DIN 52185 Thử nghiệm gỗ - Xác định cường độ nén song song với hướng sợi

DIN 52185 Thử nghiệm gỗ - Xác định cường độ nén song song với hướng sợi

Tiêu chuẩn "DIN 52185 Thử nghiệm gỗ - Xác định cường độ nén song song với vân gỗ", do Viện Tiêu chuẩn hóa Đức (DIN) phát triển, mô tả phương pháp xác định cường độ nén của gỗ song song với vân gỗ bằng cách sử dụng các mẫu nhỏ, không tì vết. Các giá trị cường độ nén được xác định theo tiêu chuẩn này không thể dễ dàng áp dụng cho các cấu kiện kết cấu vì cường độ của chúng phụ thuộc vào kích thước và chất lượng của gỗ (đặc điểm sinh trưởng, khuyết tật của gỗ). Tiêu chuẩn này đã bỏ qua quy trình thử nghiệm để xác định mô đun Young.

DIN 52185 Thử nghiệm gỗ - Xác định cường độ nén song song với hướng sợi

Đối với mục đích của tiêu chuẩn này, cường độ nén đề cập đến lực tối đa phát triển dưới tải trọng nén so với mặt cắt ngang ban đầu của mẫu vật.

Để xác định cường độ nén của gỗ theo chiều vân gỗ, cần có các thiết bị thử nghiệm sau:

  • Thiết bị đo chiều dài (micrômét hoặc tương tự) cho phép xác định kích thước mẫu với độ chính xác 0,1 mm.
  • Máy thử nén (ví dụ: máy thử nén hoặc máy thử kéo theo tiêu chuẩn DIN 51 221 hoặc máy thử nén Loại 1 theo tiêu chuẩn DIN 51223 và DIN 51220) là thiết bị trong đó mẫu được nén giữa hai tấm thép tôi phẳng, đặt ở giữa. Ít nhất một trong hai tấm thép phải được lắp đặt di động trên một thân hình cầu và có thể di chuyển theo phương thẳng đứng.
  • Thiết bị đo lực phải hỗ trợ đo lực nén tối đa lên đến 1 phần trăm.

Để xác định cường độ nén, nên sử dụng mẫu hình khối có mặt cắt ngang hình vuông và chiều dài cạnh 20 mm bất cứ khi nào có thể. Đối với gỗ có vân gỗ rất không đều, đặc biệt là những loại có diện tích vân gỗ đan xen rộng, nên sử dụng kích thước mặt cắt ngang lớn hơn (chiều dài cạnh lên đến 50 mm) nếu có thể, để ghi lại ít nhất năm vòng sinh trưởng hoặc vùng sinh trưởng. Chiều dài (chiều cao) của mẫu theo hướng vân gỗ nên nằm trong khoảng từ 1,5 mm đến 3 mm. Bề mặt mẫu phải phẳng và nhẵn để có thể xác định kích thước với độ chính xác 0,1 mm. Sản xuất nên được thực hiện trong môi trường có kiểm soát khí hậu, đảm bảo các bề mặt đối diện song song, đặc biệt là các bề mặt đầu, và các bề mặt liền kề vuông góc với nhau.

Trước khi thử nghiệm, mẫu phải được bảo quản trong môi trường ẩm cho đến khi đạt trọng lượng không đổi trong điều kiện khí hậu tiêu chuẩn (nhiệt độ 20°C ± 1°C và độ ẩm tương đối 65% ± 3%, theo DIN 50014). Trong môi trường được kiểm soát khí hậu, trọng lượng không đổi được coi là đạt được nếu trọng lượng mẫu không thay đổi quá 0,1% so với lần cân trước đó sau mỗi 24 giờ.

