Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11684-2:2020 (ISO 20152-2:2011) về Kết cấu gỗ - Tính năng dán dính của chất kết dính - Phần 2: Các yêu cầu bổ sung

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11684-2:2020
ISO 20152-2:2011

KẾT CẤU GỖ - TÍNH NĂNG DÁN DÍNH CỦA CHẤT KẾT DÍNH - PHẦN 2: CÁC YÊU CẦU BỔ SUNG

Timber structures - Bond performance of adhesives - Part 2: Additional requirements

Lời nói đầu

TCVN 11684-2:2020 hoàn toàn tương đương với ISO 20152-2:2011.

TCVN 11684-2:2020 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC165 Kết cấu gỗ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 11684 (ISO 20152), Kết cấu gỗ - Tính năng dán dính của chất kết dính (Timber structures - Bond performance of adhesives), gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 11684-1:2016 (ISO 20152-1:2010), Phần 1: Yêu cầu cơ bản.

- TCVN 11684-2:2020 (ISO 20152-2:2011), Phần 2: Các yêu cầu bổ sung

- TCVN 11684-3:2020 (ISO 20152-3:2013), Phần 3: Sử dụng các loài gỗ thay thế trong thử nghiệm dán dính.

Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn này được xây dựng nhằm đưa ra các yêu cầu tính năng bổ sung đối với mạch keo tạo ra bởi chất kết dính trong các sản phẩm gỗ dùng cho kết cấu. Tiêu chuẩn này chỉ bắt buộc trong một số tính chất [độ dão và độ bền trượt ở nhiệt độ cao] và trong một số vị trí cụ thể (vị trí có các yêu cầu đối với keo chèn mối ghép hở).

Tiêu chuẩn này tập trung vào tính năng mạch keo và chủ yếu dùng để đánh giá chất kết dính gỗ. Khi sử dụng theo cách này, các thử nghiệm và cách đánh giá được xây dựng dựa vào các loài gỗ đã chuẩn hóa, nhưng cũng có thể sử dụng để đánh giá mạch keo trong các sản phẩm gỗ từ các loài gỗ khác có thể đã được bảo quản và xử lý để chậm cháy. Tiêu chuẩn này kỳ vọng các tiêu chuẩn sản phẩm [ví dụ gỗ ghép thanh bằng keo (glulam), gỗ nhiều lớp (LVL), v.v...] cần nhấn mạnh vào yêu cầu lựa chọn để đáp ứng trong việc thiết lập một dây chuyền sản xuất mới hoặc trong giới thiệu sản phẩm mới, chất kết dính mới, loài gỗ mới, v.v... trên một dây truyền sản xuất hiện có như một phần của quy trình đánh giá chất lượng.

Vấn đề tính năng nhiệt độ cao có thể được tranh luận trong nhiều tiêu chuẩn quốc gia đối với các yêu cầu về:

- Thử nghiệm độ bền ở nhiệt độ 220 °C hoặc cao hơn;

- Thử nghiệm độ dão ở nhiệt độ 180 °C hoặc cao hơn;

- Thử nghiệm độ dão ở nhiệt độ 70 °C hoặc cao hơn.

Tất cả đều để giúp giải quyết thỏa đáng tính năng nhiệt độ cao. Các thử nghiệm theo CSA O112.9 và CEN EN 15416-2 ở nhiệt độ 70 °C được đưa ra trong TCVN 11684-1 (ISO 20152-1): Yêu cầu cơ bản. Các thử nghiệm và yêu cầu đối với độ bền nhiệt độ cao ở 220 °C hoặc cao hơn (dựa trên yêu cầu của ASTM), độ bền dão (khả năng chịu dão) ở nhiệt độ 180 °C hoặc cao hơn (dựa trên CSA O112.9) cùng với độ bền của keo chèn mối ghép hở, sẽ được đưa ra trong tiêu chuẩn này. Các nhà sản xuất chất kết dính phải làm quen với các quy định về xây dựng của từng vùng để xác định nếu các yêu cầu “bổ sung” là cần thiết.

Người sử dụng tiêu chuẩn này cần chú ý các vấn đề về xây dựng phải theo quy định hiện hành.

KẾT CẤU GỖ - TÍNH NĂNG DÁN DÍNH CỦA CHẤT KẾT DÍNH - PHẦN 2: CÁC YÊU CẦU BỔ SUNG

Timber structures - Bond performance of adhesives - Part 2: Additional requirements

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu tính năng đối với mạch keo dán gỗ trong các bộ phận gỗ kết cấu chế tạo sẵn.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 8048-1 (ISO 3130), Gỗ - Phương pháp thử cơ lý - Phần 1: Xác định độ ẩm cho các phép thử cơ lý

TCVN 8576 (ISO 12579), Kết cấu gỗ - Gỗ ghép thanh bằng keo - Phương pháp thử độ bền trượt của mạch keo

TCVN 11684-1 (ISO 20152-1), Kết cấu gỗ - Tính năng dán dính của chất kết dính - Phần 1: Yêu cầu cơ bản

ASTM D7247, Standard test method for evaluating the shear strength of adhesive bonds in laminated wood products at elevated temperatures (Tiêu chuẩn phương pháp thử để đánh giá độ bền trượt của mạch keo trong sản phẩm gỗ nhiều lớp ở nhiệt độ cao)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Tỷ trọng (specific gravity)

Tỷ số giữa khối lượng của mẫu thử khô kiệt và khối lượng của thể tích nước mà mẫu thử chiếm chỗ tại độ ẩm quy định.

