NCh2148
INDICE Página Preámbulo
IV
1
Alcance y campo de aplicación
1
2
Referencias
1
3
Requisitos
1
4
Madera a Usar
2
4.1 Especie maderera.
2
4.2 Madera aserrada.
2
5
2
Adhesivos
5.1 Tipos de adhesivos.
2
5.2 Adhesivos para uso interior.
2
5.3 Adhesivos para uso exterior.
3
5.4 Ensayo de adhesivos.
3
6
3
Uniones de extremos
6.1 Elaboración.
3
6.2 Tipos de uniones de extremos.
4
6.3 Espaciamiento de las uniones de extremos.
6
6.4 Uniones de canto.
6
7
7
Láminas
I
NCh2148
INDICE Página 7.1 Contenido de humedad.
7
7.2 Defectos.
8
7.3 Elaboración.
8
7.4 Parches.
9
8
9
Proceso de encolado de láminas
8.1 Preparación de las láminas.
9
8.2 Preparación del adhesivo.
9
8.3 Aplicación del adhesivo.
10
8.4 Prensado.
10
9
12
Maduración
10 Dimensiones y Tolerancias
12
10.1 Dimensiones y formas.
12
10.2 Tolerancias
12
10.3 Curvatura o rectitud
12
10.4 Ortogonalidad de la sección transversal
13
11 Clasificación por aspecto de elementos estructurales
13
11.1 Clases definidas.
13
12 Inspección y ensayos
14
12.1 General.
14
II
NCh2148
INDICE
Página
12.2 Por parte del fabricante.
14
13.3 Por parte de una entidad de certificación
16
13 Marcado e identificación
19
Anexo A - A.1 Ensayo de cizalle a través del adhesivo.
24
A.2 Ensayo de ciclo de delaminación.
26
A.3 Ensayo de flexión para uniones de extremos.
28
A.4 Ensayo de tracción para uniones de extremos.
30
A.5 Criterio y procedimiento para analizar los ensayos de uniones de extremos.
31
A.6 Medición del adhesivo esparcido.
32
Anexo B
37
III
NORMA CHILENA OFICIAL
Madera laminada inspección
encolada
NCh2148.Of89
estructural
-
Requisitos
e
Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh2148 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Corporación Chilena de la Madera, CORMA Empresa Nacional de Electricidad S.A., ENDESA Instituto Forestal, INFOR Instituto Nacional de Normalización, INN Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU, División Técnica de Estudio y Fomento TRADEMA Ltda. Universidad Católica de Chile Universidad de Talca, Escuela Ingeniería Forestal
Mario Wagner M. Ralph Sharpe B. Alberto Campos B. Fernando Morales V. Alejandro Pastene Vicente Pérez G. Francisco Osorio M. Jorge Pizarro C. Daniel Súnico H. Alfredo Alvarez O. Ivan Bravo V. Eduardo Madrid Z. Emilio Cuevas I.
Esta norma se estudió para establecer los requerimientos mínimos exigibles a los elementos estructurales de madera laminada encolada, usando Pino Radiata. Además, proporciona pautas para la fabricación de dichos elementos. IV
NCh2148 Esta norma concuerda parcialmente con la norma norteamericana “AMERICAN INSTITUTE TIMBER CONSTRUCTION AITC 117-84 – MANUFACTURING”. El anexo A forma parte del cuerpo de la norma. El anexo B no forma parte del cuerpo de la norma, se inserta sólo a título informativo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 9 de Mayo de 1989. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto Nº71 del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, de fecha 21 de Junio de 1989, publicado en el Diario Ofical N°33426 del 19 de Julio de 1989.
V
NORMA CHILENA OFICIAL
Madera laminada inspección
encolada
NCh2148.Of89
estructural
-
Requisitos
e
1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece los requisitos mínimos que se deben cumplir en la producción de madera laminada encolada estructural, incluyendo madera, adhesivo, proceso de laminación, tamaños y tolerancias. Establece, además, los procedimientos de inspección y ensayos, el proceso de control de calidad a desarrollar por el fabricante, las funciones del organismo encargado de la inspección y control de calidad. 1.2 Estas especificaciones no excluyen el uso de aquellas técnicas y materiales que esta norma no menciona, siempre que el fabricante pueda comprobar, mediante ensayos apropiados, que la calidad y eficacia de ellos es igual o mejor que aquellos descritos en esta norma.
2 Referencias NCh2149 NCh2150 NCh2151
Madera - Madera aserrada - Determinación del módulo de elasticidad en flexión - Método de ensayo no destructivo. Madera laminada encolada - Clasificación mecánica y visual de madera aserrada de Pino Radiata. Madera laminada encolada estructural - Vocabulario.
3 Requisitos 3.1 La seguridad de cumplir los requisitos de esta norma la debe dar el control de calidad permanente que aplique el fabricante en las diferentes operaciones de producción, además de las inspecciones y ensayos que realice una Entidad de Certificación. Esto último debe incluir: 1
NCh2148 a)
control de cada etapa del proceso de producción;
b)
inspección visual de los elementos terminados; y
c)
esayos físicos y mecánicos en probetas extraídas de muestras representativas del producto terminado.
4 Madera a usar 4.1 Especie maderera Para los efectos de esta norma la madea debe ser de Pino Radiata (pinus radiata D. DON).
4.2 Madera aserrada 4.2.1 La madera aserrada debe ser seleccionada y clasificada de acuerdo con la norma NCh2150. 4.2.2 El espesor neto de la madera aserrada no debe exceder de 50 mm.
5 Adhesivos 5.1 Tipos de adhesivos Los adhesivos a usar en madera laminada estructural deben ser del tipo: a)
uso interior, de acuerdo con párrafo 5.2; y
b)
uso exterior, de acuerdo con párrafo 5.3.
Los adhesivos compuestos exclusivamente de urea, no deben ser usados en la fabricación de madera laminada estructural. Las partidas de adhesivos deben estar rotuladas con el nombre del fabricante, el nombre comercial, la fecha de fabricación y vida útil de almacenamiento. Los elementos laminados que se comercialicen sin conocer su destino, deben ser fabricados con adhesivos para uso en exteriores, a menos que se especifique de otra forma.
