BETONSTONE meccaniche

CARATTERISTICHE MECCANICHE DELLE TAVOLE EDILI IN LEGNO CEMENTO

Tabella 8. Caratteristiche di forza secondo gli Standard internazionali

Denominazione Standard Unità Valore

Densità

Forza di flessione

Moduli di elasticità a flessione

Forza trasversale di tensione

Rigonfiamento di spessore, dopo 24 ore

Forza trasversale di tensione dopo test ciclici

Rigonfiamento di spessore dopo test ciclici

Tabella 8. Caratteristiche di forza secondo gli Standard internazionali

3.2.1 Caratteristiche generali di forza delle tavole edili BetonWood®

Onde limitare pressioni, dovrebbero essere adottate le specifiche misure MSZ 15025/1989 come guida di riferimento per la progettazione di strutture edili e con la supervisione dell’ “Institut Fur Bautechnik, Berlin”.

Figura 17. Correlazione di forza di flessione con moduli di elasticità nella flessione per tavole edili BetonWood®

Applicazione di forza di flessione per carico perpendicolare di tavole piane: 1,8 N/mm(q)
Applicazione di forza di tensione in tavole piane: 0,8 N/mm(q)
Applicazione di forza di compressione in tavole piane: 2,5 N/mm(q)
Moduli di elasticità nella flessione per obiettive previsioni: 2000 N/mm(q)

Esiste in maniera approssimativa una lineare correlazione tra la forza di flessione e i moduli di elasticità nelle tavole di flessione edili BetonWood®. Tutto ciò viene mostrato nella figura 17.

3.2.11 Forza di deformazione delle tavole edili BetonWood®

Esemplari di sezioni trasversali uniformi, ma con lunghezza differenza usata nei test. Figura 18. mostra i diversi rapporti di esiguità e il corrispondente valore essenziale di forza.

Figura 18. Valore essenziale in funzione di esiguità della tavola BetonWood®.

Nel caso della tavola BetonWood®, la deformazione avviene normalmente su tavole larghe invece che su verghe. La forza di deformazione della tavola può essere fissata attraverso un calcolo piuttosto semplice e con una sufficiente precisione.

3.212 Condotta del cemento unito al truciolato sotto l’influenza di carico termico

Per quanto riguarda l’eccellenza di strumenti idonei per la caratterizzazione di materiali strutturali, la curva termodinamica si ottiene tracciando la deformazione in funzione di tempo.

Figura 19. mostra la deformazione specifica nei singoli valori di temperatura e due livelli di tensione.

Figura 19. curva termodinamica della tavola BetonWood®.

1. curva corrispondente al 35% della forza di flessione;

i.e. tensione nominale §1 = 3,79 MPa

2. curva corrispondente al 70% della forza di flessione;

i.e. tensione nominale §2 = 7,59 MPa

I test indicano che:

La curva termodinamica può essere considerata lineare fino a 120 C° di temperatura;
La sezione rettilinea corrispondente alla funzione nominale massima, è ripida, dovuta al significativo effetto di temperatura nella parte non lineare del diagramma di curvatura;
Per funzioni nominali superiori e partendo da una temperatura di 100 C°, un crescente numero di test campione non hanno superato il test di carico mentre ad una temperatura di 140 C° tutti i campioni sono stati negativi in quanto non hanno superato la prova.
A partire da una temperatura di 120 C° - per entrambi i livelli di tensione – si verifica un improvviso incremento della deformazione specifica. Ciò fa risultare quindi che il limite massimo di carico termico delle tavole edili BetonWood® è di 120 C°.

3.213 Effetto del contenuto di umidità sui valori di forza

I numerosi valori di forza del cemento unito al truciolato sono correlati con il contenuto di umidità prevalente ad una funzione di tempo. Figura 20. mostra chiaramente questo rapporto.

Forza di compressione

Forza di tensione

Forza di flessione

Forza trasversale parallela al livello della tavola

Forza trasversale perpendicolare al livello della tavola

Forza di impatto e di rottura

Figura 20. cambiamento nelle caratteristiche di forza in funzione del contenuto di umidità.