3.2

Tỷ trọng khô kiệt (oven dry specific gravity)

Tỷ số giữa tỷ trọng dựa trên khối lượng gỗ khô kiệt và thể tích khô kiệt của nó sau khi sấy đến khối lượng không đổi trong tủ sấy có thông khí ở nhiệt độ từ 100 °C đến 105 °C.

3.3

Tỷ lệ phần trăm gỗ bị phá hủy (wood failure percentage)

Tỷ lệ phần trăm sợi gỗ bị đứt trong quá trình tách bề mặt liên kết giữa mặt bám dính/chất kết dính và được sử dụng để đánh giá hiệu quả chất lượng dán dính của chất kết dính.

4  Ứng dụng

Việc đánh giá chất lượng dán dính của chất kết dính trong tiêu chuẩn này dựa vào tính năng của nó được xác định qua các tính chất sau:

a) độ bền dão (khả năng chịu dão) ở nhiệt độ cao (180 °C hoặc cao hơn) (xem 5.2);

b) khả năng chống phá hủy do trượt ở nhiệt độ cao (220 °C hoặc cao hơn) (xem 5.3);

c) khả năng tạo ra đủ độ bền trượt ở các mạch keo dày (có chiều dày lớn hơn 1,0 mm) (xem 5.4);

Các yêu cầu về tính năng là tùy chọn không bắt buộc trong tất cả các tính chất [phá hủy do dão ở nhiệt độ cao và phá hủy do trượt ở nhiệt độ cao] và cho tất cả các ứng dụng [không bắt buộc sử dụng keo chèn mối ghép hở trong các mối ghép ngón, mối nối trên cạnh và bề mặt của gỗ ghép thanh bằng keo (glulam), gỗ dán hoặc gỗ nhiều lớp (LVL)]. Khi một số yêu cầu phải đáp ứng quy định hiện hành, phải thử nghiệm mạch keo như quy định trong tiêu chuẩn này.

5  Yêu cầu

5.1  Mô tả chi tiết chất kết dính, trộn và sử dụng

Chất kết dính phải được trộn đều và phủ lên nền gỗ theo yêu cầu kỹ thuật của nhà sản xuất chất kết dính. Loại và lượng các chất độn và/hoặc chất bổ sung dùng trong chất kết dính phải tuân theo yêu cầu của nhà sản xuất chất kết dính.

5.2  Độ bền dão ở nhiệt độ cao

5.2.1  Quy định chung

Thử nghiệm độ bền dão ở nhiệt độ cao (180 °C hoặc cao hơn) phải theo 6.3 và phải đáp ứng được các yêu cầu trong 5.2.2.

5.2.2  Các yêu cầu

Độ bền dão ở nhiệt độ cao phải được chứng minh thông qua thử nghiệm phù hợp với 6.3. Giá trị trung bình chuyển vị độ dão (chịu dão) [xem Hình 6 của TCVN 11684-1 (ISO 20152-1) và Phụ lục A của tiêu chuẩn này] tại tất cả mặt cắt ngang đã dán dính của từng mẫu thử không được vượt quá 0,6 mm và giá trị trung bình chuyển vị độ dão tối đa tại một mặt cắt ngang bất kỳ phải không vượt quá 2,9 mm sau thời gian chịu tải quy định.

CHÚ THÍCH  Nhiệt độ ở trong khoảng từ 180 °C đến 220 °C trong 5.2.2 là thích hợp để đánh giá chất kết dính sử dụng trong chi tiết có mặt cắt ngang nhỏ trong các mẫu ghép chịu lửa.

5.3  Độ bền trượt ở nhiệt độ cao

5.3.1  Quy định chung

Thử nghiệm độ bền trượt ở nhiệt độ cao (220 °C hoặc cao hơn) phải theo 6.4 và phải đáp ứng được các yêu cầu trong 5.3.2.

5.3.2  Các yêu cầu

Để định rõ một tổ hợp của nhiệt độ thử nghiệm và khoảng thời gian chịu tác động, hoặc sự duy trì độ bền trượt cần tham khảo tiêu chuẩn sản phẩm có liên quan được đưa ra bởi nhà sản xuất sản phẩm gỗ nhiều lớp, tổ chức và/hoặc tổ chức đánh giá sự phù hợp đủ năng lực. Tính năng của các mẫu thử đã dán dính phải được so sánh với mẫu thử đối chứng gỗ nguyên.

5.4  Độ bền của keo chèn mối ghép hở

5.4.1  Quy định chung

Tiến hành thử nghiệm cho keo chèn mối ghép hở khi chiều dày điển hình của mạch keo trong các sản phẩm gỗ dùng cho kết cấu lớn hơn 1,0 mm để thể hiện độ bền thích hợp. Thử nghiệm này được tiến hành trên các mạch keo có chiều dày từ trên 1,0 mm đến 2,0 mm, nhưng thử nghiệm ở các chiều dày khác cũng có thể được chấp nhận theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và người sử dụng.

5.4.2  Các yêu cầu

Các yêu cầu về tính năng theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất chất kết dính và người sử dụng. Tính năng kết dính cơ bản của keo chèn mối ghép hở phải tuân theo các yêu cầu được quy định trong TCVN 11684-1 (ISO 20152-1).

