Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14123:2024 (ISO 19210:2017) về Keo dán - Keo dán gỗ nhiệt dẻo dùng trong ứng dụng phi kết cấu - Xác định độ bền kéo trượt của mối ghép chồng

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14123:2024

ISO 19210:2017

KEO DÁN - KEO DÁN GỖ NHIỆT DẺO DÙNG TRONG ỨNG DỤNG PHI KẾT CẤU - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN KÉO TRƯỢT CỦA MỐI GHÉP CHỒNG

Adhesives - Wood adhesives thermoplastic for non-structural applications - Determination of tensile shear strength of lap joints

Lời nói đầu

TCVN 14123:2024 hoàn toàn tương đương với ISO 19210:2017

TCVN 14123:2024 do Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

 

KEO DÁN - KEO DÁN GỖ NHIỆT DẺO DÙNG TRONG ỨNG DỤNG PHI KẾT CẤU - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN KÉO TRƯỢT CỦA MỐI GHÉP CHỒNG

Adhesives - Wood adhesives thermoplastic for non-structural applications - Determination of tensile shear strength of lap joints

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các thử nghiệm đối với keo dán cho gỗ và các sản phẩm có nguồn gốc từ gỗ để đánh giá khả năng chịu nước nóng và lạnh

Tiêu chuẩn này có thể được sử dụng để đánh giá độ bền của màng keo.

Tiêu chuẩn không áp dụng cho keo dán sử dụng cho kết cấu hoặc để sản xuất ván dăm, ván sợi và ván dán.

Tiêu chuẩn này không thay thế các thử nghiệm trên sản phẩm đã hoàn thiện.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc 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 sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 14122 (ISO 19209), Adhesives - Classification of thermoplastic wood adhesives for non-structural applications (Keo dán - Phân loại keo dán gỗ - keo nhiệt dẻo cho các ứng dụng phi kết cấu).

ISO 5893, Rubber and plastics test equipment - Tensile, flexural and compression types (constant rate of traverse) - Specification [Thiết bị thử nhựa và cao su - Các tính chất thử, kéo, uốn và nén (tốc độ di chuyển không đổi) - quy định kỹ thuật].

EN 923, Adhesives - Terms and definitions (Keo dán - Thuật ngữ và định nghĩa).

EN 12765, Classification of thermosetting wood adhesives for non-structural applications (Phân loại keo dán gỗ nhiệt dẻo cho các ứng dụng phi kết cấu).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng một số thuật ngữ và định nghĩa được nêu trong EN 923 và những thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Màng keo (thin bond line)

Màng kết dính ở mối ghép chồng, thông thường lớp keo có chiều dày là 0,1 mm.

3.2

Keo dán - Keo dán gỗ nhiệt dẻo (adhesives - wood adhesives thermoplastic)

Keo dán gỗ có thành phần chính là nhựa nhiệt dẻo và đã được chuẩn bị để dán gỗ.

4  Nguyên tắc

Mối ghép chồng đơn kết dính đối xứng giữa hai chi tiết gỗ đối xứng được xử lý ở các điều kiện cụ thể và được kéo cho đến khi mối ghép chồng bị phá hủy bởi một lực kéo song song với thớ gỗ.

5  An toàn

Người sử dụng tiêu chuẩn này phải hiểu biết về các nguyên tắc cơ bản của phòng thí nghiệm thông thường.

Tiêu chuẩn này không nhằm mục đích giải quyết tất cả các vấn đề về an toàn lao động, nếu có, liên quan với việc sử dụng tiêu chuẩn này.

Người sử dụng có trách nhiệm thiết lập các quy định về sức khỏe và an toàn lao động nhằm đảm bảo phù hợp với bất cứ điều kiện quy định nào.

6  Thiết bị, dụng cụ

Máy thử nghiệm phải là máy có tốc độ di chuyển đều như được miêu tả trong ISO 5893. Nếu không có máy thử nghiệm này, cần gia tải với tốc độ không đổi để phá hủy mẫu trong khoảng thời gian được quy định trong Điều 7.5.

Các ngàm kẹp phải kẹp chặt mẫu thử bằng cái nêm và cho phép tự căn chỉnh thẳng hàng trong khi mẫu thử đang được kéo.