Trong lĩnh vực kỹ thuật vật liệu và lâm nghiệp, các quy trình thử nghiệm tiêu chuẩn là rất cần thiết để đảm bảo chất lượng, độ tin cậy và an toàn của các sản phẩm gỗ được sử dụng trong xây dựng, đồ nội thất và các ứng dụng công nghiệp khác nhau. Một trong những tiêu chuẩn cơ bản này là DIN 52185. Tiêu chuẩn này cung cấp một phương pháp nghiêm ngặt để đánh giá cường độ nén của gỗ theo hướng vân gỗ. Mặc dù các tiêu chuẩn hiện đại của châu Âu và quốc tế đã phát triển để kết hợp hoặc thay thế các yếu tố của tiêu chuẩn này, DIN 52185 vẫn là một tài liệu tham khảo cơ bản.

Tiêu chuẩn DIN 52185 được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu về một phương pháp thống nhất để đánh giá các đặc tính cơ học của gỗ dưới tác động nén, một yếu tố quan trọng đối với các ứng dụng kết cấu như dầm, cột và các cấu kiện chịu lực trong các tòa nhà. Trước khi có các tiêu chuẩn này, các phương pháp thử nghiệm rất đa dạng, dẫn đến sự không nhất quán trong các đặc tính vật liệu và đánh giá an toàn.

Mặc dù tiêu chuẩn này chưa chính thức bị bãi bỏ, nhưng nó đề xuất việc chuyển đổi sang các tiêu chuẩn mới như "DIN EN 408 Kết cấu gỗ - Gỗ kết cấu và gỗ dán - Xác định một số tính chất vật lý và cơ học", được xây dựng dựa trên và cải tiến các quy trình ban đầu. Tuy nhiên, DIN 52185 vẫn còn hiệu lực.

Mục đích chính của tiêu chuẩn này là xác định cường độ nén của gỗ song song với thớ gỗ, một đặc tính cơ học cơ bản đo lường mức độ chịu tải của mẫu gỗ dưới tác động nén dọc trục trước khi bị phá hủy. Thử nghiệm này rất quan trọng đối với:

  • Thiết kế kết cấu: Các kỹ sư sử dụng dữ liệu để tính toán khả năng chịu tải an toàn cho các thành phần gỗ trong cầu, mái nhà và khung.
  • Kiểm soát chất lượng: Các nhà sản xuất đảm bảo tuân thủ các quy định xây dựng bằng cách đánh giá tính đồng nhất của lô sản xuất gỗ.
  • Nghiên cứu và phát triển: Các nhà khoa học nghiên cứu sự khác biệt giữa các loài gỗ, tác động của quá trình xử lý (ví dụ như sấy khô hoặc tẩm hóa chất) và ảnh hưởng của môi trường đến độ bền.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các mẫu gỗ nguyên khối, thường lấy từ gỗ mềm hoặc gỗ cứng, và không áp dụng cho các sản phẩm gỗ công nghiệp như gỗ dán hoặc gỗ dán nhiều lớp, trừ khi có quy định khác. Tiêu chuẩn này nhấn mạnh việc thử nghiệm theo chiều dọc thớ gỗ, đây là hướng mạnh nhất của gỗ do sự sắp xếp của các sợi cellulose.

Bằng cách chuẩn hóa các biến số như kích thước mẫu, tốc độ tải và tiêu chí gãy, DIN 52185 giảm thiểu lỗi thử nghiệm và đảm bảo kết quả có thể so sánh được giữa các phòng thí nghiệm và quốc gia.