5.2 Adhesivos para uso interior Cuando se espera que el contenido de humedad de la madera, en condiciones de servicio, no exceda de 16% durante períodos prolongados o repetitivos, se acepta el uso de adhesivos que cumplan con ASTM D 3024. Este tipo de adhesivo no debe ser usado si el contenido de humedad de la madera excede de 16%, o si la madera laminada se trata químicamente después del encolado. 2
NCh2148 5.3 Adhesivos para uso exterior Los adhesivos para uso exterior que cumplan con ASTM D 2559 pueden ser usasdos para todas para las condiciones de humedad, exigiéndose su uso cuando se espera que el contenido de humedad de la madera exceda de 16% durante períodos prolongados o repetitivos de servicio. Si su consulta un tratamiento químico de la madera, antes o después del encolado, deben emplearse adhesivos de uso exterior. Las combinaciones de adhesivo que contiene urea no sonaceptadas en la fabricación de madera laminada para la cual se recomienda un tratamiento con preservantes. La combinación urea-melamina puede ser usada cuando el contenido de resina sólida de malamina es, por lo menos, 60% del peso total de resina sólida de la combinación y cumple, además, los requisitos de ASTM D 2559. Se prohibe el uso de esta combinación cuando las condiciones de servicio incluyan simltáneamente un contenido de humedad de la madera mayor que 16% y una temperatura igual o mayor que 50 °C.
5.4 Ensayo de adhesivos Todo nuevo adhesivo debe ser ensayado de acuerdo con párrafos A.1 y A.2 del anexo A, a fin de determinar su resistencia y durabilidad.
6 Uniones de extremos 6.1 Elaboración 6.1.1 Para conformar láminas de longitud mayor que el largo de las piezas de madera aserrada clasificada, éstas deben ser unidas por sus extremos, de acuerdo a las especificaciones de esta norma. El corte necesario para materializar la unión debe tener exactitud y limpieza, no presentando desgarramientos, desprendimiento o aplastamiento de las fibras de la madera en el extremo a unir. La precisión de la máquina de corte debe ser tal que al unir las piezas sin adhesivos con una leve presión, el ajuste de las superficies no permita la penetración de un calibre de 0,1 mm de espesor, en cualquier punto de la unión. 6.1.2 El tipo de adhesivo debe ser el señalado en párrafo 5.1; el proceso de encolado de las uniones de extremos debe seguir las especificaciones de párrafos 8.2 y 8.3, con las necesarias modificaciones impuestas por el tipo de unión de extremo usado, para el esparcido del adhesivo, tiempo de ensamblado, aplicación de la presión y tiempo de fraguado.
3
NCh2148 6.2 Tipos de uniones de extremos 6.2.1 Unión inclinada Este tipo de unión de extremo puede ser: a)
fabricado antes del proceso general de encolado de las láminas, formando así una lámina de longitud igual al largo del elemento a fabricar; o
b)
materializado simúltaneamente con el proceso general de encolado de láminas.
En ambos casos se deben tomar las precauciones necesarias para asegurar que la unión sea mantenida en su posición durante el prensado, de modo que se cumplan los requisitos siguientes: i)
la presión requerida debe ser mantenida en toda la superficie de la unión hasta que el adhesivo fragüe. Se logra así el desarrollo total de la resistencia de la unión;
ii)
el diámetro de los nudos y agujeros que existan en la superficie inclinada del corte no debe excede de ¼ del ancho nominal de la madera ocupada en las láminas de elementos tradiccionados y en las zonas exteriores ( 10% de la altura) de elementos, flexionados.
iii)
si la unión de materializa con el proceso general de encolado de láminas, se debe asegurar la posición de las piezas a unir con clavos o tarugos de madera;
iv)
la inclinación mínima del plano de bisel debe ser 1:10, (ver figura 1).
6.2.2 Unión endentada 6.2.2.1 La orientación del ensamblaje puede ser cualquier de los tipos siguientes: a) orientación perpendicular: el perfil de los dientes aparece sobre el ancho de la pieza; b) orientación paralela: el perfil de los dientes aparece sobre el canto de la pieza. 6.2.2.2 La forma geométrica de los dientes debe tener las características especificadas en la norma DIN 68-140 para ensambles de elementos estructurales que estarán sometidos a severos esfuerzos mecánicos. 6.2.2.3 La madera, en la zona de la unión, no debe contener nudos con excepción de los casos señalados en la tabla 1.
4
NCh2148 Tabla 1 - Diámetros máximos admitidos en o cerca de la zona de una unión endentada
UBICACION DE LA LAMINA UNIDA CON UNIONES ENDENTADAS UBICACION DEL NUDO DE DIAMETRO dn 1)
EN ELEMENTOS FLEXIONADOS, EN: EN ELEMENTOS TRACCIONADOS
En la unión endentada En zona adyacente a la unión y a una distancia, δ , medida en dirección paralela al eje de la pieza
Si: δ = dM
4)
Se acepta un nudo ocasional con: dn ≤ 10 mm Se aceptan nudos con: dn ≤ 12 mm
Igual al valor entre: dn ≤ 10 mm δ= 2 dM δ=150 mm
2)
EN ELEMENTOS COMPRIMIDOS Se acepta un nudo ocasional con: dn ≤ 12 mm Se aceptan nudos con: dn ≤ 19 mm dn ≤ 12 mm
2)
ZONAS QUE NO ESTEN TRACCIONADAS
EL 10% EXTE- EL 10 % RIOR DE ZONAS EXTERIOR TRACCIONADAS DE ZONAS COMPRIMIDAS Se acepta un Se acepta un nudo ocasional 2) nudo ocasional 2) con: con: dn ≤ 12 mm dn ≤ 12 mm Se aceptan Se aceptan nudos con: nudos con: dn ≤ 12 mm dn ≤ 12 mm
Se acepta un nudo ocasional con: dn ≤ 12 mm Se aceptan nudos con: dn ≤ 12 mm
dn ≤ 10 mm
dn ≤ 12 mm
dn ≤ 10 mm
NOTAS 1)
dn = diámetro del nudo máximo admisible en o cerca de la unión endentada.
2)
Nudo ocasional = nudo que se presenta a lo sumo en el 5% de las uniones.
3)
δ = distancia del nudo a la unión ententada, medida entre el borde del nudo más cercano a la unión y el punto más próximo de la unión.
