Durabilità e degrado del legno

Durabilità e degrado del legno Bernhard ElsenerDegrado die materiali non-metallici Università di Cagliari AA 2005/2006

Durabilità e degrado del legno


Durabilità e degrado del legno

Bernhard ElsenerProfessore di Scienza dei Materiali

Dipartimento di Chimica Inorganica ed AnaliticaUniversità degli Studi di Cagliari

http://dipcia.unica.it/superf/Email: [email protected]


1 Legno come materiale di costruzione

Produzione mondiale di materiali di costruzione (1980)

- Acciaio 0.8 Mia t/a- Alluminio 0.02 Mia t/a- Polimeri 0.09 Mia /a- Legno 3.0 Mia t/a (50% legno d’opera)

- Riserve di legno 3 Mia m3



Bosco nei tropici del America del sud



Percentuale di costruzione in legno

- USA 90 - 94%- Canada 5 - 85%- Scandinavia 80 - 85%- Austria 15%- Germania 6 - 7%

- 50% del legno viene utilizzato in costruzione di edifici


1 Esempi di costruzioni in legno

Abitazione nelle montagne svizzere (70 anni)



Tetto della fiera a Hannover (Germania)



Ponte moderno (Expo Svizzera 2002)



Abitazione moderna (Svizzera, 2001)


2 Composizione e struttura del legno

Composizione chimica(legno è un materiale composto di macromolecole)

- Cellulose 40 - 60 %- Emicellulosa 6 - 27 %- Lignina 18 - 40 % (conifere meno lignina)- Altre sostanze 0.3 - 10 % (organiche ed inorganiche)

Composizione elementare- carbonio 48 - 52 %- Ossigeno 41 - 45 %- idrogeno 6 - 7 %



Sostanze estrattivi

Composti come terpeni, feoli e derivati, tannini, carboidrati, composti azotati, acidi grassi e steroidi.

- particolare odore o profumo, sapore, colore- modificano proprietà fisiche (ritiro, permeabilità, .)- difficoltà di verniciature, corrosività el legno- miglioramento della durabilità (maggiore resistenza ad attacco di insetti e funghi)- possibilità di sfruttamento industriale (colori, ..)



Alerce1500 anni

Argentina del sud

Resistnetissima agli attacchidei funghi



Legno tardivoAnelli

Legno giovanile

Legno di cuore

Alburno



Microstruttura del legno

Conifero (pino) Latifoglia(legno di pioppo)

Zona tardiva (più densa), zona primaticcia (parete sottili, tracheidi ampie grossi vasi).



Microstruttura del legno

Conifero (più anziano) Latifoglia(più differenziato)



Microstruttura del legno (conifero)A: Zona tardiva B: zona primaticciaC: tracheidi dei raggi D: parenchimaE: canali resiniferi



Microstruttura del legno (latifoglia)A: Zona tardiva B: zona primaticciaC: raggi parenchimaticiD: vasiE: parenchima assiale



Maturazione del legno

Legno giovane

Legno maturo

Legno di cuore

alburno



Fibre di legno



Elementi strutturali1 Vasi (anullare)2 Vasi 3 Fibre di legno

4 Tracheide (giovanile)5 Tracheide (maturo)

6 Raggio di legno7 Raggio di legno


2 Proprietà del legno

Proprietà meccaniche molto buone...



...se utilizzato bene



Il legno è ortotropico

L in direzione delle fibreT tangenzialeR radiale



Carico di rottura del legno (12 % umidità)

Legnocompressione flessioneassiale trasverale

Abeti 380 720Larice 500 930Pini 440 950Castagno 500 1100Faggio 520 1100Pioppi 340 600Quercia 580 1100



Modulo di Elsticità del legno (12 % umidità)

Legnotangenziale radialefibre

Coniferi 1 1.7 20Latifoglia 1 1.7 13

Simile per la resistenza meccanicaed il riganfiamento


3 Legno e umidità

Aumento del volume con l’umidità


3 Legno e umidità

Deformazione del legno con l’umidità


4 Durabilità del legno

Attacco tramite funghi

Dal colore del residua si parla di carie bianco (attaccco dellaLignina) o di carie bruna (attacco della cellulose)



Attacco tramite funghiCondizioni favorevoli sono- temperatura ne troppo bassa ne troppo alta (5 - 30 °C)- umidità tra 15 e 30%

Per evitare- essicazzione e stagionatura (ridurre l’umidità)- taglio degli alberi solo in inverno (circolazione ormoni)- importanza degli estrattivi

Legno molto durevole- rovere, larice, teak



Decomposizione del legno

Carie bruna (attacco della cellulosa)



Problemi utilizzando il legno

Deformazione , formazione di fissureDegrado tramite funghi (umidità > 20%)

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