6  Chuẩn bị mẫu và phương pháp thử

6.1  Các yêu cầu đối với mẫu thử

6.1.1  Đánh giá trên gỗ cứng (gỗ cây lá rộng)

Khi chất kết dính sử dụng trên gỗ cứng được thử nghiệm theo 6.3, 6.4 và 6.5, phải tiến hành đánh giá trên gỗ phong cứng (acer saccharum hoặc acer nigrum). Các loài gỗ bổ sung được phép dùng trong thử nghiệm, được quy định trong tiêu chuẩn sản phẩm có liên quan, được đưa ra bởi nhà sản xuất sản phẩm gỗ nhiều lớp, tổ chức và/hoặc tổ chức đánh giá sự phù hợp đủ năng lực khi đáp ứng được các yêu cầu quy định trong TCVN 11684-1 (ISO 20152-1).

6.1.2  Đánh giá trên gỗ mềm (gỗ cây lá kim)

Khi chất kết dính sử dụng trên gỗ mềm được thử nghiệm theo 6.3, 6.4 và 6.5, phải tiến hành đánh giá trên một trong các loài sau đây, khi đáp ứng được các yêu cầu quy định trong TCVN 11684-1 (ISO 20152-1).

a) Gỗ thông Lodgepole (pinus contorta hoặc latifolia);

b) Gỗ vân sam đen (picea mariana);

c) Gỗ linh sam Douglas (psuedotsuga menziesii)

d) Các loài gỗ được quy định trong tiêu chuẩn sản phẩm có liên quan, được đưa ra bởi nhà sản xuất sản phẩm gỗ nhiều lớp, tổ chức và/hoặc tổ chức đánh giá sự phù hợp đủ năng lực.

6.1.3  Tỷ trọng khô kiệt của gỗ

6.1.3.1  Mẫu gỗ dùng cho các phép thử quy định trong 6.3 đến 6.5 là một đoạn dài 25 mm có mặt cắt ngang hoàn chỉnh và được cắt cách đầu thanh ít nhất 150 mm.

6.1.3.2  Tỷ trọng khô kiệt của gỗ trên từng mặt cắt ngang hoàn chỉnh phải:

a) Không được nhỏ hơn 0,65 đối với gỗ cứng;

b) Không được nhỏ hơn 0,49 đối với gỗ mềm.

6.2  Độ ẩm gỗ

6.2.1  Độ ẩm gỗ được xác định theo TCVN 8048-1 (ISO 3130).

6.2.2  Độ ẩm mẫu gỗ tại thời điểm ghép phải theo quy định của nhà sản xuất chất kết dính.

6.2.3  Khi mẫu chất kết dính được chỉ định là phù hợp để dán dính gỗ mới chặt hạ, độ ẩm tất cả các mẫu phải lớn hơn 30 % tại thời điểm dán dính.

6.3  Thử nghiệm độ bền dão

6.3.1  Chuẩn bị mẫu ghép

Chuẩn bị mẫu ghép và mẫu thử để thử nghiệm độ dão như mô tả trong TCVN 11684-1 (ISO 20152-1). Tiêu chuẩn này cho phép sử dụng các mẫu thử tương tự trong thử nghiệm độ dão tại môi trường B của TCVN 11684-1 (ISO 20152-1) khi tiến hành thử nghiệm độ bền dão ở một nhiệt độ cao.

6.3.2  Ổn định mẫu thử

Mẫu thử phải được ổn định trước khi tiến hành thử nghiệm ở nhiệt độ (20±2) °C và độ ẩm tương đối (65 ±5) % cho đến khi đạt được khối lượng không đổi. Khi mẫu thử được thử nghiệm theo môi trường B của TCVN 11684-1 (ISO 20152-1), mẫu thử phải không chịu tải từ thiết bị thử và phải để nguội đến nhiệt độ môi trường trước khi gia tải lại.

6.3.3  Cách tiến hành

Tác dụng một tải trọng lên mẫu thử theo TCVN 11684-1 (ISO 20152-1), và duy trì mức ứng suất (2,1 ±0,1) MPa trong thời gian 2 h. Tác động tăng dần mức ứng suất để bù cho sự giảm độ cứng (hệ số đàn hồi) của lò xo khi thiết bị thử nghiệm độ dão bị gia nhiệt đến 180 °C hoặc cao hơn. Mức tăng cần thiết có thể được xác định bằng cách so sánh độ cứng của lò xo ở điều kiện nhiệt độ phòng với khi lò xo bị gia nhiệt ở nhiệt độ quy định.

CHÚ THÍCH  Độ cứng của lò xo thay đổi theo nhiệt độ. Tải trọng dão yêu cầu ở một nhiệt độ cao có thể được hiệu chuẩn bằng cảm biến tải trọng.

6.3.4  Biểu thị kết quả

Biểu thị kết quả phải theo 6.7.1.6 của TCVN 11684-1 (ISO 20152-1).

6.4  Thử nghiệm độ bền trượt ở nhiệt độ cao

CHÚ THÍCH  Phương pháp này theo nguyên tắc chung của ASTM D 7247

6.4.1  Chuẩn bị mẫu ghép

6.4.1.1  Các loài gỗ được dùng cho thử nghiệm phải là các loài gỗ được quy định trong 6.1.1 và 6.1.2. Hướng vòng năm của gỗ phải từ 45° đến 90° được đo trên mặt rộng (dọc thớ) và không có các khuyết tật. Độ ẩm mẫu thử phải từ 10% đến 12 %, nhưng đối với các loài gỗ nhiệt đới độ ẩm phải từ 12 % đến 15 % , trước khi dán dính hoặc theo khuyến nghị của nhà sản xuất chất kết dính. Bắt buộc gỗ phải có chiều dày ít nhất là 35 mm khi tạo mẫu thử.

