Gỗ dán keo là gì?

Gỗ dán keo, được biết đến rộng rãi trong thương mại với cái tên glulam, đang định hình lại cách các kiến ​​trúc sư và kỹ sư nghĩ về việc xây dựng gỗ nhịp dài. Thay vì dựa vào một khúc gỗ xẻ đơn lẻ, các lớp gỗ xẻ mỏng đã được phân loại được sấy khô, ghép nối và ép lại với nhau bằng chất kết dính kết cấu để tạo thành một bộ phận có thể hoạt động tốt hơn gỗ nguyên khối có cùng kích thước. Bài viết này xem xét thực chất glulam là gì, nó được sản xuất như thế nào, tại sao bản thân việc xếp lớp lại cải thiện hiệu suất và nơi nó có xu hướng xuất hiện trong các tòa nhà thực.

Gỗ dán keo thực chất là gì

Gỗ dán keo được sản xuất bằng cách liên kết nhiều lớp gỗ xẻ kích thước khô, đã được phân loại độ bền với nhau bằng chất kết dính kết cấu bền, chống ẩm được áp dụng dưới nhiệt và áp suất. Nó không chỉ đơn giản là gỗ được xếp chồng lên nhau và dán một cách ngẫu nhiên; kiểm soát độ ẩm, loại bỏ các khuyết tật như nút thắt và xử lý chất kết dính hoàn toàn dưới áp suất duy trì cho phép các lớp riêng lẻ chia sẻ tải trọng theo cách mang lại cho thành viên hoàn thiện độ cứng và độ ổn định kích thước của một khúc gỗ xẻ nguyên khối hiếm khi sánh bằng . Phần hoàn thiện có thể được sản xuất dưới dạng dầm thẳng, cột hoặc giàn hoặc được ép thành hình vòng cung hoặc hình cong tùy thuộc vào yêu cầu của thiết kế, do đó vật liệu mang cả nhiệm vụ kết cấu và phần lớn đặc điểm nhìn thấy được của tòa nhà.

Lựa chọn và chuẩn bị nguyên liệu thô

Các nhà sản xuất thường bắt đầu với các loại gỗ mềm như gỗ vân sam, cây thông hoặc cây thông phương Nam, được chọn để có thớ đều và hàm lượng nhựa vừa phải, rồi cưa chúng thành những tấm ván dày khoảng 20 đến 45 mm trước khi sấy khô trong lò đến độ ẩm gần bằng độ ẩm của môi trường xây dựng hoàn thiện. Sau khi khô, mỗi tấm ván được phân loại riêng lẻ và các phần có nút thắt lớn hoặc thớ chéo được cắt ra và nối lại bằng khớp ngón tay. Điều này làm lan truyền các điểm yếu của mỗi lớp ghép trên các vị trí khác nhau trong bộ phận thay vì để chúng xếp chồng lên nhau thành một mặt cắt ngang duy nhất, đó là phần lớn lý do tại sao hiệu suất cơ học của dầm nhiều lớp có xu hướng ổn định hơn so với phần gỗ nguyên khối có kích thước tương đương.

Tại sao cấu trúc phân lớp lại cải thiện hiệu suất tải

Độ bền của một khúc gỗ thường bị giới hạn bởi điểm yếu nhất của nó, chẳng hạn như nút thắt hoặc điểm lắc, và một khi điểm đó bị tải vượt quá khả năng chịu tải của nó, khả năng chịu tải của cả khúc gỗ sẽ giảm mạnh. Gỗ ép chia độ dày thành nhiều lớp mỏng được kiểm tra, ghép ngón tay và sửa chữa riêng biệt trước khi kết hợp lại, điều này bù đắp về mặt thống kê ảnh hưởng của bất kỳ điểm yếu nào. Thử nghiệm trên nhiều kích thước mặt cắt cho thấy rằng, đối với mặt cắt ngang tương đương, gỗ dán thường có độ bền uốn và độ cứng cao hơn so với gỗ nguyên khối được cắt từ một khúc gỗ , cùng với ít biến thể hơn từ mảnh này sang mảnh khác, cho phép các kỹ sư làm việc với giới hạn an toàn nhỏ hơn và sử dụng ít vật liệu hơn về tổng thể.

