Le fessure di delaminazione tra una lamella e l'altra possono compromettere la resistenza meccanica delle travi di legno lamellare?


alfredo conti, PR (Altro: pensionato): Quando sulle facce laterali di una trave in legno lamellare si presentano fessure di stacco tra una lamella e l'altra diventano un difetto oltre che estetico anche strutturale? esistono delle limitazioni da normativa?

ultimo aggiornamento 20.07.2007
Nr.: 242


Risposta

Spesso la superficie di travi in legno lamellare, anche se poste all’interno di un edificio, in modo più accentuato se direttamente esposte alla luce del sole per esempio per la presenza di un lucernario, può presentare fessure longitudinali: solitamente si tratta di fenomeni superficiali dovute ad una maggiore essiccazione dello strato più esterno della trave, ma che non riguarda invece l’intera sezione della trave, e quindi non devono destare preoccupazioni sulle conseguenze “strutturali” di queste fessure.

Il solo fatto che queste fessure siano più o meno concomitanti con le superfici incollate fra le lamelle non deve necessariamente indicare la presenza di un problema o di un difetto di produzione o strutturale. Il differente comportamento al ritiro o al rigonfiamento in caso di variazioni di umidità del legno - che non possono essere evitate nemmeno all'interno di edifici e in condizioni di produzione, montaggio e servizio ottimali - può portare infatti alla formazione di fessure sulle superfici laterali delle travi di lamellare. Per le medesime ragioni queste fessure possono apparire in prossimità - o addirittura in concomitanza - con le superfici incollate. Esse possono essere presenti  in numero elevato, senza per questo dover destare preoccupazione, a condizione che siano limitate nella ampiezza e nella profondità, cioè a condizioni che si tratti effettivamente di fessure da ritiro e che siano effettivamente superficiali. Fessure di ampiezza e numero importanze o addirittura sotto forma di apertura delle superfici incollate - corrispondenti cioè ad una fessurazione non del legno, ma dello strato molto sottile di colla o resina - sono invece sintomo chiaro di un problema più importante e possono anche mettere in discussione la capacità strutturale o lo stato generale dell'elemento di legno lamellare considerato.
Valutare “l’importanza” di fessure che si possono manifestare sulla superficie di una trave in legno lamellare non è possibile senza un’analisi diretta e accurata della situazione. Questa valutazione deve stabilire prima di tutto il tipo di fessure presenti e la loro causa; con questa base lo specialista competente può valutare l'eventuale presenza di un difetto strutturale. Perciò non ci è possibile dare delle indicazioni precise che possano servire da criterio di valutazione.
E’ però possibile fornire alcune indicazioni generali che possono aiutarLa a comprendere la natura e la eventuale gravità del problema nel caso concreto, in modo da eventualmente rivolgersi direttamente ad un esperto per una valutazione più approfondita del caso in esame.

La presenza di fessure di “delaminazione” (cioè in corrispondenza della linee di colla tra una lamella e l’altra ), solitamente è indice di un problema di base del prodotto “legno lamellare”, che può avere origine da una non corretta essiccazione delle lamelle che formano la trave, oppure da una composizione non razionale delle lamelle all’interno della trave, oppure da problemi di incollaggio.

Esistono normativa che fissano i requisiti minimi di produzione di una trave in legno lamellare: per esempio la normativa europea EN 386 impone di disporre le tavole tangenziali all’interno della trave con la curvatura degli anelli rivolta verso lo stesso lato. Nel caso di classe di servizio 3 (cioè di elementi posti all’esterno senza protezione) le tavole esterne devono avere il lato del midollo rivolto verso l’esterno: infatti le fessurazioni da ritiro si sviluppano sulla faccia opposta della tavola, dove la presenza dell’incollaggio funge da elemento di contrasto all’apertura di fessure e da presidio alla penetrazione di acqua. Infatti anche la presenza di lamelle poco stagionate determina la formazioni di fessure da ritiro interne, visibili in una sezione trasversale della trave ma non sulle superfici esterne. L’utilizzo invece di tavole con orientazione prevalentemente radiale e non stagionate determina invece fessurazioni da ritiro lungo i bordi e tra le lamelle.

In ogni caso è fondamentale la corretta stagionatura delle tavole che formano la trave. La stessa EN 386 prescrive che per legname non trattato, all’assemblaggio, l’umidità in ogni lamella deve essere compresa tra l’8% e il 15%. Inoltre l’intervallo di umidità delle lamelle in un elemento di legno lamellare non deve essere maggiore del 4%.

Se queste regole non sono rispettate si può andare incontro ad alcuni dei problemi illustrati nella figura a lato.

Esistono inoltre specifiche normative europee che fissano alcuni requisiti minimi per gli adesivi utilizzati nelle strutture portanti di legno, oltre a prove di efficacia e di resistenza dei giunti incollati. Tra queste prove esistono alcune procedure di controllo di produzione che comprendono anche prove di delaminazione: il parametro di controllo viene valutato come percentuale di fessurazione nel piano di incollaggio lungo le sezioni trasversali in seguito a cicli di invecchiamento accelerato. Si tratta di un'analisi da eseguire su campioni di piccole dimensione ed esclusivamente in laboratorio, che viene impiegata esclusivamente per valutare la qualità dell'incollatura del legno lamellare incollato durante le fasi di controllo di qualità della produzione.

