Materiali lignei

MATERIALI LIGNEI

I materiali lignei si dividono in materiali di:

prima lavorazione

 seconda lavorazione

 terza lavorazione

 lavorazioni successive



Il legno massiccio è un materiale da costruzione naturale originato da materia viventi.

È costituito principalmente da due componenti:

1. la cellulosa

2. la lignina

dal rapporto tra le due sostanze dipendono le differenze tra le due caratteristiche dei

vari tipi di legno

La presenza della lignina determina la durezza e la compattezza del legno

Altri componenti del legno sono

coloranti

 zuccheri

 grassi

 resine

 acqua: fra il 15% e il 60%



L’acqua presente nel legno ne influenza tutte le proprietà

Il legno è parte essenziale di un essere vivente, la pianta, costituita da cellule

Le cellule più importanti che formano la struttura del legno sono:

le cellule delle trachee: trasportano la linfa e hanno la funzione di elemento

 resistente

le cellule delle fibre: formano le membrane resistenti e portanti

 le cellule parenchimatiche: contengono le riserve nutritive della pianta



Le due specie arboree principali sono:

1. le conifere

2. le latifoglie

Le conifere hanno fogliame innestato su rami. Lo sviluppo del tronco avviene per

cerchi concentrici che formano il nucleo compatto dell’albero, mentre all’esterno si

trova la parte più fraibile

Le latifoglie hanno l’innesto del fogliame direttamente sul trocno. Lo sviluppo del

tronco avviene nella stona centrale, formata da canali intrecciati, mentre all’esterno si

trova la parte più compatta e resistente

Le parti che compongono la sezione di un tronco si identificano in:

midollo

 durame o massello

 alburno

 cambio

 libro

 corteccia



Il midollo è la parte centrale del tronco ed ha dimensioni variabili da 1mm a 1 cm

Il durame o massello è la parte inattiva del tronco successiva al midollo, di spessore

variabile a seconda dell’età della pianta. Essa è la parte più pregiata del tronco, è più

resistente all’attacco di funghi e insetti, ha colorazione scura ed è meno permeabile

L’alburno è la parte esterna al durame, è la parte attiva del tronco, che trasporta la

linfa e le sostanze nutritive. Essa è la parte più delicata del tronco, è meno resistente e

meno rigido

Il cambio è il tessuto di accrescimento del tronco. La parte di cambio rivolta verso

l’esterno tende a trasformarsi in alburno, quella verso l’esterno tende a trasformarsi

nei tessuti dello strato successivo, il libro

Il libro è la parte successiva al cambio, prima della corteccia, che ha la funzione di

distribuire la linfa trasformata dai processi di fotosintesi

La corteccia è il rivestimento esterno della pianta diviso in corteccia viva e corteccia

morta

Il legno, essendo un materiale naturale, è soggetto ad imperfezioni ed irregolarità

dovute a:

difetti insiti nella pianta

 anomalie generate durante la crescita

 anomalie dovute a particolari esposizioni climatiche

 attacchi di parassiti e funghi



Il legno può essere attaccato da sostanze fungene che si nutrono delle sostanze

presenti nel tronco. Queste possono provocare alterazioni sostanziali del tronco

compromettendone le proprietà meccaniche. Per evitare la formazione dei funghi

l’umidità va mantenuta sempre sotto il 15%

Il legno può essere attaccato da insetti che attaccano la pianta ancora viva o il legno

riotto in tavole. Questi insetti possono compromettere le caratteristiche estetiche e

meccaniche del materiale

Il comportamento deformativo e a rottura del legno dipende dalla struttura interna del

materiale, determinata dalle funzioni vitali svolte dalle cellule

Il legno è un materiale fortemente anisotropo, ovvero presenta proprietà e

caratteristiche fisico-meccaniche e di comportamento differente nelle tre direzioni:

1. longitudinale

2. radiale

3. tangenziale

Le proprietà meccaniche indicano la resistenza del legno sottoposto a trazione,

compressione, flessione. Questa resistenza varia a seconda della direzione degli sforzi:

direzione assiale se si genera lungo le fibre

 direzione radiale se si genera perpendicolare agli anelli annuali

 direzione tangenziale si si genera tangente agli anelli annuali



È stato provato che il legno è più resistente alla compressione in direzione assiale, è

più resistente alla trazione in direzione assiale ed è resistente alla flessione in 3 modi

differenti:

