemento finito. Le travi lamellari sono convenienti economicamente

se lasciate a vista per campate superiori ai 5 m. Laltezza delle travi e pari approssimativamente a

1/20 della luce.

accorgimenti progettuali e costruttivi:

VALUTARE IL CARICO DEL VENTO

controventi

SICUREZZA AGLI INCENDI

limitare il carico da incendi

limitare le protesi in acciaio

dimensionare opportunamente le sezioni

TRATTAMENTI IMPUTRESCENTI

PROTEZIONE DAGLI AGENTI ATMOSFERICI

MANUTENZIONE CONTINUA


Legno microlamellare (LVL) e compensato

E ottenuto incollando assieme in pressione lamelle di legno di spessore 2-4 mm ottenute pelando in maniera rotatoria tronchi di albero precedentemente riscaldati a vapore.

Il microlamellare e prodotto per le migliori proprieta meccaniche. I difetti (nodi) diventano piu piccoli e diffusi in Il microlamellare e prodotto per le migliori proprieta meccaniche. I difetti (nodi) diventano piu piccoli e diffusi in maniera casuale nel volume. Quindi ciascun difetto diventa meno importante per il comportamento del materiale.

CONFRONTO TRA PROPRIETA MECCANICHE:

Il compensato prodotto come il microlamellare ma con le lamelle adiacenti disposte ortogonalmente.

A differenza del microlamellare, il compensato possiede resistenze e rigidezze confrontabili in tutte le direzioni

del piano


Il compensato La struttura standard del compensato caratterizzata dallimpiego di piallacci dello stesso spessore e della stessa specie legnosa, con le fibre disposte alternativamente in modo ortogonale. Il numero di strati dispari per mantenere una struttura simmetrica, essenziale per la stabilit della forma.Nel caso di pannelli multistrato si pu parlare di un materiale ortogonale-isotropo, nel quale possono essere rilevati valori meccanici identici sia parallelamente che perpendicolarmente alla direzione della fibratura degli strati esterni. (I compensati con strati di diverso spessore, descritti in precedenza, sono invece caratterizzati, da un numero ridotto di strati, da unanisotropia che di norma determina valori dei parametri caratteristici differenti lungo i due assi principali del pannello.)

Orientamento dei singoli strati del piallaccio compensato

Le dimensioni abituali di 2,5 m dei compensati e del legno stratificato non rappresentano una misura significativa per il settore edilizio per cui, nel caso di produzione di elementi di dimensioni pi grandi per usi costruttivi, necessario realizzare una giunzione per il

Sovrapposizione

di dimensioni pi grandi per usi costruttivi, necessario realizzare una giunzione per il prolungamento dei piallacci allinterno di uno stesso stratoBecco di flauto

Questa giunzione pu avvenire sotto forma di giunto piatto (senza continuit del piallaccio), tramite sovrapposizione ( per compensati spessi) o tramite giunto incollato longitudinale del piallaccio (becco di flauto)

A causa dei costi relativamente elevati, i pannelli di compensato per edilizia trovano impiego limitato nel settore edile. Tra le applicazioni pi ricorrenti, una delle principali il rivestimento di costruzioni leggere (sistemi intelaiati) soprattutto nelle zone soggette a carichi elevati o dove il rivestimento deve essere lasciato a vista per ragioni estetiche. Unaltra utilizzazione il rinforzo dei collegamenti, in particolare in

presenza di sollecitazioni di compressione perpendicolari alla fibra. Unulteriore applicazione si ha nella realizzazione delle anime di aste

omposte/assemblate (prevalentemente con sezione a I).

Anima della trave a I di piallaccio compensato


Legno stratificato Il legno stratificato un materiale composto da diversi strati incollati con la fibratura parallela. La suddivisione del tronco, fortemente disomogeneo e anisotropo, in piallacci che vengono classificati e nuovamente ricomposti in un nuovo prodotto, genera un effetto di omogeneizzazione che determina una minore dispersione dei valori di resistenza e, di conseguenza, valori caratteristici.In base alle propriet meccaniche e fisiche questo prodotto si differenzia poco dai prodotti lineari quali massello o lamellare caratterizzati da una resistenza prettamente monodimensionale. Solo la resistenza alla diffusione del vapore in direzione perpendicolare al piano del pannello superiore rispetto ai prodotti in legno massello. Per questo motivo il legno stratificato pu essere classificato nel gruppo dei prodotti lineari portanti, con i quali condivide anche gli impieghi principali

I legni stratificati vengono utilizzati principalmente come elementi costruttivi monodimensionali, anche in

In virt della struttura piana e delle buone propriet di resistenza nella direzione di lavorazione, il legno stratificato ideale per sezioni

legno stratificato: capannone Sixtsur- Aff/Francia

legno stratificato: biblioteca di Villila/Finlandia

costruttivi monodimensionali, anche in combinazione con altri materiali (ad es. travi a I con ali in legno stratificato ed anima in legno compensato).

stratificato ideale per sezioni scatolari e solette nervate. Tuttavia bisogna prestare la giusta attenzione alle deformazioni da rigonfiamento e ritiro perpendicolarmente allasse allelemento costruttivo, soprattutto perpendicolarmente al piano dellelemento, poich i relativi valori caratteristici trasversalmente alla fibra sono molti simili a quelli del legno massello

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