6.4.1.2  Mẫu thử phải được gia công theo các nguyên tắc chung của TCVN 8576 (ISO 12579). Ví dụ về kiểu cắt mẫu thử trượt được đưa ra trong Hình 1. Khi dán gỗ với nhau cần lưu ý để mẫu sau khi dán có cùng hướng của vòng năm.

6.4.1.3  Chuẩn bị chất kết dính, tỷ lệ trải chất kết dính, áp suất ép và thời gian ép phải theo các khuyến nghị của nhà sản xuất chất kết dính và các điều kiện sản xuất, như độ ẩm của gỗ, tỷ lệ trải chất kết dính, áp suất ép và thời gian đóng rắn.

6.4.1.4  Chuẩn bị ít nhất 20 mẫu thử đã dán dính theo Hình 2. Chuẩn bị một số lượng tương ứng mẫu thử đối chứng gỗ nguyên (không chứa mạch keo) cùng mặt cạnh với mẫu thử đã dán dính, như trong Hình 1. Mẫu thử gỗ nguyên cùng mặt cạnh phải được bào đến cùng chiều dày của mẫu thử đã dán dính. Chuẩn bị 20 cặp mẫu thử đối chứng gỗ nguyên cùng mặt cạnh và mẫu thử đã dán dính.

6.4.1.5  Thử nghiệm 10 cặp mẫu thử đối chứng gỗ nguyên cùng mặt cạnh và mẫu thử đã dán dính ở nhiệt độ môi trường, và thử nghiệm 10 cặp mẫu thử đối chứng gỗ nguyên cùng mặt cạnh và mẫu thử đã dán dính còn lại ở nhiệt độ cao mong muốn.

6.4.1.6  Đối với mẫu thử nghiệm ở nhiệt độ cao, khoan một lỗ theo hướng vuông góc với mặt phẳng xuyên qua thanh đến mạch keo và xuyên qua mạch keo khoảng 16 mm. Kích thước lỗ khoan phải đủ để lắp dây đo nhiệt vào bên trong lỗ với phần lộ ra của dây đo nhiệt chạm vào mạch keo của mẫu thử đã dán dính hoặc tâm hình học (mặt phẳng trượt) của mẫu thử đối chứng gỗ nguyên cùng mặt cạnh.

6.4.1.7  Tất cả các mẫu thử phải được sấy trong tủ sấy trong 48 h ở nhiệt độ (60 ± 2) °C, sau đó để nguội trong điều kiện khô ở áp suất khí quyển, như trong một bình hút ẩm.

CHÚ THÍCH  Việc sấy ở nhiệt độ thấp nhằm mục đích làm giảm thiểu sự xuống cấp của gỗ do nhiệt.

6.4.1.8  Sau khi để nguội, tiến hành cân mẫu thử. Đo và ghi lại chiều dài và chiều rộng của mẫu thử tại mạch keo chính xác đến 0,25 mm để xác định diện tích trượt. Giữ mẫu thử trong bình hút ẩm cho đến trước khi thử nghiệm theo 6.4.2.

6.4.2  Cách tiến hành

6.4.2.1  Thử nghiệm các mẫu thử ở điều kiện môi trường

Một tổ mẫu bao gồm 10 mẫu thử đối chứng gỗ nguyên và 10 mẫu thử đã dán dính phải được thử nghiệm ở các điều kiện nhiệt độ phòng thử nghiệm theo các quy trình được nêu trong TCVN 8576 (ISO 12579). Tác động tải trọng với sự chuyển động liên tục của đầu di động tại tốc độ 5 mm/min cho đến khi xảy ra sự phá hủy. Ghi lại tải trọng tới hạn theo TCVN 8576 (ISO 12579).

6.4.2.2  Thử nghiệm các mẫu thử ở nhiệt độ cao

6.4.2.2.1  Tủ sấy được gia nhiệt trước đến nhiệt độ mong muốn, sử dụng một nhiệt kế để theo dõi nhiệt độ bên trong tủ sấy. Nhiệt độ không khí trong tủ sấy được duy trì ở mức yêu cầu trong khoảng thời gian đủ lâu để làm nóng tất cả các bộ phận của tủ sấy đến nhiệt độ mong muốn.

6.4.2.2.2  Tại một thời điểm chỉ đặt trong tủ sấy một mẫu thử, hoặc là mẫu thử đối chứng gỗ nguyên hoặc là mẫu thử đã dán dính cùng mặt cạnh. Dây đo nhiệt phải được đặt vào bên trong mẫu thử, như mô tả trong 6.4.1.6. Lỗ đã khoan phải được điền đầy trở lại bằng thủy tinh cách nhiệt, Silicon nhiệt độ cao hoặc một màng chắn bảo vệ tương tự, nếu cần thiết. Các vật liệu điền đầy vào lỗ khoan phải được đóng rắn theo khuyến nghị của nhà sản xuất trước khi tiến hành thử nghiệm. Đầu của dây đo nhiệt nằm bên ngoài vỏ cách nhiệt nhiều nhất là 1mm.

Khi sử dụng tủ sấy được kiểm soát thủ công, các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng đối với nhiệt độ mong muốn là 220 °C, việc gia nhiệt phải được giảm xuống khi nhiệt độ bên trong của mẫu thử đạt xấp xỉ 200 °C. Nhiệt độ mạch keo sẽ tiếp tục tăng lên, nhưng tốc độ tăng sẽ 10 giảm dần. Khi tốc độ tăng của nhiệt độ giảm xuống, nếu cần có thể tăng nhiệt trở lại, để đạt được nhiệt độ mạch keo mong muốn. Khuyến nghị thực hiện trước với mẫu thử “giả” sau đó mới lấy số liệu thực tế. Có thể sử dụng bộ điều khiển vi tích phân tỷ lệ (PID) để kiểm soát nhiệt độ.

