OPERE IN LEGNO LAMELLARE Descrizione Fanno parte di questa tipologia d opere tutti quei manufatti, per lo più di tipo strutturale, che utilizzano materiali derivati dalla riduzione del tronco in tavole, listelli o matite di più piccola dimensione e dalla loro successiva ricomposizione, tramite incollaggio. I nuovi materiali possiedono prestazioni assai differenti rispetto a quello originario e servono per la realizzazione d elementi di prevalente forma parallelepipeda con una dimensione fortemente preponderante rispetto alle altre e funzione quasi esclusivamente strutturale. Tramite il legno ricomposto o ricostruito, si possono evitare tutta una serie di limiti d impiego che caratterizzano il legno naturale massiccio. Se quest ultimo mantiene il pregio della naturalezza e quindi dell originalità di ogni pezzo, il primo possiede le caratteristiche d uniformità e di costanza della qualità tipiche di un prodotto industriale. La demolizione ed il riassemblaggio di parti minute del tronco tende ad ovviare a quelle che sono le caratteristiche di: limitata disponibilità dimensionale degli elementi naturali scarsa affidabilità, causa la disomogeneità del tronco, e quindi limitati valori dei carichi di sicurezza che si possono assumere ai fini dei calcoli instabilità morfologico-dimensionale causata principalmente da variazioni di umidità. Mentre il legno massiccio, infatti, caratterizzato da accentuate dispersioni meccaniche, rientra difficilmente negli attuali paradigmi di calcolo, il legno lamellare invece riesce ad utilizzare facilmente i modelli utilizzati per dimensionare e verificare opere realizzate con materiali più omogenei come l acciaio. La tecnica del legno lamellare ha dato vita a diversi prodotti, di seguito elencati: legno lamellare incollato: capostipite sperimentato ampiamente affidabile luci elevate prodotto con legno di abete o robinia si basa sul principio della sovrapposizione e compensazione delle lamelle che lo formano tramite incollaggio a pressione; legno lamellare incollato e armato: buon grado di prefeabbricazione travetti formati da una suola in legno lamellare e da un traliccio o un profilo in acciaio, solidarizzato al legno con resine epossidiche o a secco con viti 47 Legno lamellare incollato Legno lamellare incollato e armato
getto integrativo superiore in calcestruzzo armato che fornisce maggiore massa e rigidità alla struttura e collabora, tramite l armatura metallica, con il legno legno lamellare incollato e precompresso: precompressione attraverso cavi metallici interni o esterni sistema adottato per la realizzazione di grigliati ortotropi (capaci di formare una specie di piastra in grado di distribuire i carichi sulle strutture in maniera uguale sui suoi lati) legno lamellare incollato e rinforzato: inserzione tra le lamelle di reti in fibra ad altissima resistenza microlamellare (microlam): lamelle molto sottili caratteristiche meccaniche superiori in termini di resistenza meccanica e di rigidezza riduzione problema frecce legname a listelli paralleli (parallam): prodotto utilizzando specie legnose con approvvigionamenti più facili rispetto a quelle utilizzate per il legno lamellare convenzionale le lamelle non sono0 delle assi, ma delle specie di matite, delle strisce di pochi millimetri solidarizzate attraverso un tipo di pressaggio combinato con fasci di microonde che polimerizzano la colla non realizza morfologie curve Legno lamellare incollato e precompresso Legno lamellare incollato e rinforzato Microlamellare Legname a listelli paralleli 48
Requisiti e prestazioni Nella tabella seguente sono riportate: la lista dei requisiti richiesti alle opere in legno le effettive prestazioni fornite comunemente dagli elementi posti in opera nei cantieri odierni 49
Materiali e principi costitutivi Nella produzione del legno lamellare la sovrapposizione delle lamelle avviene in maniera casuale in modo che: il materiale ricostruito raggiunga un certo grado di omogeneità il fenomeno deformativo delle singole lamelle si controlli reciprocamente. Provenendo da parti diverse del tronco, le tavole che formano le lamelle sono, infatti, soggette ognuna ad una propria particolare deformazione e provocano quindi all interno della trave stati di coazione differenti che si compensano a vicenda. Ne consegue una maggiore affidabilità del prodotto, anche per il fatto che le tavole impiegate sono soggette ad un preventivo controllo di qualità che ne elimina gli eventuali macrodifetti. Un altro principio costitutivo di fondamentale rilevanza è quello della disponibilità dimensionale pressoché illimitata degli elementi prodotti. Disponibilità che risulta condizionata solamente del trasporto e dalla potenzialità dei macchinari di produzione (più che altro le grandi pialle per la rifinitura dopo le operazioni di pressaggio). La possibilità di curvare grossi profili strutturali senza peggiorarne le prestazioni è un altra prerogativa che non si presenta con il legno massiccio oltre alla notevole economicità della materia prima. La tecnologia della lamellazione si fonda essenzialmente su due principi: l intestazione delle tavole tramite un particolare giunto che aumenta la superficie di contatto e quindi l area di incollaggio l unione incollata a pressione delle lamelle sovrapposte. Il legno lamellare è stato ideato e introdotto quando le colle disponibili hanno consentito un unione sufficientemente tenace, duratura e resistente all