4)
dM = diámetro del nudo máximo admitido en el grado de la lámina, medido en dirección paralela al eje de la pieza.
5
NCh2148 6.3 Espacimiento de las uniones de extremos 6.3.1 Medición del espaciamiento entre uniones de extremos En elementos laminados formados por láminas fabricadas con una pieza en su ancho: a)
el espacimiento entre uniones inclinadas, du, se mide como la distancia entre los vértices de las mismas, a lo largo de la superficie encolada común entre láminas individuales adyacentes (ver figura 2 a). Además, si se traza un plano perpendicular al eje del elemento laminado que intercepte el extremo de una unión inclinada ubicada en una lámina, no debe interceptar otra unión inclinada, ubicada en una lámina adyacente (ver figura 2 b);
b)
el espacimiento entre uniones endentadas se determina midiendo, según una dirección parelela a los ejes longitudinales de las láminas individuales, la distancia entre sectores similares de uniones en láminas adyacentes (ver figura 2 c).
6.3.2 Requisitos 6.3.2.1 Se deben evitar las concentraciones de uniones de extremos, (ver subpárrafo 7.3.3 y 7.3.4). 6.3.2.2 Elementos traccionados La distancia entre uniones de extremos ubicadas en una misma lámina o en láminas adyacentes, debe ser igual o mayor que 150 mm. 6.3.2.3 Elementos comprimidos No se restringe la distancia entre uniones de extremos existentes en una misma lámina o en láminas adyacentes. 6.3.2.4 Elementos flexionados Para láminas ubicadas en zonas traccionadas se aplica el requisito de subpárrafo 6.3.2.2. Para aquellas de zonas comprimidas y en arcos, se aplica el requisito de subpárrafo 6.3.2.3. 6.3.2.5 En elementos laminados formado con láminas constituidas por dos o más piezas unidas por sus cantos (ver figura 3), las distancias entre las uniones de extremos que aparecen en una misma lámina y en láminas adyacentes, deben ser mayores que 150 mm.
6.4 Uniones de canto 6.4.1 Uniones de canto encoladas Las uniones de canto no requieren de encolado, excepto cuando corresponden a piezas que se diseñan específicamente para solicitaciones paralelas a las caras de las láminas 6
NCh2148 (laminación vertical) y en aquellas en las cuales las tensiones efectivas de cizalle exceden el 50% de los valores de diseño en cizalle paralelo, calculados éstos con la sección transversal total. Para este caso no existe restricción respecto al espacimiento entre uniones del mismo tipo, ubicadas en láminas adyacentes. 6.4.2 Uniones de canto sin adhesivo Cada unión de canto de elementos laminados horizontalmente, que no es encolada antes del proceso general de unión de láminas, debe distanciarse lateralmente de aquellas ubicadas en láminas adyacentes. Este espaciamiento, d, debe ser igual o mayor que el espesor neto común de las láminas, ver figura 4. Este espaciamiento no es exigido cuando las uniones de canto son encoladas antes del proceso de laminación. 6.4.3 Cuando las láminas se conforman con dos o más piezas de madera aserrada sin encolar sus cantos, se exige que la suma de las separaciones entre los cantos no exceda de los valores señalados en la tabla 2. Tabla 2 - Separaciones máximas admisibles entre cantos de elementos laminados horizontalmente
ANCHO DEL ELEMENTO LAMINADO, mm ≤ 250 300 380 > 380
SUMA DE LAS SEPARACIONES ENTRE CANTOS, mm, PARA LAMINAS EXTERNA EXTERNA INTERNA EN TRACCIONADA COMPRIMIDA ZONAS TRACCIONADAS O COMPRIMIDAS 10 6 6 12 6 6 19 6 6 Extrapolar 6 6 linealmente
OBSERVACIONES
Ver figura 5
6.4.4 Si el elemento laminado, fabricado con láminas conformadas por varias piezas no unidas por sus cantos, se debe usar a la intemperie (uso exterior) será necesario rellenar la separación de los cantos de la lámina exterior, mediante un sellante o parche de madera.
7 Láminas 7.1 Contenido de humedad 7.1.1 El contenido de humedad de las láminas, antes del encolado, debe cumplir las siguientes especificaciones: a) Si la humedad de equilibrio del lugar donde el elemento laminado prestará servicio es: menor que 16%: - cada lámina debe tener un contenido de humedad menor que 16% 7
NCh2148 - el contenido de humedad promedio del elemento laminado debe ser igual a la humedad de equilibrio acordada entre fabricante y usuario, con una tolerancia de ± 2%. b) Si la humedad de equilibrio del lugar donde el elemento laminado prestará servicio es: igual o mayor que 16%: - cada lámina debe tener un contenido de humedad menor que 20%. c) La variación del contenido de humedad a lo largo de una lámina y entre láminas adyacentes de un elemento laminado no debe exceder de 3%. d) La variación del contenido de humedad entre las láminas que conforman un elemento estructural no debe exceder de 5%. 7.1.2 La determinación del contenido de humedad de las láminas debe realizarse de acuerdo con las estipulaciones de la norma NCh176/1.
7.2 Defectos 7.2.1 En las láminas se aceptará analaduras y arqueaduras de una magnitud tal que ellas pueden ser anuladas con la aplicación de la presión durante el prensado. 7.2.2 Las láminas pueden presentar arista faltante (canto muerto) siempre que el proceso de elaboración final del elemento desaparezca dicho efecto. 7.2.3 En el momento del encolado las superficies de las láminas deben estar cepilladas y libres de polvo, afloraciones de resinas o cualquier sustancia que pueda afectar el proceso de encolado.
7.3 Elaboración 7.3.1 Se acepta una tolerancia de ± 0,4 mm para el espesor definido para las láminas. Lo anterior es aplicable a cualquier punto de la longitud o del ancho de la lámina. 7.3.2 Si la lámina se conforma con dos o más piezas unidas por sus cantos, cada una de estas piezas debe pertenecer, al menos, al grado de calidad especificado para la lámina. 7.3.3 Las láminas de elementos estructurales que quedarán sometidos a tracción y aquellas ubicadas en el 10% exterior de zonas traccionadas de elementos flexionados, deben fabricarse con madera aserrada con longitudes mayores que 1,50m. Se exceptúan de esta exigencia los extremos de las láminas y piezas ocasionales (no más de dos por lámina) distribuidas en toda la longitud de la lámina. 7.3.4 En elementos comprimidos o en la zona comprimida de elementos flexionados, se pueden usar piezas de madera aserrada con longitudes menores que 1,50 m.