In coda si riportano alcune delle principali normative europee di riferimento per il produttore sull’incollaggio delle travi in legno lamellare. Tutte queste norme disciplinano la qualità e le prestazioni del materiale "legno lamellare incollato"; nessuna dà indicazioni su come valutare un elemento di legno lamellare posato e in stato di servizio rispetto alla presenza di eventuali fessure (la cosa non sorprende, se si considera quanto esposto).

Alla luce di quanto esposto va comunque ribadito che una leggera fessurazione del legno può apparire anche in caso di variazioni dell'umidità del legno piuttosto ridotte, quali l'instaurarsi di un clima molto secco all'interno di una struttura riscaldata, o immediatamente dopo la prima messa in servizio dell'edificio in questione, dopo che durante le fasi di trasporto e montaggio il contenuto di umidità del legno ha potuto aumentare (clima esterno umido, esposizione temporanea alle intemperie, etc.). Questi casi, sebbene possano essere evitati con una lavorazione e con una esecuzione corrette, sono piuttosto frequenti e non pongono di regola nessun problema nemmeno dal punto di vista estetico, visto che nella maggior parte dei casi le fessure sono molto ridotte o diventano praticamente invisibili dopo un lasso di tempo di pochi mesi. 
Nel caso di travi direttamente esposte alle intemperie, invece, si può andare incontro a conseguenze ben più gravi, in quanto l’azione di essiccazione è seguita dall’ingresso diretto dell’acqua e dell’umidità attraverso le fessure che si sono formate, determinando localmente le condizioni ideali allo sviluppo di funghi (contenuto di acque superiore al 20%). Inoltre i successivi cicli di rigonfiamento e ritiro degli strati superficiali dovuti ai cicli di asciugatura e di essiccazione che subisce la trave, causano un’azione “meccanica” di degrado del materiale, con conseguenza di formazioni di fessure sempre più profonde. Questa azione inizialmente riguarda la superficie della trave, ma dopo un certo periodo comincia ad interessare gli strati più profondi, facilitando anche il contemporaneo attacco degli agenti biotici. Talvolta la “gravità” di questo stato di degrado non è direttamente apprezzabile dall’esterno, ma può essere “scoperta” solo in stato avanzato di immarcescenza della sezione della trave, con possibili conseguenze anche gravi sull’integrità degli elementi strutturali.

Situazioni così sfavorevoli si possono creare nel caso di una progettazione degli elementi strutturali posti all’esterno, in cui non si è tenuto conto della necessità di “protezione”, o attraverso trattamenti del materiale, oppure attraverso una protezione “costruttiva” basata sull’utilizzo di elementi di protezione (molto spesso elementi in legno di sacrificio) che consentano di evitare una esposizione diretta alle intemperie. In questi casi le fessure non sono sempre immediatamente riconoscibili sulla superficie della trave. Qualora le fessure fossero visibili, l'occhio esperto non faticherà a riconoscere la situazione anomala; inoltre con semplici misure del contenuto di umidità del legno è possibile stabilire un grado di umidità più elevato, rispetto alle condizioni climatiche vigenti, già qualche centimetro al di sotto della superficie. E’ importante, anche in questo caso, affidarsi alla valutazione diretta da parte di un esperto.

Normative di riferimento

EN 386:2003 Legno lamellare incollato- Requisiti prestazionali e requisiti minimi di produzione

EN 391:2001 Legno lamellare incollato - Prova di delaminazione delle superfici di incollaggio

EN 392 Legno lamellare incollato. Prova di resistenza a taglio delle superfici di incollaggio.

UNI EN 301:2006 Adesivi fenolici e amminoplastici per strutture portanti di legno - Classificazione e requisiti prestazionali

UNI EN 302-1:2005 Adesivi per strutture portanti di legno - Metodi di prova - Parte 1: Determinazione della resistenza del giunto al taglio a trazione longitudinale

UNI EN 302-2:2005 Adesivi per strutture portanti di legno - Metodi di prova - Parte 2: Determinazione della resistenza alla delaminazione

UNI EN 302-3:2005 Adesivi per strutture portanti di legno - Metodi di prova - Parte 3: Determinazione dell'effetto sulla resistenza a trazione trasversale dell'attacco acido alle fibre del legno, dovuto ai trattamenti ciclici di temperatura e di umidità

UNI EN 302-3:2006  Adesivi per strutture portanti di legno - Metodi di prova - Parte 3: Determinazione dell'effetto dell'attacco acido alle fibre del legno, dovuto ai trattamenti ciclici di temperature e di umidità, sulla resistenza alla trazione trasversale

UNI EN 302-4:1993 Adesivi per strutture portanti in legno. Metodi di prova. Determinazione dell'effetto del ritiro del legno sulla resistenza al taglio

Ing. Roberto Tomasi
Ing. Andrea Bernasconi

Varie composizioni di lamelle per la formazione del pacco: a) composizione razionale (tavole tangenziali, concavità di anelli verso l’alto tranne l’ultima tavola, stagionatura corretta); b) composizione poco razionale (tavole radiali e insufficiente stagionatura con fessurazioni profonde causate dal ritiro); c) composizione con tavole tangenziali poco stagionate (fessurazioni da ritiro sottili ed interne); d) composizione irrazionale con tavole tangenziali e radiali con insufficiente stagionatura (fessurazioni da ritiro al bordo e tra le lamelle); e) composizione irrazionale con tavole tangenziali e radiali con eccessiva essicazione delle tavole (tendenza al rigonfiamento periferico e scollamento interno)

a) azione ciclica diretta delle intemperie su una sezione di grandi dimensioni; b) degrado di una sezione di legno lamellare incollato esteso fino a oltre 30 cm di profondità e non visibile all’esterno


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