7. Cách tiến hành

7.1  Chuẩn bị mẫu dán

Chuẩn bị hai tấm ván gỗ sồi hoặc gỗ có tính chất tương đương (xem hình 1) thẳng thớ, chưa xử lý hơi quá nhiệt, đã được xử lý ổn định, có khối lượng riêng là (700 ± 50) kg/m³ ở độ ẩm là (12 ± 1) %. Các tấm ván có thể được chuẩn bị từ các tấm gỗ khác nhau trừ khi có yêu cầu là giảm tối đa sự khác biệt trong gỗ khi tiến hành các thử nghiệm so sánh đặc biệt.

Đảm bảo góc được tạo bởi vòng năm và bề mặt dán là nằm trong khoảng từ 30° đến 90°.

Các tấm ván được cắt vuông góc với thớ gỗ với chiều dài là bội số của 300 mm với độ dư cần thiết để cắt ngang và dọc thớ với chiều rộng xấp xỉ 130 mm, chiều rộng cho phép của vết cắt được chỉ ra trong Hình 1

Đối với các thử nghiệm sử dụng 2 tấm ván có chiều dày là (5,0 ± 0,1) mm.

Kích thước tính bằng mm

CHÚ DẪN:

l₁  Chiều dài mẫu thử: (150 ± 5) mm;

b  Chiều rộng mẫu thử: (20,0 ± 0,2) mm;

s  Chiều dày mẫu thử: (5,0 ± 0,1) mm.

Hình 1 - Ví dụ về tấm ván để dán được đánh dấu để cắt thành các mẫu thử riêng lẻ sử dụng lưỡi cưa có bề rộng 2,5 mm

Đối với các thử nghiệm thông thường, các tấm ván được xử lý ổn định ở nhiệt độ (20 ± 2) °C và độ ẩm tương đối (65 ± 5) % hoặc ở nhiệt độ (23 ± 2) °C và độ ẩm tương đối (50 ± 5) % sau đây được gọi là không khí tiêu chuẩn (20/65) hoặc (23/50) trong khoảng thời gian tối thiểu là 7 ngày.

Chuẩn bị mẫu dán bằng việc quét/phủ màng keo mỏng (xấp xỉ 0,1 mm). Không được để lâu hơn 24 h trước khi dán, bề mặt để dán được bào phẳng hoặc đánh nhẵn (sử dụng giấy nhám với cỡ hạt P100 theo ISO 6344-2). Loại bỏ bụi và không được chạm vào bề mặt vật dán đã được chuẩn bị hoặc để mẫu tiếp xúc với đất.

Tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất keo dán liên quan đến các điều kiện áp dụng, bao gồm chuẩn bị keo dán, lượng keo dán sử dụng, keo dán được tráng trên một mặt hay cả hai mặt vật dán, thời gian xếp phôi, và độ lớn, thời gian của áp lực ép và báo cáo về chúng trong báo cáo thử nghiệm.

Khi không có hướng dẫn của nhà sản xuất, áp dụng các điều kiện dưới đây:

- Keo dán được tráng trên cả hai mặt;

- Lượng keo tráng: (150 ± 10) g/m²;

- Thời gian tráng keo (open asembly time): (120 ±10) s;

- Thời gian xếp phôi (closed asembly time): (180 ±10) s;

- Thời gian ép: 2 h.

- Áp suất ép (0,7 ± 0,1) N/m m².

Dán hai tấm ván với chiều dày 5 mm như Hình 1 với áp lực được phân bố đồng đều trên bề mặt tấm ván.

7.2  Chuẩn bị mẫu thử

Sau khi dán ép, mẫu thử được ổn định ở điều kiện không khí tiêu chuẩn trong Điều 7.1. Thời gian xử lý ổn định có thể dài hơn nếu có khuyến nghị của nhà sản xuất. Sau khi dán ít nhất 5 ngày, tiến hành cắt mẫu thử.

Cắt 5 dải theo chiều dọc thớ với chiều rộng b = (20 ± 2) mm từ mỗi tấm đã được dán lại với nhau, không cắt ở phần 7,5 mm ở phần mép/ cạnh tấm ván như Hình 1. Sau đó cắt các dải này để tạo các mẫu thử với chiều dài l₁ = (150 ± 5) mm như Hình 2.

