BS EN 15416——承重木结构用胶粘剂(酚醛与氨基塑料除外)试验方法标准系列

Adhesives for load bearing timber structures other than phenolic and aminoplastic — Test methods(2007~2017 版)

📐 BS EN 15416 系列是欧洲标准化委员会(CEN)制定的承重木结构用胶粘剂(酚醛树脂与氨基塑料类除外)试验方法标准系列,英国由 BSI 等同采用,由英国技术委员会 PRI/52(胶粘剂)负责参与制定,ICS 分类号 83.180。承重木结构(如胶合木 Glulam、木结构构件)依靠结构胶粘剂将木材粘合在一起,胶缝的长期耐久性与蠕变性能直接决定结构的安全与寿命。与酚醛(phenolic)和氨基塑料(aminoplastic,如脲醛、三聚氰胺)类胶粘剂不同,本系列针对的其他胶种(如聚氨酯、异氰酸酯、环氧等)需要通过专门的长时、循环气候与蠕变试验来验证其结构适用性。BS EN 15416 系列提供了这些试验方法,第 1、3 部分为 2017 版,第 2 部分为 2007 版。

💡 木结构胶缝长期性能的关键是”蠕变”与”耐久性”:胶粘剂在持续荷载与气候变化(温湿度循环)下的变形与强度退化,比短期强度更能反映真实服役行为。BS EN 15416 正是围绕这一点设计试验。

一、标准适用范围与系列组成 📌

本系列适用于承重木结构(结构木材与木制品)用胶粘剂的试验方法,适用于除酚醛树脂与氨基塑料以外的结构胶粘剂。系列由五个分部组成:

标准分部中文主题试验方法
BS EN 15416-1:2017垂直于胶缝的长期拉伸载荷试验(温室试验)循环气候条件下,试件垂直于胶缝加载的长期拉伸蠕变/耐久性试验
BS EN 15416-2:2007多胶缝试件压缩剪切静载试验多个胶缝试件在压缩剪切下的静态载荷试验
BS EN 15416-3:2017循环气候条件下弯曲剪切蠕变试验试件在弯曲剪切加载下的蠕变变形试验
BS EN 15416-4:2017胶缝耐久性/其他试验(扫描)其他耐久性与性能试验方法
BS EN 15416-5:2017补充性能试验(扫描)补充的强度与性能试验方法
⚠️ 本系列针对”酚醛与氨基塑料除外”的结构胶粘剂。酚醛、脲醛/三聚氰胺等氨基塑料胶粘剂有各自的适用标准(如 EN 301、EN 302 等),不可混用。

二、长期载荷与蠕变试验(第 1、3 部分) 🔧

BS EN 15416-1:2017 规定垂直于胶缝的长期拉伸载荷试验(俗称”温室试验”,glass house test):将胶合试件在循环温湿度气候条件下持续加载,载荷方向垂直于胶缝,监测试件随时间产生的变形与失效时间,用于评估胶缝在长期荷载与环境耦合作用下的蠕变与耐久性。该试验通常需要持续较长时间(数周至数月),模拟结构在真实气候下的长期行为。

BS EN 15416-3:2017 规定循环气候条件下弯曲剪切蠕变试验:试件在弯曲剪切作用下经受温湿度循环,测量并记录蠕变变形随时间的发展,评定胶缝的抗蠕变能力。蠕变变形过大将导致胶合构件变形超限甚至失效,是木结构设计的重要控制指标。

✅ 结构胶粘剂的选型不能只看短期剪切强度,必须结合长期蠕变与耐久性试验。蠕变试验时间长、条件严苛,但能真实反映胶缝在服役环境下的可靠性,是胶合木等承重结构用胶的关键验证手段。

三、静态剪切试验(第 2 部分) 🔥

BS EN 15416-2:2007 规定多胶缝试件压缩剪切静载试验:采用具有多个胶缝(multiple bondline)的试件,在压缩剪切载荷下测定胶缝的剪切强度。与单缝试件相比,多缝试件可减少木材本体破坏的影响、更稳定地评估胶层剪切性能,并便于统计处理。试验给出破坏载荷、剪切强度、破坏模式(胶层破坏/木材破坏)与统计分析结果,是结构胶粘剂性能评定的基础试验之一。

四、工程实践应用 🛠️

  • 🔍 胶粘剂选型与认证:承重木结构用胶应通过本系列及相关标准试验,确认满足结构强度与耐久性要求,并获得相应认证。
  • 🔧 胶合工艺控制:按胶粘剂产品要求控制涂胶量、开放/闭合时间、压力与养护条件,保证胶缝质量。
  • 📊 蠕变与长期性能评估:对承受持续荷载的胶合构件,按第 1、3 部分试验评估长期蠕变,控制设计使用荷载下的变形。
  • 📋 质量追溯:建立胶粘剂批次、胶合工艺参数与试验结果的追溯记录,作为结构验收与长期维护依据。

五、常见问题解答 ❓

❓ 问:为什么结构胶粘剂要做长期蠕变试验?
答:木结构胶缝长期承受持续荷载与气候变化,蠕变会导致变形累积甚至失效。短期强度不能反映长期行为,因此需要专门的长期载荷与蠕变试验。
❓ 问:”温室试验”是什么?
答:温室试验(glass house test)指在循环温湿度气候条件下,对垂直于胶缝加载的试件进行长期拉伸载荷试验,模拟真实环境下的长期胶缝行为。
❓ 问:多胶缝试件与单胶缝试件有何不同?
答:多胶缝试件通过多个胶缝分担载荷,减少木材本体破坏的干扰,更稳定地测定胶层剪切强度,并便于统计处理。
🔍 问:本系列为什么排除酚醛与氨基塑料胶粘剂?
答:酚醛、脲醛/三聚氰胺等胶粘剂已有各自的结构用胶标准(如 EN 301、EN 302 等),本系列针对的是其他胶种(如聚氨酯、环氧等)的试验方法。
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