1. le fibre superiori della tavola si accorciano

2. le fibre inferiori della tavola si allungano

3. le fibre di mezzo della tavola si incurvano

Il legno è un materiale igroscopico. Ciò significa che il legno non è mai privo di acqua e

tende ad equilibrare la propria umidità con le condizioni termoigrometriche ambientali

Questo materiale è soggetto a rigonfiamenti e a ritiri a causa dell’umidità che possono

portare a variazioni dimensionali, deformazioni e fessurazioni, ed influire sul

comportamento meccanico

Le principali caratteristiche meccaniche del legno sono:

durezza

 resistenza a compressione

 resistenza a trazione

 resistenza a flessione



La durezza è la capacità di un materiale di resistere all’incisione da parte di un altro

materiale. Questa dipende dalla direzione di applicazione del taglio, faciale se

concorde con la direzione delle fibre, e dal peso specifico. Il valore della durezza

cresce con quello del peso specifico. Essa determina la lavorabilità del materiale in

quanto determina la resistenza che oppone il legno agli utensili da taglio

La resistenza a compressione varia a seconda della direzione di applicazione della

forza poiché il legno è un materiale anisotropo. Valori maggiori della resistenza a

compressione si hanno quando la forza di compressione è applicata nella direzione

delle fibre, valori minori della resistenza a compressione si hanno quando la forza di

compressione è applicata tangenzialmente agli anelli che formano il tronco

La resistenza a trazione è in genere 2-3 volte maggiore di quella a compressione

La resistenza a flessione ha un andamento intermedio rispetto alle due sollecitazioni

precedenti.

La densità è una delle principali caratteristiche fisiche dei legnami determinata dalla

struttura cellulare e dalla porosità. Essa è correlata alle proprietà meccaniche ed allo

stato di umidità del legno

L’umidità presente nel legno può essere definita:

umidità libera o acqua di imbibizione non influente sulle variazioni delle

 caratteristiche prestazionali

umidità o acqua di saturazione il cui valore influisce sulle proprietà fisiche e

 meccaniche.

In relazione alle variazioni dell’acqua di saturazione si verificano i fenomeni di ritiro. Il

fenomeno del ritiro si registra quando la riduzione del legno in tavole avviene prima

che venga raggiunto un equilibrio tra l’umidità presente nel legno ed ambiente

esterno. La stabilizzazione di tale equilibrio può richiedere circa 4 settimane a seconda

del legname. Se il legno viene tagliato prima le tavole tendono a diminuire di volume e

contraendosi danno origine a fenomeni di ritiro

La perdita di acqua ed il ritiro avviene in modo disuniforme nelle tre direzioni

caratteristiche della pianta:

1. tangenziale

2. radiale

3. longitudinale o assiale

Essi determinano il fenomeno dell’imbarcamento che conferisce alla tavola di legno

una forma arcuata seconda la direzione del ritiro: la parte più inflessa è quella più

lontana dal modulo

Le tensioni create da queste contrazioni sono cause di danni: deformazioni,

fessurazioni o rotture nei casi più gravi

Le norme europee definiscono per le varie classi di resistenza un contenuti di umidità

del 12% , in rapporto alle varie densità. Tale valore rappresenta un’umidità in

equilibrio con condizioni ambientali normali (temperatura di 20°C ed umidità relativa

del 65%)

Le sezioni trasversali delle travi in legno esposte all’umidità assorbono l’acqua lungo la

fibratura, che determina rigonfiamenti e ritiri

L’umidità agisce, inoltre, in concomitanza di altri fattori ambientali di natura:

fisicaa

 biologica



I fattori ambientali di natura fisica sono tutti quei fenomeni che impediscono la

crescita verticale del tronco e che causerebbero la deviazione della fibratura

I fattori ambientali di natura biologica sono anicali, funghi e batteria

Pertanto servono dei dispositivi di protezione adeguati per evitare l’alterazione degli

elementi in legno dovuta all’umidità

Le misure preventive per la protezione degli elementi in legno dagli agenti atmosferici

e fenomeni di umidità riguardano:

la conformazione dei giunti

 i profili di rivestimento esterno per l’allontanamento dell’acqua senza ristagno



Queste riguardano

una buona ventilazione per evitare il ristagno di umidità:

 - nelle zone dei sottotetti

- all’attacco a terra

- nell’intercapedine retrostante ad un rivestimento ligneo di facciata o di

copertura

- in ogni altra parte dell’edificio

la protezione con barriere al vapore dei pannelli pluristrato

 il trattamento delle superfici a legno a vista con:

 - vernici, pitture