6.4.2.2.3  Phải kiểm soát nhiệt độ mạch keo của mẫu thử đã dán dính hoặc nhiệt độ tại mặt phẳng trượt của mẫu thử đối chứng gỗ nguyên cùng mặt cạnh. Tổng thời gian để mẫu thử đạt được nhiệt độ mong muốn không được ít hơn 30 min cũng không được nhiều hơn 90 min.

6.4.2.2.4  Phải ghi lại thời gian, khi nhiệt độ mạch keo của mẫu thử đã dán dính hoặc nhiệt độ tại mặt phẳng trượt của mẫu thử đối chứng gỗ nguyên cùng mặt cạnh đạt được nhiệt độ mong muốn. Nhiệt độ mạch keo của mẫu thử đã dán dính hoặc nhiệt độ tại mặt phẳng trượt của mẫu thử đối chứng gỗ nguyên phải được duy trì ở nhiệt độ mong muốn không được thấp hơn 220 °C trong khoảng thời gian được xác định theo 6.4.2.2.5.

CHÚ THÍCH  Cảnh báo! Mẫu thử rất nóng. Sử dụng găng tay cách nhiệt lấy mẫu thử để tránh bị bỏng.

6.4.2.2.5  Sử dụng tất cả mẫu thử đối chứng gỗ nguyên để xác định khoảng thời gian chịu tác động ở nhiệt độ cao. Sau khi đạt được nhiệt độ mong muốn tại mặt phẳng trượt, khoảng thời gian chịu tác động của mẫu thử đối chứng gỗ nguyên phải đủ lâu để đạt được giá trị trung bình độ bền trượt còn lại bằng (30 ± 10 ) % hoặc 10 min, chọn giá trị lớn hơn, như quy định trong 6.4.3.4 . Điều này có thể khiến thí nghiệm phải thực hiện lại vài lần trước khi có thể xác định được đủ khoảng thời gian chịu tác động. Tuy nhiên, đôi khi khoảng thời gian chịu tác động được xác định dựa trên các mẫu thử đối chứng gỗ nguyên, cùng một nhiệt độ mong muốn chính xác và khoảng thời gian chịu tác động phải được sử dụng cho các mẫu thử đã dán dính.

6.4.2.2.6  Sau khi nhiệt độ tại mặt phẳng trượt của mẫu thử đối chứng gỗ nguyên cùng mặt cạnh hoặc nhiệt độ mạch keo của mẫu thử đã dán dính đạt đến nhiệt độ mong muốn trong khoảng thời gian chịu tác động, phải tiến hành thử nghiệm trượt khối theo 6.4.2.1 ngay sau khi mẫu thử được lấy ra từ tủ sấy để trước khi xảy ra sự phá hủy, nhiệt độ mạch keo của mẫu thử hoặc nhiệt độ mặt phẳng trượt không giảm nhiều hơn 5 °C. Quy định này được coi là thỏa mãn khi khoảng thời gian tính từ lúc lấy mẫu thử trong tủ sấy ra đến khi xảy ra sự phá hủy mẫu thử trượt khối không vượt quá 60 s cho từng mẫu thử đơn lẻ được thử nghiệm và nhiệt độ phòng của phòng thử nghiệm tại thời điểm thử nghiệm không thấp hơn 15 °C. Phải ghi lại tải trong tới hạn theo TCVN 8576 (ISO 12579). Ghi lại khối lượng mẫu thử sau khi thử nghiệm.

6.4.3  Tính kết quả

6.4.3.1  Độ bền trượt tính bằng MPa được tính dựa trên diện tích trượt của mẫu thử, chính xác đến 5 mm², theo Công thức (1).

trong đó

ƒ_v là độ bền trượt, tính bằng MPa;

P là tải trọng tại thời điểm phá hủy, tính bằng N;

A là diện tích trượt của mẫu thử, tính bằng mm².

6.4.3.2  Phải ghi lại độ bền trượt của từng mẫu thử.

6.4.3.3  Phải tính và ghi lại tỷ lệ hao hụt khối lượng mẫu thử, là ,khối lượng mẫu thử sau khi thử nghiệm chia cho khối lượng mẫu thử sấy khô kiệt trước khi tiến hành theo quy trình thử nghiệm trong 6.4.2.

6.4.3.4  Tỷ lệ độ bền trượt còn lại đối với mẫu thử đối chứng gỗ nguyên và mẫu thử đã dán dính phải được tính riêng theo Công thức (2).

trong đó

R là tỷ lệ độ bền trượt còn lại;

ƒ_v,e là giá trị trung bình của độ bền trượt ở nhiệt độ cao, tính bằng MPa;

ƒ_v,a là giá trị trung bình của độ bền trượt ở nhiệt độ môi trường, tính bằng MPa.

CHÚ DẪN

CHÚ THÍCH  Xem Hình 2 đối với các kích thước mẫu thử

Hình 1 - Ví dụ chế tạo mẫu thử cùng mặt cạnh sử dụng thanh gỗ xẻ 140 mm x 38 mm với các mẫu thử đã dán dính và các mẫu thử đối chứng gỗ nguyên cùng mặt cạnh

a hướng thớ

b kích thước bậc có thể được điều chỉnh miễn là dụng cụ trượt có thể thiết lập để hoạt động chính xác.

