Riassunto esame Tecnologie e Sistemi di Lavorazione del Legno, prof. Fioravanti

ANIDRO.

del 12%.

Massa volumica normale: Massa 12% / Volume 12%

Densità basale: Manidro / Vfresco 3

 SPECIE LEGGERE: <500 Kg/m (tante conifere, alcune latifoglie)

3

 SPECIE MEDIAMENTE PESANTI: >500-800< Kg/m (legni che ancora galleggiano)

3

 SPECIE MOLTO PESANTI: >850 Kg/m (legni che non galleggiano più)

3

Densità parete cellulare: costante in tutte le specie legnose (1,5 g/cm ).

Il volume del legno è chiamato APPARENTE perché in parte è costituito dalla parete cellulare e in

POROSITA’

parte da spazi vuoti. Quello che cambia fra specie e specie è quindi la (rapporto tra

pareti e lumi cellulari). 2

δ = F/A

Tensione: (forza / area applicata) [N/mm ]

ε Δl/L

= (variazione della lunghezza / dimensione originale) 2

δ/ε

Modulo elastico: E = (tensione / deformazione) [N/mm ]

F deformazione

Reversibilità: se io applico una forza e poi la tolgo, il corpo si deforma e poi ritorna allo stato

iniziale.

La resistenza a trazione nel legno è circa doppia della resistenza a compressione.

Limite di proporzionalità: punto dopo il quale il legno entra nel campo plastico; per un piccolo

incremento di carico ho un grande incremento di deformazione; la fase plastica è talmente breve

che possiamo considerare il legno come un materiale FRAGILE.

L’albero tende a produrre un legno resistente ai carichi lungo l’asse longitudinale: è per questo

che la resistenza trasversale del legno è 10 volte più debole di quella longitudinale.

Modulo di resistenza: dipende dalla forma tubolare del legno.

Il legno più è umido e più perde resistenza (fino al 50%).

sollecitazione (%)

100 tempo (min) [scala logaritmica]

5

Il legno è un materiale che si esalta se viene sollecitato da un carico dinamico. Più aumenta il

tempo della sollecitazione, minore sarà la resistenza del legno.

Tempo breve di resistenza: tutte le sollecitazioni di durata inferiore a 6 mesi.

Comportamento viscoelastico silente: il legno nel tempo si deforma fino a rompersi, pur

mantenendo il carico costante.

Quando il legno è sotto carico, se cambio il valore di umidità la variazione dei comportamenti sarà

accentuata. Questo comportamento è chiamato MECCANO-SORBITIVO.

Tecnologie e Sistemi di Lavorazione

- Lezione del 23/03/2016 -

Dopo una sollecitazione prolungata, se togliamo il carico abbiamo un recupero immediato della

deformazione, che è uguale alla reazione che abbiamo quando applichiamo il carico. La parte di

deformazione reversibile viene chiamata DEFORMAZIONE ELASTICA.

Cicli di carico ripetuti:

1 2 3

Con il ripetersi dei carichi, si ha una RESISTENZA A FATICA, ovvero un accumulo progressivo di

deformazione. all’utilizzo che vogliamo farne.

La qualità del legno la definiamo, in maniera non univoca, in base

DIFETTI DEL LEGNO se ce n’è poco, si ha una minore resistenza del legno.

Estensione della quantità di durame:

Nodo: parte mozzata di un ramo secco, si crea in base al diverso orientamento delle fibre in quel

punto. parte indebolita

Cipollatura: si manifesta durante la fase di essiccazione, colpisce molto il legno di castagno e il

legno di abete bianco.

IMPIEGHI STRUTTURALI DEL LEGNO

Processo di classificazione:

 Il progettista per il dimensionamento della struttura necessita di conoscere con certezza le

caratteristiche di resistenza del legno da impiegare;

 Classificazione per usi strutturali dl legname di aree geografiche omogenee secondo

normative europee;

 Il legno classificato è suddiviso in categorie delle quali si conoscono i valori di resistenza,

elasticità e densità.

Categorie di legname (UNI EN 518, UNI 8198): analizzare le singole tavole e raggrupparle per

omogeneità di numero di difetto. Vengono indicate con una sigla, ad esempio S13.

Classi di resistenza (UNI EN 338): per ogni categoria rompo alcuni pezzi determinando la

resistenza meccanica. Viene scelto il valore del 5° percentile delle misurazioni, e vengono indicate

con una sigla, ad esempio C18.

ORGANISMI XILOFAGI (che attaccano il legno)

Funghi: organismi ultramicroscopici che attaccano il legno per nutrirsi. Si parte da un leggero

cambiamento di colore, fino ad una perdita totale di consistenza. Una riduzione di massa dell’1%

causa una riduzione della resistenza meccanica del 40%, per questo i funghi sono molto pericolosi

per il legno. La spora porta in se tutta la capacità di produrre un nuovo organismo, ma può

sfruttarla solo in condizioni particolari, che trova appunto all’interno del legno: l’umidità di esso

deve essere compresa tra il 20% e il 40%. L’ifa attacca chimicamente il legno per nutrirsene.

L’ultima fase è la formazione del corpo fruttifero, che noi vediamo sotto la forma del tradizionale

fungo. I trattamenti con arsenico sono sicuri ed impediscono al fungo di attaccarsi al legno.