Mẫu thử được cắt bằng cách cắt phẳng với chiều rộng vết cắt là (2,5 ± 0,5) mm ở mặt cắt ngang vuông góc với thớ gỗ ở giữa mẫu thử sao cho chiều dài của phần chồng lên nhau l₂ = (10,0 ± 0,2) mm (xem Hình 2). Vết cắt được thực hiện để tách các lớp gỗ đã được dán với nhau, cần phải cắt cẩn thận để đảm bảo rằng vết cắt hoàn toàn cắt qua màng keo, nhưng chỉ xâm nhập càng ít càng tốt vào lớp gỗ khác của mối dán.

CHÚ DẪN:

l₁  Tổng chiều dài của mẫu thử: (150 ± 5) mm;

l₂  Chiều dài của phần chồng lên nhau (chiều dài bề mặt được thử); (10,0 ± 0,2) mm;

s  Chiều dày của tấm ván: (5,0 ± 0,1) mm;

b  Chiều rộng mẫu thử (chiều rộng bề mặt được thử); (20,0 ± 0,2) mm;

α  Góc được tạo bởi vòng năm và bề mặt dán nằm trong khoảng từ 30°đến 90°.

Hình 2 - Mẫu thử mối dán có màng keo mỏng

7.3  Số lượng mẫu thử

Hai mươi mẫu thử cho mỗi một điều kiện thử nghiệm đã được lựa chọn.

7.4  Xử lý trước khi tiến hành thử nghiệm độ bền kéo trượt màng keo

Đặt các mẫu thử đã được xử lý ổn định như quy định trong Điều 7.2 vào điều kiện phù hợp tiếp theo.

Đảm bảo các mẫu thử được đặt nằm ngang, không chạm vào nhau và được kê đỡ sao cho không tạo ra ứng suất trên các mẫu thử.

CHÚ THÍCH: Để phân loại một chất kết dính tuân theo TCVN 14122:2024 (ISO 19209) hoặc EN 12765, các trình tự xử lý phù hợp được nêu trong bảng 2 của TCVN 14122:2024 (ISO 19209) hoặc EN 12765:2016.

7.5  Thử nghiệm độ bền kéo trượt màng keo

Thử các mẫu thử được mô tả ở Hình 2 và Hình A1 (Phụ lục A).

Kẹp hai đầu của mẫu thử trong các ngàm của máy thử với chiều dài kẹp 40 mm đến 50 mm. Đảm bảo lực tác dụng vào trung tâm và trên mặt phẳng mối ghép chồng. Tiến hành kéo mẫu cho đến khi mối ghép chồng bị phá hủy. Ghi lại lực kéo lớn nhất, F_max, tính bằng niutơn (N).

Đối với các thử nghiệm so sánh các keo dán và để phân loại một keo dán vào cấp độ độ bền được nêu trong TCVN 14122:2024 (ISO 19209) hoặc EN 12765, thử nghiệm được tiến hành với tốc độ xấp xỉ 50 mm/min đối với các keo dán nhiệt dẻo (xem TCVN 14122:2024 (ISO 19209).

Nếu không có máy có tốc độ dịch chuyển con trượt không đổi, phải sử dụng một máy với tốc độ tải không để phá hủy mẫu sau 5 s đến 15 s đối với keo dán nhiệt dẻo (xem TCVN 14122:2024 (ISO 19209) và 30 s đến 60 s đối với keo dán nhiệt rắn (xem EN 12765).

8  Biểu thị kết quả

Độ bền, τ, tính bằng niutơn trên milimet vuông (N/mm²) sử dụng công thức (1)

(1)

Trong đó:

F_max Lực kéo lớn nhất tính bằng niutơn (N);

A  Diện tích bề mặt thử tính bằng milimet vuông (mm²);

l₂  Chiều dài phần thử tính bằng milimet (mm);

b  Chiều rộng phần thử tính bằng milimet (mm).

