Analisi microscopica del comportamento meccanico e igro-meccanico di diverse specie di bambù italiano

Il bambù è un materiale molto promettente perchè unisce buone proprietà meccaniche a una crescita particolarmente veloce e a una capacità di assorbimento di CO2 superiore a materiali quali il legno. È un materiale composito formato da fibre e matrice, che ne influenzano fortemente le caratteristiche meccaniche. La tesi è divisa in tre parti: nella prima parte è stata indagata la geometria microscopica di sei specie di bambù italiano, nella seconda parte la resistenza trasversale del bambù e nella terza parte il comportamento meccanico dovuto all’espansione igroscopica differenziata di fibra e matrice. Per quanto riguarda la geometria si è studiata la variazione delle componenti e dei vuoti lungo lo spessore. Relativamente alla resistenza trasversale e al comportamento meccanico dovuto a variazione igroscopica si è indagata la variazione lungo lo spessore e la relazione fra queste caratteristiche e l’anatomia microscopica del materiale. In tutti e due i casi è stata condotta un’analisi ad elementi finiti sulla reale geometria microscopica delle sei specie di bambù italiano. Ne è emerso che la microstruttura del bambù ha un ruolo fondamentale. I picchi tensionali che causano rottura si formano in vicinanza dei fori e si distribuiscono in base alla rigidezza delle componenti che formano il bambù. L’andamento dei picchi tensionali segue l’andamento dei vuoti che variano la loro numerosità e grandezza lungo lo spessore. In particolare, i picchi si localizzano nella parte centrale dello spessore, dove sperimentalmente è stata trovata la resistenza più bassa. Il bambù è un materiale igroscopico, l’umidità dell’ambiente è un fattore importante che può portare alla formazione di fessure nei culmi. Le analisi FEM condotte sulle microstrutture sono un primo risultato per capire i meccanismi di innesco e formazione delle fessure stesse.