Hình 2 - Hình dạng và kích thước mẫu thử đã dán dính

6.5  Độ bền của keo chèn mối ghép hở

6.5.1  Chuẩn bị mẫu ghép

6.5.1.1  Quy định chung

6.5.1.1.1  Mỗi chiều dày mạch keo chuẩn bị tổng cộng bảy mẫu ghép để xác định giá trị trung bình của độ bền trượt. Mẫu ghép phải phù hợp với hình dạng và kích thước như trong Hình 3 và phải được chuẩn bị theo quy trình nêu trong 6.5.2. Phải thực hiện thử nghiệm đối với các mạch keo có chiều dày từ trên 1,0 mm đến 2,0 mm nhưng thử nghiệm ở các chiều dày khác cũng có thể được chấp nhận theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và người sử dụng.

6.5.1.1.2  Chuẩn bị mẫu ghép từ gỗ cứng hoặc gỗ mềm được lựa chọn từ các loài nêu trong 6.1.1 và 6.1.2, và có tỷ trọng khô kiệt được quy định trong 6.1.3.

6.5.1.2  Quy trình ghép

6.5.1.2.1  Trước khi bắt đầu quá trình chuẩn bị mẫu ghép, gỗ được sử dụng để tạo thành thanh phải được ổn định ở nhiệt độ (20 + 2) °C và độ ẩm tương đối (65 ± 5) % trong thời gian không ít hơn 7 ngày hoặc cho đến khi đạt được khối lượng không đổi. Có thể sử dụng các cách ổn định khác thông qua sự thỏa thuận lẫn nhau giữa các bên tham gia thử nghiệm.

6.5.1.2.2  Gỗ được sử dụng để tạo thành mẫu ghép phải có độ ẩm từ 8 % đến 10 % so với khối lượng sấy khô kiệt.

6.5.1.2.3  Thanh sử dụng để tạo thành mẫu ghép phải được bào trong vòng 2 h của quá trình dán dính. Các bề mặt không cần đánh nhẵn.

6.5.1.2.4  Đặt các miếng đệm có chiều dày quy định giữa các thanh tại các vị trí được chỉ rõ trong Hình 3. Trải chất kết dính với một tỷ lệ thích hợp để trào đầy ra trên tất cả các cạnh quan sát được. Chất kết dính không được phun quá gần với bất kỳ miếng đệm nào để tránh việc chất kết dính lọt vào giữa miếng đệm và các thanh.

6.5.1.2.5  Nếu không có quy định khác của nhà sản xuất chất kết dính, đặt một quả cân có khối lượng 7 kg lên mẫu ghép để tạo ra một áp suất ép trong khoảng thời gian được quy định bởi nhà sản xuất.

6.5.2  Chuẩn bị mẫu thử

6.5.2.1  Dọc theo một cạnh, xén đi khoảng 5 mm mẫu ghép để làm mốc cho những vết cắt tiếp theo. Cạnh đối diện phải được xén tiếp để có chiều rộng mẫu bằng (50 ± 1) mm.

6.5.2.2  Cắt ngang mẫu thành các khoảng có chiều dài 50 mm với cạnh mốc tỷ vào dưỡng của lưỡi cưa (vết cắt A trong Hình 3).

6.5.2.3  Từng đầu phải được xẻ rãnh bằng một cữ được kẹp vào dưỡng để đạt được chiều dài mối dán 45 mm (vết cắt B1 và B2). vết cắt B1 phải kéo dài qua thanh đến mạch keo. vết cắt B2 phải kéo dài qua thanh và xuyên qua mạch keo. Mục đích của yêu cầu này là để đảm bảo rằng chất kết dính - mạch keo bám dính trong thử nghiệm thẳng hàng với mặt phẳng trượt (xem Hình 4 và Hình 5).

6.5.2.4  Dùng vết cắt C để loại bỏ vật thừa và hoàn thành các bậc trên từng đầu mẫu thử.

6.5.2.5  Mẫu thử phải được đặt trong phòng ổn định ở nhiệt độ (20 ± 2) °C và độ ẩm tương đối (65 ± 5) % cho đến khi thử nghiệm.

6.5.3  Cách tiến hành

6.5.3.1  Đo và ghi lại chiều rộng và chiều dài mạch keo chính xác đến 0,25 mm.

6.5.3.2  Đặt mẫu thử vào thiết bị trượt và tác dụng một tải trọng theo quy định trong TCVN 8576 (ISO 12579), đánh dấu để đảm bảo rằng khối trượt tỷ vào tấm đỡ bên dưới.

6.5.3.3  Tác dụng một tải trọng với tốc độ 5 mm/min.

6.5.3.4  Ghi lại tải trọng phá hủy và tỷ lệ phần trăm gỗ bị phá hủy.

6.5.4  Tính kết quả

6.5.4.1  Ứng suất trượt danh nghĩa tại thời điểm phá hủy được xác định bằng cách chia tải trọng phá hủy cho diện tích đã dán dính, chính xác đến 5 mm.

6.5.4.2  Phải tính giá trị trung bình của ứng suất phá hủy và độ lệch chuẩn của từng nhóm mẫu thử (đối với từng chiều dày mạch keo).