9  Báo cáo kết quả

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các nội dung:

a) Dữ liệu về keo dán:

1) Loại và xuất xứ keo dán;

2) Số lô hoặc dấu hiệu khác của việc nhận dạng duy nhất keo dán được sử dụng;

3) Số lượng các thành phần và phương pháp làm việc (quy trình chuẩn bị và sử dụng keo dán);

4) Cấp độ bền (chỉ mang tính thông tin).

b) Chuẩn bị mẫu thử và thử nghiệm:

1) Tên khoa học của loại gỗ;

2) Độ ẩm gỗ;

3) Dữ liệu đặc trưng liên quan đến qui trình dán dính (ví dụ, thông tin về lượng keo dán, thời gian mở và thời gian đóng, áp lực ép, nhiệt độ ép và thời gian ép);

4) Xử lý đặc biệt bề mặt ván được dán dính;

5) Thời gian từ khi kết thúc quá trình ép đến khi cắt mẫu thử;

6) Số lượng mẫu thử;

7) Các xử lý theo điều kiện được áp dụng;

8) Tốc độ dịch chuyển hoặc thời gian yêu cầu để phá hủy mẫu.

c) Kết quả thử nghiệm và dữ liệu về cấp độ bền:

1) Độ bền, τ, tính bằng N/mm² của 20 mẫu thử được làm tròn đến 0,1 N/mm²;

Kết quả thử nghiệm, trong đó phá hủy xảy ra trong gỗ ở các giá trị dưới mức quy định tối thiểu là không có giá trị. Các mẫu thử bị xoắn, uốn cong hoặc có các biểu hiện bất thường khác về hình dạng là hợp lệ nếu đạt được các yêu cầu, ngoài ra nếu kiểm tra bằng mắt cho thấy keo dán không được dán đúng cách, kết quả không hợp lệ. Tất cả các kết quả hợp lệ và không hợp lệ phải được báo cáo. Các giá trị không hợp lệ phải được giải thích trong báo cáo;

2) Chỉ số về tỷ lệ phá hủy gỗ theo tỷ lệ phần trăm (%) được phân loại như sau: 0 %, 25 %, 50 %, 75 % , 100 % gỗ phá hủy (giá trị trung bình của tất cả các mẫu thử);

3) Mô tả các đặc thù riêng xuất hiện ở phần phá hủy;

4) Các sai khác so với tiêu chuẩn này, nếu cần thiết;

5) Chỉ số của cấp độ bền được chỉ ra trong ISO 19209 hoặc EN 12765;

6) Ngày phát hành báo cáo.

 

Phụ lục A

(Tham khảo)

Mẫu thử mối ghép chồng đơn

Đối với các thử nghiệm cho sản phẩm sử dụng trong nhà và keo dán gỗ đóng rắn nhanh, các mẫu thử mối ghép chồng/dán đơn như Hình A.1 có thể được sử dụng thay thế các mẫu thử như ở Hình 1 và Hình 2. Khi kẹp các mẫu thử này vào máy thử kéo, đảm bảo rằng lực tác dụng mằn trong mặt phẳng của màng keo và tác dụng vào trung tâm bằng cách sử dụng các miếng chêm hoặc các kẹp được thiết kế phù hợp.

Việc lựa chọn và dán miếng gỗ theo Điều 7.1 và 7.2

Khi dán các mẫu thử theo Hình A.1, Hai tấm ván xẻ nên được đặt miếng này lên mặt trên của tấm kia theo cách mà các góc của vòng tăng trưởng chạy theo hướng ngược nhau.

CHÚ DẪN:

l₁ Chiều dài của mẫu thử: (150 ± 2) mm;

l₂  Chiều dài chồng lên nhau của mối nối: (10 ± 0,2) mm;

l₃  Chiều dài của tấm ván thử: (80 ± 2) mm;

b  Chiều rộng của mẫu thử: (20 ± 0,2) mm;

s  Chiều dày của tấm ván thử: (5 ± 0,1) mm.

Hình A.1  Mẫu thử mối ghép đối với thử nghiệm trong nhà (mẫu thử mối ghép chồng đơn đối với thử nghiệm kéo trượt)

 

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO 6344-2, Hạt mài, - Phân tích cỡ hạt - Phần 2: Xác định sự phân bố cỡ hạt của hạt lớn (macrogrits) P12 đến P220 (Abrasive particles, - Particle size analysis - Part 2: Determining the particle size distribution of large particles (macrogrits) P12 to P220).