Tiêu chuẩn DIN 52185 phác thảo một giao thức thử nghiệm nén đơn giản nhưng nghiêm ngặt, được thiết kế cho các máy thử nghiệm đa năng thường thấy trong các phòng thí nghiệm vật liệu. Quy trình này chủ yếu bao gồm các bước sau:

  • Chuẩn bị mẫu: Chọn các mẫu gỗ sạch, không tì vết, kích thước 20 mm x 20 mm x 300 mm (mặt cắt x chiều dài), chiều dài song song với chiều vân gỗ. Các mẫu được đưa đến độ ẩm tiêu chuẩn (thường là 12% đối với gỗ xây dựng) trong buồng điều hòa được kiểm soát để mô phỏng các điều kiện sử dụng. Kích thước và khối lượng ban đầu được đo chính xác.
  • Chuẩn bị: Mẫu được đặt thẳng đứng giữa các tấm tải của máy thử, đảm bảo các bề mặt cuối phẳng và vuông góc với hướng sợi. Một lực tải nhẹ (khoảng 1% tải trọng tối đa dự kiến) được áp dụng để định vị mẫu một cách chắc chắn.
  • Tải trọng và thử nghiệm: Lực nén được tác dụng với tốc độ không đổi 1 mm/phút cho đến khi phá hủy, được định nghĩa là tải trọng giảm 10% sau khi đạt đến mức uốn cong/nứt vỡ biểu kiến ​​hoặc tối đa. Dữ liệu tải trọng-biến dạng được ghi lại liên tục để vẽ đường cong ứng suất-biến dạng. Tốc độ thử nghiệm đảm bảo điều kiện gần như tĩnh, tránh các hiệu ứng động.
  • Tính toán và báo cáo: Tính toán cường độ nén bằng cách chia tải trọng tối đa cho diện tích mặt cắt ngang ban đầu. Kết quả được báo cáo cùng với mô đun đàn hồi, nếu được tính từ đường cong. Thông tin chi tiết về loài gỗ, mật độ và bất kỳ bất thường nào cũng được bao gồm.

Cần phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa an toàn như sử dụng tấm chắn bảo vệ xung quanh máy để ngăn ngừa nguy cơ bị mảnh vỡ bắn vào.

Tiêu chuẩn DIN 52185 đã tác động sâu sắc đến ngành công nghiệp gỗ bằng cách cung cấp dữ liệu đáng tin cậy cho các quy định thiết kế liên quan đến kết cấu gỗ ở Châu Âu. Ví dụ, các giá trị cường độ nén thu được từ thử nghiệm này xác định ứng suất cho phép trong các quy chuẩn xây dựng, giúp giảm thiểu thiết kế quá mức và lãng phí vật liệu.

Tiêu chuẩn này được sử dụng trong các lĩnh vực ứng dụng sau:

  • Xây dựng: Dùng để kiểm tra dầm gỗ dán cho các tòa nhà gỗ cao tầng.
  • Sản xuất đồ nội thất: Đảm bảo chân bàn hoặc khung ghế chịu được tải trọng hàng ngày.
  • Nghiên cứu: Nghiên cứu so sánh cây trồng ở vùng khí hậu nhiệt đới và ôn đới để sử dụng tài nguyên bền vững.

Cuối cùng, DIN 52185 minh chứng cho sức mạnh của các tiêu chuẩn ngắn gọn, thiết thực trong việc thúc đẩy đổi mới và an toàn. Bằng cách chuẩn hóa thử nghiệm áp suất theo kết cấu, tiêu chuẩn này đã cho phép các kỹ sư tự tin xây dựng bằng gỗ. Dù trong xưởng cưa di động hay phòng thí nghiệm nghiên cứu tiên tiến, các nguyên tắc của tiêu chuẩn này vẫn tiếp tục củng cố tính toàn vẹn về mặt kết cấu của thế giới.

Tổ chức của chúng tôi, với kinh nghiệm hoạt động nhiều năm và luôn theo sát sự phát triển khoa học công nghệ toàn cầu, sở hữu đội ngũ nhân viên lành nghề và cơ sở hạ tầng rộng lớn để thực hiện các thử nghiệm, đo lường và phân tích trong nhiều lĩnh vực cho các doanh nghiệp thuộc mọi ngành nghề. Trong bối cảnh này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo tiêu chuẩn DIN 52185 "Thử nghiệm gỗ - Xác định cường độ nén song song với hướng vân gỗ".

WhatsApp