8
NCh2148 7.4 Parches 7.4.1 General Para cumplir o mejorar requerimientos de aspecto y donde el diseño estructural lo permita, un defecto puede ser removido y reemplazado por un parche de madera sana con un largo no mayor que el máximo defecto permitido en el grado de calidad de la madera usada. para su instalación se exige que: a)
el contenido de humedad del parche cumpla con las especificaciones señaladas en párrafo 7.1;
b)
el tipo de adhesivo sea el empleado para unir las láminas del elemento estructural;
c)
la dirección de la fibra del parche sea paralela a la fibra de la lámina que se repara; y
d)
la profundidad del parche cumpla con las estipulaciones de la tabla 3. Tabla 3 - Profundidad máxima admisible del parche
PROFUNDIDAD MAXIMA DEL PARCHE, p, PARA LAMINAS UBICADAS EN ELEMENTOS ANCHO NOMINAL DE LA LAMINA an mm
COMPRIMIDOS
TRACCIONADOS
FLEXIONADOS FUERA DEL 5% EN EL 5% EXTEEXTERIOR DE RIOR DE ZONAS ZONAS TRACCIONADAS TRACCIONADAS
an < 150
p ≤ 12 mm
p ≤ 6 mm
p ≤ 6 mm
p ≤ 12 mm
an ≥ 150
p ≤ 19 mm
p ≤ 10 mm
p ≤ 10 mm
p ≤ 19 mm
8 Proceso de encolado de láminas 8.1 Preparación de las láminas Debe efectuarse de acuerdo a loestipulado en párrafo 7.1; 7.2; 7.3 y 7.4.
8.2 Preparación del adhesivo La mezcla del adhesivo, el intervalo entre la mezcla y el esparcido, el esparcido, el tiempo de ensamblado, la presión de ensamblado, temperatura y tiempo de curado del adhesivo, deben cumplir con las recomendaciones establecidas por el productor el adhesivo usado. Los ingredientes sólidos para la mezcla del adhesivo deben ser determinados por su peso y los ingredientes líquidos, por su volumen. En la preparación del adhesivo se pueden usar equipos automáticos, con tal que las proporciones de la mezcla sean mantenidas entre los límites prescritos por el fabricante. 9
NCh2148 8.3 Aplicación del adhesivo Mezcla de adhesivo debe ser aplicada uniformemente sobre las superficies de las láminas en una cantidad adecuada que permita cumplir con los requerimientos exigidos en los ensayos que se incluyen en el anexo A de esta norma. La determinación del esparcido debe controlarse con el ensayo descrito en anexo A de esta norma. No se deben usar adhesivos para los cuales haya expirado la vida útil de almacenamiento o la vida útil de la mezcla, períodos éstos especificados por el fabricante del adhesivo usado. La temperatura de la mezcla debe ser medida con la suficiente frecuencia a fin de asegurarse que el tiempo útil de la mezcla del adhesivo no ha sido sobrepasado. La temperatura de la madera en el momento de aplicar el adhesivo, debe ser mayor que la temperatura especificada como mínima por el fabricante del adhesivo usado. En función de la temperatura de la madera y del ambiente deben aplicarse ajustes en el tiempo de ensamblado, esparcido y condiciones de fraguado. La eficiencia de estos ajustes quedará demostrada en los ensayos de cizalle a través del adhesivo (ver anexo A) y en el ciclo de delaminación (ver anexo A). Estos ensayos deben realizarse en probetas fabricadas con las temperaturas máximas y mínimas que se puedan dar en la fábrica, durante el proceso de fabricación.
8.4 Prensado 8.4.1 Presión La presión aplicada en las líneas de encolado debe ascender al menos a 0,7 MPa. En ningún caso la presión aplicada debe superar la tensión en comprensión normal a las fibras para el Pino Radiata. 8.4.2 Prensado La presión debe ser aplicada mediante prensas diseñads de modo que aseguren una presión uniforme sobre las caras de las láminas, (ver anexo B). El apriete debe iniciarse en el centro y progresar en forma continua y simultánea hacia los extremos del elemento en prensa. Se debe mantener la presión aplicada durante un período de tiempo que asegure un estrecho contacto entre las láminas y una película continua de adhesivo, la que debe ser verificada durante un período de tiempo comprendido entre 20 min y 60 min, después de su aplicación y antes que se inicie el fraguado del adhesivo. Este período depende de las condiciones ambientales que existan durante el prensado.
10
NCh2148 8.4.3 Prensas Para elementos rectos, las superficies de las prensas deben diseñarse de modo que ellas, tengan, como mínimo, igual ancho que las láminas a prensar. El espaciamiento S de las prensas debe ser igual al doble de la suma del espesor de la prensa, más el espesor de la placa de repartición, más el espesor de la primera lámina del elemento laminado. Las placas de distribución de presión deben ir a cada lado del elemento en prensa. Si esta placa es de madera, el espesor de ella debe ser al menos1/7 de la distancia definida entre prensas. No se acepta la colocación de clavos en la zona estructural del elemento, como reemplazo de la prensas. Después de extraer el elemento de las prensas y cepillar sus caras, todas las líneas de encolado deben aparecer esencialmente continuas. Para elementos curvos, la distancia entre prensas debe ser menor que para elementos rectos. Las prensas se deben disponer con un radio de curvatura R1 menor que el radio R de la estructura que se lamina, tal que:
R1 = k ⋅ R con
k =1 −
1 n2
en que: n = corresponde al número de láminas. En este caso también se debe usar placas de distribución de presión, uno a cada lado del elemento en prensa, en lo posible con una longitud continua. Cuando la altura del elemento a laminar exceda el ancho de la cepilladora de la planta, se debe laminar un paquete con la dimensión máxima compatible con la maquinaria, el que una vez madurado se cepilla. Posteriormente se le adicionan las láminas necesarias para completar la altura, las que se cepillarán con un herramienta portátil. No se permite el encolado de dos paquetes madurados para conformar un elemento homogéneo. En el encolado de vigas doble T destinadas a estructuras expuestas a la intemperie (pruebas), las láminas de las alas se encolan al alma, siguiendo el proceso descrito anteriormente.