6.5.4.3  Tính giá trị trung bình của tỷ lệ phần trăm gỗ bị phá hủy.

CHÚ DẪN

Hình 3 - Các chi tiết của mẫu ghép

Kích thước tính bằng milimet

CHÚ DẪN

1  mạch keo của keo chèn mối ghép hở

2  hướng thớ, cả hai khối

Hình 4 - Các chi tiết của mẫu thử

CHÚ DẪN

1  mặt phẳng trượt

2  tấm đỡ tự điều chỉnh được

3  mạch keo của keo chèn mối ghép hở

4  khối gỗ

5  tấm đỡ cố định

Hình 5 - Đặt mẫu thử trong thiết bị trượt

7  Sự loại bỏ

Chất kết dính không đáp ứng được các yêu cầu quy định trong Điều 4 phải bị loại bỏ. Không được trình lại để thử nghiệm chất kết dính bị loại bỏ, khi chưa cung cấp các thông tin đầy đủ về những giải pháp liên quan đã áp dụng để khắc phục nguyên nhân gây ra sự loại bỏ trước đó.

8  Báo cáo

8.1  Quy định chung

Báo cáo phải bao gồm thông tin quy định trong 8.2, 8.3 và 8.4.

8.2  Mô tả sản phẩm

Các chi tiết của sản phẩm phải đưa ra:

a) Mô tả sản phẩm;

b) Khuyến nghị của nhà sản xuất chất kết dính về mức áp suất, thời gian ghép và các điều kiện môi trường khi sử dụng keo;

c) khuyến nghị của nhà sản xuất chất kết dính về khối lượng và loại chất độn và/hoặc chất chậm đóng rắn có thể dùng;

d) Tỷ lệ phần trăm theo khối lượng các thành phần tinh bột và/hoặc các gốc protein trong hỗn hợp chất kết dính;

e) Bản mô tả về hệ thống nhãn hiệu của nhà sản xuất chất kết dính sẽ được sử dụng để chỉ ra các công thức thành phần dựa trên chất kết dính đã đánh giá.

Từ mục b) đến d), phải quy định khoảng chấp nhận, nếu áp dụng.

8.3  Chuẩn bị mẫu và thử nghiệm

8.3.1  Quy định chung

Phải đưa ra các thông tin sau trong việc chuẩn bị mẫu thử và tiến hành thử nghiệm:

a) tên người chuẩn bị mẫu thử và thực hiện thử nghiệm; tên phòng thử nghiệm tiến hành thử nghiệm;

b) loại gỗ được đánh giá;

c) loài gỗ làm nền;

d) giá trị trung bình của tỷ trọng và giá trị nhỏ nhất của tỷ trọng khô kiệt của mẫu gỗ đại diện được lấy từ tấm dùng trong quá trình đánh giá;

e) độ ẩm được xác định thông qua các mẫu sấy khô kiệt của mẫu gỗ đại diện tại thời điểm dán dính;

f) thời gian ghép mẫu đã sử dụng và, nếu có sự khác biệt so với thời gian được khuyến nghị, phải nêu các lý do của sự điều chỉnh;

g) lượng chất độn và/hoặc chất chậm đóng rắn được dùng;

h) sơ đồ ép được sử dụng;

i) nếu áp dụng, nêu danh sách các phòng thí nghiệm hoặc các tổ chức độc lập được lựa chọn để thực hiện quá trình đánh giá lại tỷ lệ phần trăm gỗ bị phá hủy.

8.3.2  Thử nghiệm độ dão

Trong thử nghiệm độ dão, phải đưa ra các thông tin trong việc chuẩn bị mẫu thử và tiến hành thử nghiệm như sau:

a) ứng suất trượt tác dụng lên mẫu ghép thử nghiệm độ dão trước khi gia nhiệt;

b) loại mẫu thử dùng trong thử nghiệm độ dão;

c) số lượng mối nối trên mẫu thử cắt ngắn (nếu có).

8.3.3  Thử nghiệm độ bền trượt ở nhiệt độ cao

Đối với thử nghiệm độ bền trượt, phải đưa ra được các thông tin về việc chuẩn bị mẫu thử và tiến hành thử nghiệm như sau:

a) quy trình ổn định đã sử dụng đối với mẫu thử;

b) thời gian chịu tác động của mẫu thử từ khi đặt trong tủ sấy đến khi đạt được nhiệt độ mong muốn;

c) đồ thị nhiệt độ mẫu thử theo thời gian trong tủ sấy, với không ít hơn 5 thời điểm khác nhau

d) đồ thị nhiệt độ tủ sấy theo thời gian, với không ít hơn 5 thời điểm khác nhau

8.3.4  Độ bền của keo chèn mối ghép hở

Đối với thử nghiệm độ bền của keo chèn mối ghép hở, phải đưa ra được các thông tin về việc chuẩn bị mẫu thử và tiến hành thử nghiệm như sau:

a) chiều dày mạch keo thử nghiệm được xác định từ chiều dày các miếng đệm thay vì đo chiều dày của mạch keo đã đóng rắn;

b) độ ẩm của gỗ tại thời điểm dán dính, phương pháp sử dụng chất kết dính, và thời gian đóng rắn;

c) nhiệt độ và độ ẩm tương đối đã dùng trong quá trình ổn định sơ bộ khối gỗ, sự đóng rắn của chất kết dính và thử nghiệm của mẫu thử;

d) số lượng mẫu thử được sử dụng trên mỗi chiều dày mạch keo;

e) số lượng mối nối thử nghiệm được đại diện trên mỗi chiều dày mạch keo.

8.4  Kết quả thử nghiệm

8.4.1  Quy định chung

Phải đưa ra thông tin đánh giá sự đáp ứng của chất kết dính đối với các yêu cầu sử dụng được nêu trong Điều 4.