Hệ thống kết dính và chất lượng liên kết

Đường dính giữa các lớp không phải là ngẫu nhiên; nó được thiết kế để truyền ứng suất cắt giữa các lớp mà không trở thành điểm yếu của tổ hợp. Chất kết dính cấu trúc dựa trên resorcinol và melamine là những lựa chọn phổ biến vì chúng chống lại sự rão dưới tải trọng liên tục và giữ được trong các chu kỳ làm ướt và sấy khô lặp đi lặp lại. Các nhà sản xuất thường xuyên kiểm tra chất lượng liên kết thông qua các thử nghiệm tách lớp và khối cắt trên các mẫu cắt được lấy từ quá trình sản xuất, vì đường keo được xử lý kém sẽ không thể nhìn thấy được từ bên ngoài của dầm thành phẩm.

Khả năng định dạng và biểu hiện kiến trúc

Trước khi keo khô hoàn toàn, các lớp mỏng vẫn đủ linh hoạt để được ép trong khuôn thành các hình dạng cong, hình vòm hoặc phức tạp hơn, sau đó được khóa vĩnh viễn tại chỗ sau khi keo đông lại. Đặc tính này làm cho glulam rất phù hợp với mái phòng tập thể dục, phòng triển lãm và mái vòm nhà thờ, nơi cần có nhịp cong lớn và nó cho phép các kiến ​​trúc sư giữ được độ ấm của bề mặt gỗ trong khi theo đuổi các dạng chảy sẽ tốn kém để đạt được hiệu quả kinh tế bằng thép hoặc bê tông.

Hiệu suất thời tiết và lửa

Keo dán kết cấu được liên kết bằng chất kết dính chống thấm nước có thể được chỉ định để sử dụng ngoài trời khi kết hợp với lớp phủ bảo vệ giúp quản lý sự giãn nở và co lại do mưa và độ ẩm thay đổi gây ra. Khi tiếp xúc với ngọn lửa trần, bề mặt bên ngoài dần dần cháy thành than và lớp than này dẫn nhiệt kém, làm chậm quá trình truyền nhiệt sang phần gỗ chưa cháy bên dưới nó. Tốc độ cháy đạt được tương đối có thể dự đoán được, cho phép các kỹ sư tính toán kích thước phần bổ sung cần thiết để giữ khả năng chịu tải trong một khoảng thời gian xác định, trái ngược với thép, loại thép có độ bền có thể giảm mạnh và không có nhiều cảnh báo khi đạt đến nhiệt độ cao.

Lớp than hình thành trong lửa không làm suy yếu chùm tia glulam đều từ ngoài vào trong; nó bảo vệ lõi đủ lâu để tính toán cấu trúc có thể dự đoán được thay vì trở thành phỏng đoán.

Ứng dụng phổ biến

Glulam xuất hiện trong các dầm mái của các nhà thi đấu thể thao và phòng triển lãm, các giàn cong của nhà ga sân bay, cấu trúc chính của cầu đi bộ và cầu dành cho phương tiện giao thông nhịp ngắn, khung mái vòm của các phòng hòa nhạc, và ngày càng xuất hiện nhiều trong các khung chịu lực của các tòa nhà dân cư và văn phòng nhiều tầng. Nó thường được kết hợp với các sản phẩm tấm như gỗ nhiều lớp, trong đó glulam chịu tải trọng dầm và cột tuyến tính và các tấm chịu tải trọng trong mặt phẳng của sàn và tường, cho phép toàn bộ cấu trúc chính của tòa nhà được xây dựng bằng gỗ trong khi vẫn đạt được nhịp và tầng mà dự án cần.

Làm việc cùng với các sản phẩm gỗ kỹ thuật khác

Trong công việc khai thác gỗ khối điển hình, glulam hiếm khi làm việc một mình. Các tấm gỗ ép chéo tạo thành sàn và tường, gỗ dán nhiều lớp xử lý các thanh dầm và đầu cột có nhịp ngắn hơn, còn glulam đảm nhận các dầm và cột dài hơn, chịu tải nặng hơn, trong đó phần đặc cần phải lớn một cách không thực tế. Việc lựa chọn trong số các sản phẩm này thường phụ thuộc vào chiều dài nhịp, đường dẫn tải và lượng khung cần được để lộ ra ngoài thay vì ẩn sau lớp hoàn thiện.

Khi các quy định xây dựng ở ngày càng nhiều khu vực mở rộng cho phép chống cháy và kết cấu đối với công trình xây dựng bằng gỗ khối lượng lớn hơn, glulam đã chuyển từ một vật liệu đặc biệt được sử dụng chủ yếu trong nhà kho, nhà thờ và các cơ sở thể thao thành một lựa chọn thông thường hơn cho khung nhà cao tầng, cầu và các công trình công cộng có nhịp dài, đồng thời vẫn giữ được vẻ ấm áp về thị giác đã thu hút các kiến ​​trúc sư đến với gỗ ở nơi này.