11
NCh2148
9 Maduración Después del prensado, si el elemento laminado se almacena bajo techo y en reposo, a una temperatura comprendida entre 15°C y 20°C, el período mínimo de maduración debe ser: - 24 h, para elementos encolados con adhesivo de uso exterior. - 7 días, para elementos con adhesivo de uso interior. Estos tipos pueden ser reducidos si la temperatura de almcenamiento es superior a 20 °C.
10 Dimensiones y Tolerancias 10.1 Dimensiones y forma Las dimensiones y forma de la madera laminada se deben acordar entre usuario y productor, antes del proceso de producción.
10.2 Tolerancias Las tolerancias en el producto terminado, son: Ancho
: ± 2 mm
Altura
:+1% - 0,5%, con un máximo de 3 mm
Longitud
: L ≤ 6 m : ± 2 mm L > 6 m : ± 0,03%
10.3 Curvatura o rectitud En este caso la tolerancia es aplicable al término del proceso de fabricación, sin tomar en cuenta la deformación por peso propio. Tolerancia para una longitud : L ≤ 6 m: ± 6 mm L > 6 m: ± [6 mm + 0,5 • (L-6)] mm, con un máximo de 20 mm. en la fórmula: L se expresa en metros. Las tolerancias se aplican a elementos rectos o ligeramente curvados. No son aplicables a elementos curvos tales como arcos.
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NCh2148 10.4 Ortogonalidad de la sección transversal La ortogonalidad se determina ajustando un lado de una escuadra sobre la cara inferior o superior del elemento laminado y midiendo la desviación de la cara vertical respecto a la escuadra. La tolerancia admisible es: ± 1%, de la altura especificada, a menos que se estipule una sección transversal con forma especial.
11 Clasificación por aspecto de elementos laminados estructurales 11.1 Clases definidas 11.1.1 General Las descripciones que aquí se dan para las clases por aspecto, se deben aplicar a la calidad de las superficies (caras y cantos) de un elemento laminado estructural una vez terminada su fabricación, pero antes de un eventual tratamiento con pintura, barniz , u otro recubrimiento de protección. Los requisitos definidos para las diferentes clases no intentan modificar las especificaciones de fabricación o de servicio. Las tres clases que se describen pueden ser modificadas por el usuario de común acuerdo con el fabricante. 11.1.2 Clase arquitectónica Cada elemento laminado de esta clase debe presentar sus cuatro caras cepilladas y lijadas. Los huecos que aparecen en las caras deben ser rellenados. Los parches se fabrican con igual color, colocándose con sus fibras paralelas a las del elemento laminado. Las láminas exteriores deben estar libres de nudos sueltos y de agujeros y ser elegidas cuidadosamente de modo que coincidan en color y dirección de la fibra en las uniones de extremos. NOTA - Esta clase es recomendada para usos en los cuales el aspecto del elemento es de primera importancia. Los elementos arquitectónicos son aptos para pulirlos o barnizarlos.
11.1.3 Clase comercial Cada elemento debe presentar sus cuatro caras cepilladas. Los daños y manchas en las superficies no necesitan ser mejorados. Las láminas exteriores deben libres de nudos sueltos y de agujeros. NOTA - Se recomienda esta clase en usos en los cuales el elemento queda a la vista, pero donde el aspecto no es importante. No se recomienda pulir o barnizar las superficies. Una terminación aceptable es con pintura, la que no debe aplicarse antes que el elemento sea inspeccionado por calidad.
13
NCh2148 11.1.4 Clase industrial El elemento de esta clase se usa tal como sale de prensa. Los daños y manchas en las caras no necesitan ser mejorados. NOTA - Se recomienda esta clase en usos en los cuales el elemento queda oculto, o donde el aspecto no tiene importancia alguna. La manipulación del elemento debe ser cuidadosa pues, las puntas aguzadas del adhesivo escurrido desde la superficie encolada, pueden provocar heridas en la piel.
12 Inspección y ensayos 12.1 General El control del proceso de fabricación de elementos laminados estructurales tiene como finalidad asegurar que ellos cumplan con los requerimientos de esta norma. Los procedimientos de inspección y ensayos que se deben realizar, para lograr tal objetivo, son:
12.2 Por parte del fabricante Control diario de la producción, incluyendo: Comprobaciones en la línea de producción (ver subpárrafo 12.2.1). Ensayos físicos (ver subpárrafo 12.2.2) e Inspección visual (ver subpárrafo 12.2.3). 12.2.1 Comprobaciones en la línea de producción Se deben orientar hacia aquellas variables que pueden afectar la calidad del encolado, tales como: contenido de humedad de la madera, cepillado, temperatura ambiental, uniones de extremos y de cantos, encolado de las láminas, preparación del adhesivo, esparcido, tiempo de ensamblado, prensado y condiciones ambientales de la maduración. Las mediciones y comprobaciones se deben realizar con la debida precisión, especialmente si se produce una falla o un cambio en las máquinas y/o equipos, alteraciones en la temperatura ambiental, variación en el volumen de producción o reemplazos en el personal que participa en el proceso productivo. Todo lo anterior debe quedar registrado en el libro de Control de la Producción que debe mantener el fabricante, en la planta. 12.2.2 Ensayos físicos En la tabla 4 se incluye un resumen de los ensayos físicos de control de calidad, que se deben efectuar diariamente.
14
NCh2148 Tabla 4 - Resumen de los ensayos físicos para el control diario de la producción
ENSAYOS A REALIZAR EN
NUMERO DE MUESTRAS POR DIA
En uniones de láminas y/o de cantos 2)
UNIONES DE EXTREMOS
En uniones de láminas y/o de cantos (b) con adhesivo de uso exterior A ubicar en el 10% exterior de zonas traccionadas
1
1 1 por cada 200 uniones de extremos con un mínimo de 2 muestras
NUMERO REQUISITOS IDENTIFICACIÓN MINIMO DE DEL ENSAYO EN EL PROBETAS PARA REFERENCIA ANEXO A POR MUESTRA - Resistencia y A.1 “Ensayo de A.1.8.1 cizalle a través del 1) 6 adhesivo”. - Falla de madera A.2”Ensayo de ciclo - Delamina-ción 1 de delaminación” A.2.8 10 5
5
3 A ubicar fuera del 10% exterior de zonas traccionadas 3)
1
En uniones de extremos con adhesivo de uso exterior
1
6 3
1
A.3”Ensayo de flexión para uniones de extremos”. A.4”Ensayo de tracción para uniones de extremos”. A.3” Ensayo de flexión para uniones de extremo”. A.4”Ensayo de tracción para uniones de extremo”.