Si può affermare che la forza di compressione e la forza di flessione diminuiscono considerevolmente, a causa di un aumento del contenuto di umidità.

La flessione, la forza trasversale e la forza di rottura e d’impatto cambiano leggermente sotto l’influenza del contenuto di umidità. La forza di rottura e d’impatto, a differenza di altre priorità di forza, salgono lievemente a causa di un aumento del contenuto di umidità. Ovviamente, tutto ciò risulta dal fatto che i fori sono riempiti con acqua fino a un incremento di livello.

3.214 Incrudimento delle tavole edili BetonWood® dovuto alla forza di flessione

Svolge un ruolo significativo il cambiamento di particolari caratteristiche per le strutture che sostengono il carico, disegnate per una consistente durata.

Come risultato della composizione macromolecolare del legno, alcune caratteristiche meccaniche subiscono cambiamenti anche se le priorità fisiche e di carico rimangono invariate, nonostante dovrebbero essere considerate nella progettazione di strutture edili.

La studio di rehology ha a che fare con le tensioni e le deformazioni causate dal carico in funzione di tempo.

Secondo i risultati dei test, la figura 21 mostra il cambiamento nella piegatura in funzione di coefficiente, di carico e di tempo.

Yo = iniziale curvatura elastica all’uniforme 1/H

Y = curvatura al tempo T

T = tempo

§ = coefficiente di carico

Figura 21. Cambiamento nella piegatura delle tavole edili BetonWood® in funzione di coefficiente, di carico e di tempo.

I test dimostrano che le deformazioni iniziali elastiche sono largamente propizie per il cemento unito al truciolato rispetto al truciolato stesso. E’ principalmente dovuto alla elevata rigidità di curvatura. La curvatura iniziale elastica delle tavole edili BetonWood® è di circa 1/5 rispetto ai valori ottenuti da truciolati di industrie mobiliari.

Il livello di crescita è caratterizzato principalmente dal fattore di moltiplicazione a, il quale dipende dal tempo di carico e quando questo viene moltiplicato per Yo produce l’effettiva deformazione corrispondente al tempo di carico t. Sebbene i valori a del cemento unito al truciolato sono normalmente 2-4 volte superiori rispetto a quelli ottenuti da truciolati standard, se il tempo di carico supera 1 anno, le effettive deformazioni saranno, in modo significativo, più basse.

La crescita del cemento unito al truciolato si basa su tre principali fasi:

Fase I: in questa fase iniziale la deformazione si verifica ad un tasso più elevato con una durata di 3-5 giorni /in media100 ore/.

Fase II: il tasso di deformazione diventa costante, le deformazioni mostrano un aumento lineare in funzione di tempo e dura per 3-5 anni

Fase III: la crescita si fermerà o rallenterà fino a raggiungere un livello il quale è trascurabile.

3.215 Condizioni di equilibrio per il carico delle tavole edili BetonWood®

q = carico distribuito in maniera uniforme (kn/m(q))

l = larghezza (cm)

f = curvatura (mm)

Figura 22. rapporto tra lo spessore della tavola, larghezza, carico di distribuzione e curvatura.

Figura 22. mostra il rapporto tra il carico, la larghezza, lo spessore della tavola e la curvatura delle tavole edili BetonWood® posizionate su due sostegni

Figura 23. schema di carico per tre fasce di sostegno.

Q = carico distribuito in maniera uniforme (kn/m(q))

L = larghezza (cm)

Spessore in mm

carico distribuito in maniera uniforme

larghezza (cm).

Tabella 9. La larghezza richiesta per la tavola posizionata su tre sostegni in funzione di spessore della tavola e carico distribuito. Lo schema di carico è mostrato nella figura 23.

3.22 Fissaggio di chiodi sul cemento unito al truciolare

Nella figura 24 viene mostrato il disegno schematico di test di chiodi.

Figura 24. Disegno schematico di fissaggio di chiodi e viti.

Chiodi usati nei test: 30 x 3 mm. Livello di pre – foratura: 0,8 Dsz.