umidità contenuta nelle lamelle. Le due colle maggiormente impiegate sono di seguito descritte: la resorcina: è la più adatta e diffusa, in quanto insensibile all umidità dopo l incollaggio e neutra rispetto agli agenti chimici. Presenta un ottima resistenza al fuoco, ma presenta un costo più elevato ed una piallatura delle lamelle più accurata. le colle all urea formolo: si dimostrano più adatte ai manufatti destinati all interno perché mal sopportano le escursioni climatiche e le intemperie e temono le alte temperature. Altro tratto distintivo del legno lamellare sono i principi di prefabbricazione ed industrializzazione che stanno alla base della tecnica: produzione e controllo di qualità in ambiente protetto, lo stabilimento produzione in serie preassemblaggio eventuale in stabilimento anticipazione di lavorazioni secondarie dal cantiere allo stabilimento tolleranze ridotte di montaggio. 50 Tipi di colle
Criteri di produzione Controlli e processi preliminari sulle tavole Le tavole che costituiranno le lamelle dei profili in legno lamellare vengono prodotte in apposite segherie collegate con lo stabilimento di produzione o fornite da ditte esterne. Sono stoccate su grandi piazzali, per un minimo di stagionatura e una volta entrate nello stabilimento subiranno: una prima trasformazione che le porterà, tramite grandi forni, al grado ottimale di umidità del 10/14%, necessario per un corretto incollaggio e per limitare fenomeni deformativi controllo elettronico dimensionale e di umidità delle singole tavole piallatura accurata delle facce più grandi delle tavole controllo di spessori (larghezza massima 20/22 cm) controllo visivo imperfezioni (nodi che tendono a staccarsi, imbarcamenti, svergolamenti, cipollature ) Giunto a minidita ed intestazione La fase successiva consiste nella creazione del giunto a minidita o a pettine tramite taglio/fresatura, in tutte le teste delle tavole. Il giunto è di tipo a dentatura autoserrante e una volta cosparso di colla collega le tavole di testa a pressione. Taglio delle lamelle Una macchina a controllo numerico taglia poi questa unica lamella in pezzi della lunghezza appropriata all elemento che si sta realizzando, stabilendo inoltre dimensioni tali da rispettare il corretto sfalsamento dei giunti delle lamelle. Le singole lamelle vengono poi accatastate in uno spazio di stoccaggio in cui il giunto a minidita si consolida. Incollaggio e pressatura Dapprima le lamelle, poste su di un nastro trasportatore, vengono cosparse di colla sulle facce più grandi con un velo continuo a pioggia e poi impacchettate per essere disposte su grandi banchi di pressaggio (i banchi hanno la forma rettilinea o curva a se onda della forma che richiede il profilo). Con un avvitatore elettrico e appositi martinetti meccanici si imprime una pressione tale da obbligare le lamelle cosparse di colla ad unirsi. Controlli e processi preliminari Giunto a minidita ed intestazione Taglio delle lamelle Incollaggio e pressatura 51
Piallatura Dopo circa 24 ore gli elementi vengono tolti dal banco di pressaggio e avviati alla piallatura finale per una perfetta profilatura. La piallatura serve a levigare la superficie, eliminando tutte le sbavature della colla e le eventuali altre imperfezioni. Tassellatura e rifilatura Con un apposita fresatrice circolare si tolgono i nodi in vista e li si sostituisce con dischetti di legno fissati con colla. Si passa poi al taglio dell elemento portandolo alla sua forma definitiva. Trattamenti superficiali Si procede infine all impregnazione e pigmentazione con impregnanti e vernici di tipo protettivo (antimuffa, fungicida, antiparassitario, antiraggi UV, idrorepellente) e/o coloranti, queste ultime scelte fra quelle che riproducono le diverse essenze più richieste, che sono in genere: noce chiaro e noce scuro abete rosso pino castagno. Lavorazioni complementari E possibile attuare anche un ultima lavorazione che consiste nell apporre o eseguire già in stabilimento diversi tipi di apparati metallici e di forometrie per il fissaggio degli elementi rendendo più veloci e semplici le operazioni di assemblaggio in cantiere. Piallatura Tasselatura e rifilatura Trattamenti superficiali Lavorazioni complementari 52
Figura 1:Processo di produzione 53
Forma e dimensioni I profili in legno lamellare incollato sono comunemente commercializzati con spigoli leggermente smussati (larghezza standard dello smusso 3 o 4 mm) per questioni estetiche e di sicurezza. Le sezioni sono rettangolari, fortemente allungate in altezza e quindi caratterizzate da un elevato momento d inerzia. Le misure massime di produzione sono per la maggior parte delle aziende 20/22 cm di larghezza per 200/240 cm d altezza della sezione. La larghezza contenuta delle lamelle dipende sia da ragioni tecnico economiche, sia da ragioni fisiche: tavole di larghezza maggiore inizierebbero a presentare autotensioni significative. Figura 2:Esempio di produzione di profili in legno lamellare incollato (da documentazione tecnica commerciale) Il rapporto tra altezza e base della sezione deve essere < 10 (per evitare travi troppo snelle). Sono stati introdotti recentemente sul mercato italiano anche profili strutturali in legno con sezione tonda e con sezione a doppio T : nel 54
secondo caso le ali sono in lamellare o microlammelare; l anima può invece essere realizzata con diverse tecnologie: tavole incrociate, pannelli di compensato, di truciolare, di PSL. 55