- Resistencia y - Falla de madera - Resistencia y - Falla de madera - Resistencia y - Falla de madera - Resistencia y - Falla de madera
A.2”Ensayo de ciclo - Delamina-ción de delaminación”.
A.3.8.1 y A.5 A.4.8.1 y A.5 A.3.8.1 y A.5 A.4.8.1 y A.5
A.2.8
NOTAS 1)
Ver tabla 6 de anexo A.
2)
Cuando la unión de canto sea un requerimiento estructural.
3)
Siempre que durante el día no se fabriquen uniones de extremos a ubicar en el 10% exterior de zonas traccionadas.
a)
Muestreo. El número de muestras diarias se incluye en la tabla 4. Todas las muestras deben ser seleccionadas al azar y cortadas de los extremos de las láminas o de los elementos laminados en producción o de elementos especialmente fabricados para el control. Tales muestras deben ser representativas de la producción.
En algunas situaciones y a fin de evaluar períodos específicos del proceso de producción que puede ser cuestionable, se permite obtener muestras suplementarias. b)
Ensayos. Los ensayos que se deben realizar se resumen en la tabla 4 y sus respectivas especificaciones se incluyen en el anexo A de esta norma. 15
NCh2148 12.2.3 Inspección visual Toda la producción debe ser inspeccionada visualmente para verificar los requerimientos de esta norma. Lo anterior implica la verificación de: a)
dimensiones (espesor, ancho y longitud);
b)
forma, curvatura y sección transversal;
c)
tipo, calidad y ubicación de las uniones de canto y de extremos;
d)
clasificación por aspecto;
e)
especie maderera y ubicación de los diferentes grados de las láminas;
f)
contenido de humedad;
g)
tipo de adhesivo; y
h)
continuidad y espesor de las líneas de encolado, el cual debe quedar comprendido entre 0,05 mm y 0,25mm. Si esto no se cumple debe investigarse el proceso de producción a fin de tener la certeza de que el elemento cumple los requerimientos de esta norma. La separación de las láminas (delaminación) debe ser evaluada en longitud y profundidad, a fin de tener la certeza de que sus magnitutes no afectan la integridad estructural de la pieza en una cantidad mayor que los efectos permitidos para el grado de calidad de las láminas comprometidas.
i)
12.3 Por parte de una Entidad de Certificación debidamente calificada por el INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION (INN), de acuerdo al Reglamento del INN para calificación de Organismos Oficiales de certificación de calidad. 1) La Entidad de Certificación será la encargada de emitir los certificados solicitados por usuarios o fabricantes de elementos laminados estructurales. Para ello es necesario que esta Entidad pueda: a)
Operar un sistema de inspección que analice la idoneidad del sistema de control de calidad de la fábrica.
b)
Proporcionar las facilidades y el personal para ejecutar la inspección y ejecutar los ensayos que se incluyen en el anexo A de esta norma.
c)
Resolver sobre la aptitud de la fábrica para producir de acuerdo con las especificaciones de esta norma.
d)
Mantener inspecciones periódicas sobre el proceso productivo de la fábrica y sobre la calidad del producto destinadas a confirmar el cumplimiento de las especificaciones de esta norma.
1
)
16
Publicado en el Diario Oficial de la República, el 11 de agosto de 1977.
NCh2148 e)
Dar vigor al apropiado uso de los certificados y marcas de calidad.
f)
Ser independiente del interés financiero de la fábrica que se controla, para lo cual no debe participar en la fabricación de parte alguna del producto que se ésta inspeccionando.
g)
Contar con un grupo de profesionales que arbitren conflictos usuario-fabricante y aconsejen sobre el sistema de control de calidad de la planta. Tal grupo de profesionales debe incluir: i)
una autoridad de reconocida independencia en el área industrial-forestal para presidir probables conflictos; e
ii)
por lo menos, un profesional con conocimientos y experiencia en diseño, fabricación y uso de madera laminada estructural.
iii)
La labor específica de la Entidad de Certificación debe ser la certificación de un determinado número de unidades de productos (lotes o patidas) de características previamente definidas. El procedimiento es el siguiente:
a)
Toma de muestras.
b)
Verificación de la calidad correspondiente, de acuerdo a los ensayos especificados en la presente norma.
c)
Otorgamiento del certificado de conformidad, válido sólo para el conjunto de unidades inspeccionadas.
d)
Colocación a cada una de ellas, de un sello distintivo de la Entidad de Certificación que acredite esta inspección de calidad y certificación.
12.3.1 Toma de muestra El número de muestras se incluyen en la tabla 5. subpárrafo 12.2.2. a).
El procedimiento es el descrito en
12.3.2 Verificación de la calidad Se realiza de acuerdo con los ensayos que se resumen en tabla 5 y cuyas especificaciones se detallan en el anexo A.
17
NCh2148 Tabla 5 - Resumen de los ensayos necesarios para la verificación de la calidad por parte de la entidad de certificación
ENSAYOS A REALIZAR EN
NUMERO IDENTIFICACIÓN NUMERO DEL ENSAYO MINIMO DE DE MUESTRAS PROBETAS EN EL ANEXO A
En uniones de láminas y/o de cantos 2) En uniones de láminas y/o de cantos 2) con adhesivo de uso exterior
3
2
18
1)
5
UNIONES DE EXTREMOS
25 A ubicar en el 10% exterior de zonas traccionadas
40 15
15 A ubicar fuera del 10% exterior de zonas traccionadas
En uniones de extremos con adhesivo de uso exterior Inspección visual
25 10
30
30
A.1 “Ensayo de cizalle a través del adhesivo”. A.2”Ensayo de ciclo de delaminación”
PARA - Resistencia y - Falla de madera - Delamina-ción
A.3”Ensayo de flexión para uniones de extremos”.
- Resistencia y
A.4”Ensayo de tracción para uniones de extremos”.
- Resistencia y
A.3” Ensayo de flexión para uniones de extremo”.