Sp. (mm)

metodo di test

A (perpendicolare al livello della tavola)

B (parallelo al livello della tavola)

Tabella 10. valori di fissaggio di chiodi su tavole edili BetonWood®

3.23 Fissaggio di viti sul cemento unito al truciolato

Il fissaggio di viti è considerevolmente effettuato attraverso il disegno di viti usati per il test. Il disegno schematico del test di montaggio di viti viene mostrato nella figura 24.

Livello di pre – foratura: 0,8 dcs.

Spessore della tavola (mm)

Metodo di test

A (perpendicolare al livello della tavola)

B (parallelo al livello della tavola)

Tabella 11. Risultati dei test effettuati con viti 40x4 mm in conformità con i requisiti DIN 96.

3.24 Resistenza ai funghi e insetti delle tavole edili BetonWood®

I test per la resistenza ai funghi ed insetti sono stati condotti nel 1976 tramite i metodi del Dipartimento di Protezione Forestale presso l’Università dell’Industria forestale e del legno.

I test delle tavole per la resistenza alla muffa sono stati portati avanti con gli specifici Standard MSZ 8888/9-69.

I test per la resistenza contro i funghi che decompongono il legno, sono stati condotti in conformità con gli specifici Standard ME’MSZ 50 373. Le colture di Coniphora cerebella, Poria vaporaria e Trametes versicolor, sono i funghi più dannosi per le strutture edili, e sono stati usati nei seguenti test:

nessun tipo di fungo ha danneggiato le tavole edili BetonWood®, quindi, è stato provato che il cemento unito al truciolato è “resistente al fungo”. Queste ricerche sono state confermate attraverso i test effettuati dalla Compagnia Mutui Lumber, Tokyo.

E’ stato provato tramite i test, effettuati nei diversi istituti europei, che le termiti non attaccano le tavole edili BetonWood® perfino nella fase di fame. \BAM, Bundesanstalt Fur Materialprufung, Berlino, test N°. 5.1 \4403,1985\.

La resistenza agli insetti delle tavole edili BetonWood® sono state confermate inoltre tramite test condotti presso l’Università di Tokyo, Facoltà di Agricoltura.

3.25 Resistenza al cambiamento climatico delle tavole edili BetonWood®

Le tavole sono resistenti al cambiamento climatico, poiché i frammenti delle particelle di legno sono protette dall’indurimento del cemento contro effetti dannosi provenienti dall’esterno.

Il tipo di materiale, scavato a fondo parzialmente o completamente nel terreno, non ha mostrato danni durante i test portati avanti negli anni.

Test di serie, condotti su questo settore edilizio, dall’Istituto “Woodworking Research” hanno confermato nuovamente tali risultati. Il cemento unito al truciolato è stato controllato dall’EMPA/Svizzera, 1975/ in una serie di misure consistenti di 150 cicli ad una temperatura di – 20 C° e + 20 C° e ad un variabile contenuto di umidità.

Questi test hanno chiaramente qualificato la tavola come prodotto resistente al ghiaccio. Inoltre, le tavole edili BetonWood®, senza rifinitura, resisteranno ai cambiamenti climatici e a tensioni estreme.

Cambiamenti permanenti di tensione con relativa umidità, effetti di pioggia, acqua e vapore provocano una variazione del contenuto di umidità della tavola. /vedi 3.105 e 3.106/.

Una variazione del contenuto di umidità del cemento unito al truciolato causa variazioni dimensionali /vedi 3.107/.

Variazioni dimensionali di livello:

ad una temperatura di + 20 C°, quando la relativa umidità cambia dal 25% al 90%: massimo 0,3%.

Praticamente:

per una variazione nel contenuto di umidità di +- 10% della tavola: +-2 mm/m.

Quando si costruiscono strutture edili, queste variazioni dimensionali deve essere prese in considerazione.

In pratica, saranno ottenuti valori più favorevoli.

L’Istituto “Quality Control” per costruzioni edili ha ottenuto i seguenti risultati, effettuando test sul cemento unito al truciolato in un dispositivo FEUTRON per una durata di 96 ore e con un’atmosfera avente come temperatura 60 C° e ad una relativa umidità del 100%.

Spessore di rigonfiamento 0,92%

Variazione dimensione del livello 0,15%

(Test di EMI N° M-34/1975).