8.4.2  Kết quả thử nghiệm độ dão

Trong thử nghiệm độ dão, phải đưa ra các thông tin về việc chuẩn bị mẫu thử và tiến hành thử nghiệm như sau:

a) ứng suất trượt tác dụng lên mẫu ghép thử nghiệm độ dão trước khi gia nhiệt;

b) giá trị trung bình chuyển vị độ dão trên từng mặt cắt ngang đã dán dính trong từng mẫu thử, giá trị trung bình chuyển vị độ dão lớn nhất quan sát được và tổng giá trị trung bình chuyển vị độ dão trên từng mẫu thử được thử nghiệm đáp ứng các yêu cầu trong Phụ lục A.

8.4.3  Các kết quả của thử nghiệm độ bền trượt ở nhiệt độ cao

Đối với thử nghiệm độ bền trượt, phải đưa ra được các thông tin về việc chuẩn bị mẫu thử và tiến hành thử nghiệm như sau:

a) nhiệt độ mong muốn và khoảng thời gian chịu tác động ở nhiệt độ mong muốn;

b) khoảng thời gian mẫu thử nhiệt độ cao duy trì thực tế ở nhiệt độ mong muốn đối với từng mẫu thử;

c) khối lượng mẫu thử và tỷ trọng khô kiệt trước và sau quy trình thử nghiệm 6.4.2, giá trị trung bình của tỷ lệ hao hụt khối lượng cho từng điều kiện thử nghiệm;

d) độ bền trượt và tỷ lệ phần trăm gỗ bị phá hủy trên từng mẫu thử, mức độ xuất hiện và phạm vi sự than hóa của chất kết dính và/hoặc gỗ;

e) giá trị trung bình của độ bền trượt, giá trị trung bình của tỷ lệ phần trăm gỗ bị phá hủy, và giá trị trung bình của độ bền còn lại đối với từng điều kiện thử nghiệm;

f) tỷ lệ độ bền trượt còn lại tính được (R) cho từng mẫu thử đối chứng gỗ nguyên và mẫu thử đã dán dính.

8.4.4  Độ bền của keo chèn mối ghép hở

Đối với thử nghiệm độ bền của keo chèn ghép hở, phải đưa ra được các thông tin về việc chuẩn bị mẫu thử và tiến hành thử nghiệm như sau:

a) giá trị trung bình của ứng suất trượt, giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất tại thời điểm phá hủy và giá trị trung bình của tỷ lệ phần trăm gỗ bị phá hủy đối với từng chiều dày mạch keo;

b) độ lệch chuẩn của ứng suất trượt tại tải trọng tới hạn (các kết quả thử nghiệm riêng rẽ có thể được đưa ra trong báo cáo theo lựa chọn của người sử dụng hoặc nhà sản xuất).

Phụ lục A

(quy định)

Phép đo và tính độ dão mạch keo

Mỗi mẫu thử độ dão phải có 14 mặt cắt ngang đã dán dính [mối nối 1 đến 14, như trong Hình 7 của TCVN 11684-1 (ISO 20152-1)]. Chuyển vị độ dão trên mặt cắt ngang đã dán dính, D_Jnt,n, là giá trị trung bình của bốn phép đo chuyển vị độ dão D₁, D₂, D₃, D₄ [xem Hình 6 của TCVN 11684-1 (ISO 20152-1)].

Các yêu cầu đối với từng mẫu thử độ dão như sau:

Tổng độ dão:

trong đó

n là hậu tố giả;

N là số lượng mặt cắt ngang được xem xét trong việc đánh giá chuyển vị độ dão:

N = 14, khi xem xét mẫu thử nguyên,

N = 8, khi xem xét mẫu thử cắt ngắn, và

N = 6, khi một trong các mẫu thử độ dão cắt ngắn bị loại bỏ.

Độ dão trên bất kỳ mặt cắt ngang nào:

trong đó

D_Jnt,n ≤ 2,9mm

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] EN 301, Adhesives, phenolic and aminoplastic, for load-bearing timber structures - Classification and performance requirements (Chất kết dính, phenolic và aminoplastic dùng cho kết cấu gỗ chịu tải - Phân loại và yêu cầu tính năng)

[2] EN 302-1, Adhesives for load-bearing timber structures - Test methods - Part 1: Determination of bond strength in longitudinal tensile shear strength (Chất kết dính dùng cho kết cấu gỗ chịu tải - Phương pháp thử - Phần 1: Xác định độ bền bám dính trong độ bền trượt kéo khi dọc thớ)

[3] EN 302-2, Adhesives for load-bearing timber structures - Test methods - Part 2: Determination of resistance to delamination (Chất kết dính dùng cho kết cấu gỗ chịu tải - Phương pháp thử - Phần 2: Xác định độ bền tách)

[4] EN 15416-2, Adhesives for load bearing timber structures other than phenolic and aminoplastic,- Test methods - Part 2: static load test of multiple bondline specimens in compression shear (Chất kết dính không phải phenolic và aminoplastic dùng cho kết cấu gỗ chịu tải - Phương pháp thử - Phần 2: Thử nghiệm tải trọng tĩnh của mẫu thử chứa nhiều lớp mạch keo khi trượt nén)

[5] EN 15425, Adhesives - One component polyurethane, for load bearing timber structures - Classification and performance requirements (Chất kết dính - Polyurethan một thành phần dùng cho kết cấu gỗ chịu tải - Phân loại và yêu cầu tính năng)