- Resistencia y
A.4”Ensayo de tracción para uniones de extremo”.
- Resistencia y
A.2”Ensayo de ciclo de delaminación.
- Delamina-ción
Según lo establecido en 12.2.3
NOTAS 1)
Ver tabla 6 en anexo A.
2)
Cuando la unión de canto sea un requerimiento estructural.
18
REQUISITOS
- Falla de madera
- Falla de madera
- Falla de madera
- Falla de madera
REFERENCIA A.1.8.1
A.2.8
A.3.8.1 y A.5
A.4.8.1 y A.5 A.3.8.1 y A.5
A.4.8.1 y A.5
A.2.8
NCh2148
13 Marcado e identificación 13.1 El elemento estructural de madera laminada que sea fabricado cumplimiendo las especificaciones de esta norma, debe ser marcado con los siguientes antecedentes: 1)
el nombre, marca comercial u otro tipo de identificación de la fábrica;
2)
el tipo de adhesivo;
3)
identificación de la Entidad de Certificación; y
4)
identificación de esta norma.
13.2 La ubicación de la marca debe ser tal que no afecte el aspecto del elemento. 13.3 Se recomienda la colocación de un número adicional a la marca a fin de que a través de él se pueda incluir: grado de calidad de las láminas, uso estructural del elemento (viga, columna, elemento traccionado, etc.), clase por aspecto, tratamiento químico, número de orden, forma de instalarlo, etc.
19
NCh2148
Figura 1 - Inclinación mínima del plano de bisel en una unión inclinada.
20
NCh2148
Figura 2 - Espaciamientos entre uniones de extremos.
21
NCh2148 Dimensiones en milímetros
Figura 3 - Distancias entre uniones de extremos en un elemento laminado con láminas de dos piezas en el ancho
22
NCh2148
Figura 4 - Espaciamiento de las uniones de canto no encoladas con el proceso general de uniones de láminas
Figura 5 - Suma de las separaciones entre cantos
23
NCh2148
Anexo A A.1 Ensayo de cizalle a través del adhesivo A.1.1. Alcance A.1.1.1 Este ensayo determina la resistencia alcizalle en la línea de encolado y el porcentaje de falla de madera en el área cizallada. A.1.1.2 Este enayo debe ser usado para evaluar la calidad de la unión encolada y la calidad de nuevos adhesivos antes de usarlos en la producción; para verificar la eficacia de adhesivos con diferentes componentes y para el control diario de calidad de uniones de láminas y de cantos. A.1.2 Resumen del método A.1.2.1 El método se basa en someter a cizalle el plano de encolado con una carga de dirección paralela a las fibras dela macera que se incrementa gradualmente, hasta llegar al punto de falla de la probeta. A.1.3 Aparatos de ensayo A.1.3.1 La máquina de ensayo debe ser capaz de medir las cargas de rotura con una precisión de ± 5 N y aplicarlas con una velocidad de carga de 0,6 mm/min ± 25%. La forma y el procedimiento de ensayo se describen en la NCh976. A.1.4 Probetas A.1.4.1 Cada probeta se debe marcar de modo que se pueda identificar el elemeento del cual fue cortado. A.1.4.2 En la figura 6 se presenta la forma y dimensiones de la probeta a usar. A.1.4.3 En la tabla 6 se puede obtener el número de probetas a ensayar. Tabla 6 - Número de probetas a ensayar NUMERO DE LINEAS DE ENCOLADO DEL ELEMENTO Igual o menor que 6 Sobre 6
NUMERO DE LINEAS DE ENCOLADO A ENSAYAR Las dos líneas de encolado exteriores y una línea de encolado central. No menos que 6 líneas de encolado, distribuidas en el elemento, incluyendo las dos líneas de encolado exteriores y una central.
A.1.5 Procedimiento A.1.5.1 Medir la altura, h y el ancho, e de la superficie encolada que se someterá a cizalle, con un mínimo de dos mediciones tomadas en los extremos de dicha superficie. A.1.5.2 Aplicar la carga según NCh976. 24
NCh2148 A.1.5.3 Registrar como carga máxima, Q la carga para la cual se obtiene la falla de la probeta. A.1.5.4 Después del ensayo, extraer de la probeta una muestra de 25 mm de longitud y de la misma sección transversal de la probeta, a fin de determinar en ella el contenido de humedad mediante las estipulaciones de NCh176/1. A.1.6 Registro de los datos A.1.6.1 Debe incluir el contenido de humedad de la madera, la carga de rotura, el área cizallada, el cálculo de la tensión de rotura por cizalle y el porcentaje de madera fallada en el área sometida a cizalle. A.1.7 Requisitos A.1.7.1 El promedio de los valores de resistencia al cizalle de las probetas ensayadas para evaluar: la calidad de un nuevo adhesivo, la efectividad de una combinación de adhesivos, la eficacia del encolado de las láminas o de los cantos, debe ser igual o mayor que 6,7 MPa. A.1.7.2 El promedio de los porcentajes de falla de madera en el área cizallada, calculado con todas las probetas ensayadas debe ser igual o mayor que 70%, tanto para adhesivos de USO INTERIOR como aquellos de USO EXTERIOR. A.1.8 Interpretación de los resultados A.1.8.1 Las probetas que tengan valores de resistencia menores que el promedio requerido y presentan valores de madera fallada iguales o mayores que 75%, pueden ser excluidas del cálculo del promedio total. Sin embargo, no más de un 20% de las probetas ensayadas pueden ser excluidas, para un grupo previamente definido. En este caso , se deben seleccionar probetas adicionales en una cantidad no superior a la correspondiente del grupo original, de acuerdo a norma NCh44. A.1.9 Informe A.1.9.1 Debe incluir los resultados (resistencia y falla de madera) de todas las probetas ensayadas, con notas apropiadas para individualizar las probetas adicionales que se requirieron. A.1.9.2 Debe incluir el contenido de humedad de cada una de las probetas ensayas. A.1.9.3 Correlacionar los resultados con producciones individualizadas o turnos específicos.
