标准和测试:确保大型木结构建筑的粘接性能

你有没有想过有什么措施来确保使用交叉层压木材(CLT)和胶合层压木材(胶合木)的粘合剂的耐久性?? 本文详细回答了这个问题, 解释如何评估这些材料的湿度和火灾条件，以及为什么符合美国标准.S. 标准使得热致分层不再是问题. 

大型木结构建筑在数十年的使用中保持结构健全的能力在很大程度上依赖于用于制造木材元件的粘合剂的性能. 和任何人造建筑产品一样, 作为制造和认证过程的一部分，CLT和胶合木需要进行性能测试和评估, 根据适用的制造标准, 参考控制建筑规范.

对于CLT，这是指ANSI/APA PRG 320:性能等级交叉层压木材标准. 对于胶合木，它是ANSI A190.结构胶合层压木材产品标准. 在美国，任何用于皇冠2登录welcome或多家庭应用的CLT和胶合材料产品.S. 必须根据2303节的相关标准进行认证.1.4 (CLT)和2303.1.国际建筑规范(IBC)第3条(胶合木). 在每个标准中都有确保粘合剂在潮湿和火灾条件下性能的方法.

评价胶粘剂的防潮性能

通过反映材料最终使用条件要求的评估，确保粘合剂耐湿. PRG 320第1节指出:

CLT面板应使用在干燥条件下使用, 例如在大多数有盖结构中, 在美国，实木的平均平衡水分含量低于16%.S.在美国，一年不超过15%，在加拿大不超过19%. 符合本标准规定的CLT板旨在抵抗由于施工延误或其他类似严重情况可能发生的湿气对结构性能的影响.

有关木材平衡含水率随周围环境变化的更多信息, 参见WoodWorks出版物, 多层木结构的收缩调节.

IBC中提到的另一个基于木材的设计标准是美国木材委员会的木结构国家设计规范®(NDS®). 第十节.1.5 . CLT在使用中湿度条件的类似要求:  

10.1.5服务条件

参考设计值反映干工况, 在使用中的水分含量小于16%的地方, 就像在大多数有盖结构中一样. 除非经交叉层压木材制造商特别许可，否则交叉层压木材不得用于较高湿度的使用条件.

PRG 320第6节.3.1引用了几个ASTM和ANSI测试标准来评估CLT构件的粘接防潮性能:

6.3.1美国的要求.S.

CLT中使用的粘合剂应符合ANSI 405的要求，但有以下例外:

1. 第二节.1.不需要ANSI 405的第6条，并且
2. CSA 0177小尺度火焰试验(第2节.1.7和3.应使用与结构胶合层压木材样品尺寸和几何形状相同的CLT样品(见注6)进行。.

ANSI 405:结构胶合层压木材用胶粘剂标准进一步要求根据以下测试标准评估胶合板(以及通过PRG 320的CLT)中使用的胶粘剂, 其中包括防潮和粘合耐久性测试.

• ASTM D2559:在外部暴露条件下使用的粘合结构木制品用粘合剂的标准规范

• ASTM D1151:湿气和温度对粘合剂影响的标准实施规程

• ASTM D7247:在高温下评价层压木制品粘结强度的标准试验方法

• ASTM D1183:耐实验室循环老化条件的胶粘剂的标准操作规程

而这些测试中的一些评估粘合剂在外部暴露的应用, 这是一种保守的方法, 如上所述, CLT的使用仅限于干在役应用. 在美国，所有用于皇冠2登录welcome和多家庭应用的CLT和胶合层材料.S. 是否需要接受这些测试.

评价胶粘剂的防火性能

在解决与大量木材(特别是clt)中使用的粘合剂的防火性能相关的问题时，一个常见的话题是热致分层. 几年前, 美国国家消防协会(NFPA)的消防研究基金会(FPRF)开始了一个名为, 高层木结构建筑的消防安全挑战. 作为这个项目的一部分, 研究人员进行了一系列设计火灾的隔室试验，以评估受保护和不受保护的CLT隔室的性能. 这些测试与由国际规范委员会高层木结构建筑特设委员会制定的隔间防火测试程序没有直接关联或联系. 在FPRF系列中, 隔间试验是用CLT进行的，有不燃保护. 这些试验的结果是，在没有受保护的大块木材的情况下，舱内的火灾基本上是自动熄灭的. 隔间测试也进行了大量暴露的CLT，其中没有使用洒水装置来控制火灾. 在某些配置中, 舱内物品烧坏后，舱内火焰不衰减、不自熄. 在这些结构中，发生了热诱导的CLT分层. 这种分层导致胶线在炭前缘接近时失效. 薄薄的薄片掉到了地板上, 将未烧焦的木材表面暴露在新的层压板上, 是什么促成了火的再生.

由于将火灾控制在原隔室内是高层建筑防火的一个重要性能目标, NFPA FPRF和美国木材委员会领导了进一步的研究，以确定测试方法，以识别何时会发生热致分层. PRG 320随后进行了修订，纳入了CLT生产中使用的粘合剂的新强制性测试. 该试验评价粘合剂的高温性能, 并且旨在排除使用允许CLT热致分层的粘合剂, 如PRG 320第6节所述.3.3:

6.3.3美国的高温性能要求.S. 和加拿大

粘合剂应根据附件B进行评估并符合高温性能要求.

请注意7. 高温性能评估的目的是识别和排除在完全发展的火灾冷却阶段允许CLT炭层脱落导致火灾再生的粘合剂的使用.

通过2018和2019版PRG 320认证的所有CLT中使用的粘合剂都需要通过此测试. 这种有价值的变化有助于保证按标准制造的CLT满足高层建筑的性能要求. 然而, 而测试最初的重点是用于高大木结构类型的CLT, 所有获得PRG 320认证的北美和欧洲CLT制造商已获得2018年或2019年版本的认证, 这意味着在任何建筑类型和建筑规模中使用符合PRG 320的CLT，热致分层导致火灾再生是一个不存在的问题.