Insetti: comunemente sono chiamati tarli del legno. La fase larvale dell’insetto è quella

pericolosa perché la larva si ciba del legno per crescere. Hanno un comportamento lucifogo,

ovvero evitano la luce: appena raggiungono la superficie del legno non escono ma tornano dentro

scavando nuove gallerie. Una volta diventata insetto, la larva scava per uscire: i fori che vediamo

sul legno sono quelli da cui è uscito l’insetto. La quantità di fori esterni non ci dice quanto sia il

degrado interno del legno, in quanto la fase larvale è molto più lungo della reale vita dell’insetto.

Questi insetti possono attaccare il legno con qualsiasi umidità, e si cibano esclusivamente

dell’alburno.

Tecnologie e Sistemi di Lavorazione

- Lezione del 04/04/2016 -

Comportamento acustico del legno: il legno può essere usato sia per produrre sia per

suono. Il suono è caratterizzato da un’onda sonora che si ripete ad una certa frequenza

assorbire

in un’unità di tempo. La propagazione del suono avviene sotto forma di onde trasportate dall’aria.

Altro parametro importante è lo smorzamento. Mentre l’elasticità del legno accompagna il suono,

la sua viscosità lo smorzerà creando un equilibrio.

√E/P

V = densità

velocità di modulo

propagazione elastico

del suono

 L = 3500-5000 m/s (direzione longitudinale)

 T = 1000-1500 m/s (direzione trasversale)

I legni utilizzati nel settore acustico sono fortemente anisotropi.

LEGNO DA STRUMENTO MUSICALE Ponticello (trasmette la

vibrazione delle corde)

cassa di

risonanza

Le casse armoniche sono principalmente realizzate con legni di bassa massa volumica.

La regione amorfa della microfibrilla tende a smorzare, mentre la cellulosa tende a trasportare il

suono. Quanto più aumenta l’umidità del legno, tanto più è favorito lo smorzamento.

Assorbimento acustico del legno: smorzare il legno per smorzare o guidare il suono. Anche la

contribuisce a smorzare l’onda sonora, costruenti compositi con strati di

forma, oltre lo spazio,

diverse densità: un salto brusco di densità provoca un forte abbassamento del suono. I pannelli

non sono lisci, ma presentano trattamenti: l’onda sonora non riesce ad uscire

fonoassorbenti

attraverso i fori.

Relazione tra legno e calore: il legno ha un basso coefficiente di calore che viaggia al suo

interno, come un basso coefficiente di trasmissione dello stesso calore e di dilatazione.

COMBUSTIONE DEL LEGNO

 1° FASE: raggiungere temperature critiche per far si che si brucino i polimeri che

costituiscono il legno. Questa cosa non avviene sotto i 180° circa: se il legno è umido

questa fase si prolunga molto.

 2° FASE: distruzione delle componenti, la temperatura sale raggiungendo i 500°: in questa

fase anche la lignina brucia.

 3° FASE: ad una temperatura di 800-850° di combustione si brucia completamente

arrivando al dissolvimento del materiale.

Queste fasi determinano la differenza di comportamento in caso di incendio tra legno e metallo:

mentre i metalli sono soggetti a snervamento, il legno brucia più lentamente non permettendo alle

di raggiungere l’interno e continuando a contribuire alla

temperature critiche staticità della trave

prima del crollo. d’innesco della fiamma:

Resistenza al tempo il legno si presta ad essere trattato con sostanze

pronte a reagire: il trattamento con sale di ammonio in caso di incendio si trasforma in

ammoniaca che riduce il contenuto di ossigeno, bloccando o rallentando la propagazione

dell’incendio.

Legno modificato: legno con trattamenti chimici o fisici.

I trattamenti chimici possono essere effettuati con modalità diverse:

prodotti inseriti all’interno della parete cellulare senza

A3: intaccarla: il legno risulta molto

meno sensibile alle variazioni di umidità a breve termine. È un trattamento difficilmente reversibile.

A1: prodotto legato alla parete, che va a modificare ala struttura della parete cellulare

legandosi con essa.

A2: è una via di mezzo tra A1 e A3 (di minore interesse).

Legno acetilizzato:

1. ANIDRIDE ACETICA: più è alta la quantità, più è alto il grado di sostituzione, meno il legno

sarà igroscopico fino ad azzerarlo;

il risultato è un prodotto che non impatta sull’ambiente

2. REAZIONE DI SOSTITUZIONE:

perché aggiungo un prodotto che il legno già contiene;

3. RADICALE NON IGROSCOPICO.

Il legno si equilibra a valori più bassi di umidità diminuendo la dilatazione di volume del legno,

l’attacco dei poiché l’umidità è scarsa. Questo trattamento non è efficace

evitando inoltre funghi

per gli insetti. l’acido acetico (CH

Effetto collaterale: COOH) è un problema, poiché è capace di rompere i

3

legami che tengono insieme la cellulosa perdendo circa il 20% della sua resistenza meccanica.

Trattamento termico: produce un cambiamento permanente nel colore del legno. Questo

trattamento funziona tramite il principio di differenza di temperatura a cui rispondono i polimeri del

legno. L’obiettivo è una termolisi (dissolvimento termico della cellulosa che si ottiene con

l’innalzamento della temperatura). La densità del legno diminuisce, si perde fino al 25% di massa,

cercando poi un equilibrio tra costo e miglioria del trattamento.

Processo Plato: viene fatto durante la normale essiccazione. Viene applicato nel legno

contenente tanta acqua, ad un certo punto durante il processo si espone il legno ad una

temperatura compresa tra 150 e 180° con effetto di termolisi, continuando poi l’essiccazione e

successivamente ottenendo un comportamento a