25
NCh2148 A.2 Ensayo de ciclo de delaminación A.2.1 Alcance A.2.1.1 Este ensayo describe un método para medir los efectos de la intemperie sobre las líneas de encolado, simulados mediante un ciclo acelerado de exposición al medio ambiente, en muestras extraídas de elementos laminados con adhesivos de uso exterior. A.2.1.2 Este ensayo es usado para evaluar la calidad de nuevos adhesivos, para verificar la eficacia de adhesivos con diferentes componentes y para el diario control de calidad de uniones de láminas y de cantos. A.2.2 Resumen del método a)
Las muestras provenientes de uniones de láminas y de uniones de extremos deben ser representativas de la producción. Ellas deben ser extraídas de elementos estructurales ya fabricados o de productos especialmente fabricados durante el proceso de productivo. Las probetas se someten a un ciclo de: vacío-presión e inmersión en un autoclave, seguido de un secado de corta duración en una estufa.
b)
La calidad de las líneas de encolado es evaluada a través de la delaminación que se puede presentar en las cabezas de la muestra.
A.2.3 Aparatos de ensayo A.2.3.1 Un autoclave diseñado para soportar una presión de 0,5 MPa, equipado con una bomba de vacío capaz de producir un vacío de 500 mm de mercurio en el interior del autoclave y una bomba u otro dispositivo que permita obtener 0,5 MPa de presión. A.2.3.2 Una estufa capaz de proveer y mantener una temperatura de hasta 70°C, a una humedad relativa comprendida entre 8% a 10% y una velocidad de circulación del aire interior de 2,5 m/s. A.2.4 Probeta A.2.4.1 La probeta debe ser representativa de la calidad producida en las líneas de encolado, pero no es necesario que ella contenga todas las líneas de encolado de un elemento determinado. Cada probeta debe tener una altura no superior a 150 mm. Para elementos laminados con altura total menor que 150 mm, la altura de la probeta debe ser igual a la altura del elemento. Se tomará una longitud constante de 75 mm para estas probetas, (ver figura 7). A.2.4.2 Las uniones de extremos se pueden exponer al ciclo de delaminación en forma individual o estar incluidas en la superficie de la probeta descrita en subpárrafo A.2.4.1.
26
NCh2148 A.2.5 Procedimiento A.2.5.1 Etapas de ciclo vacío-presión-inmersión. i)
Pesar y registrar el peso de cada probeta con una precisión de 1 g.
ii)
Colocar las probetas en el autoclave y colocarles pesos sobre ellas para mantenerlas sumergidas.
iii)
Introducir agua con una temperatura comprendida entre 18°C - 30°C hasta que las probetas estén totalmente sumergidas.
iv)
Separar las probetas de modo que todas sus cabezas estén libremente expuestas al agua.
v)
Aplicar un vacío de 500 mm de mercurio y mantenerlo durante 30 min.
vi)
Suspender el vacío y aplicar una presión de 0,50 ± 0,04 MPa, durante 2 h.
vii)
Secar las probetas durante 10 h con un flujo de aire a 70 °C, una humedad relativa de 8% a 10% y una velocidad de 2,5 ± 0,3 m/s. Cuando la velocidad del flujo de aire no puede ser medida con precisión, la probeta debe secarse hasta una disminución de 12 % a 15% de su peso original, durante un período de tiempo comprendido entre 10 a 15 h, a una temperatura constante de 70 °C. Las probetas deben ubicarse durante el secado a una distancia de 5 cm entre sí, con sus cabezas paralelas a la dirección del flujo de aire (ver figura 7 b).
viii)
Cuando el peso de la probeta ha bajado entre un 12% a 15% del que ella tenía antes del inicio del ensayo, ella se retira de la estufa y se miden y registran las delaminaciones que se presentaron en las líneas de encolado de las cabezas.
A.2.6 Registro de datos A.2.6.1 La delaminación se debe medir a lo largo de las líneas de encolado y presentarla como un porcentaje de la suma total de longitudes de líneas de encolado que existen en las dos cabezas de la probeta. A.2.6.2 Deben registrarse las áreas con uniones débiles ocasionadas por la presencia de nudos u otras características que pueden afectar los resultados. Estas zonas no deben ser incluidas en el cálculo de los porcentajes de delaminación. A.2.6.3 Las probetas pueden separarse con formón para evaluar la calidad del encolado en el interior de la probeta. Un encolado débil ocasionado por falta de presión o fraguado prematuro se caracteriza por una apariencia lustrosa de la superficie encolada. A.2.7 Informe A.2.7.1 Debe incluir el porcentaje de delaminación para cada probeta ensayada, indicando las probetas adicionales de un grupo determinado. 27
NCh2148 A.2.7.2 Debe incluir, además, notas aclaratorias cada vez que los resultados de los ensayos sobrepasen el porcentaje de delaminación crítico, igual a 5%. A.2.8 Requisitos A.2.8.1 Para probetas de un control diario de la producción: si la delaminación observada en cada probeta después del ensayo excede de 5%, todo el ciclo debe repetirse una vez. La delaminación medida y registrada al final del segundo ciclo no debe exceder de 10% en cada probeta. A.2.8.2 Para probetas de ensayos de adhesivos o de ensayos de certificación: la delaminación después del primer ciclo no debe exceder de 5% en cada probeta.
A.3 Ensayo de flexión para uniones de extremos A.3.1 Alcance A.3.1.1 Este ensayo evalúa la efectividad de la fabricación de una unión de extremos. A.3.1.2 Este ensayo se usa, principalmente en el control diario de la producción a fin de evaluar la calidad de las uniones de extremos. A.3.2 Resumen del método Las uniones de extremos que se fabrican son ensayadas en flexión en un mecanismo con apoyos y sistemas de carga normalizados. El resultado se evalúa midiendo el módulo de rotura (ver NCh987) y el porcentaje de madera fallada en la superficie unida. A.3.3 Aparatos de ensayo A.3.3.1 Consiste en una viga que contiene dos apoyos rígidos (desplazables sobre ella) y un dispositivo para aplicar carga de dos puntos de la probeta, (ver figura 8). A.3.3.2 La carga se aplica con una velocidad que se debe calcular para que la falla de la probeta se produzca no antes de los 30 s de iniciado el ensayo. A.3.4 Probeta A.3.4.1 La probeta consiste en dos piezas unidas por sus extremos de modo que la unión se ubique en el centro de ella y abarque todo su ancho. Debe ser seleccionada del conjunto de láminas fabricadas con el mejor grado de calidad de madera, para las cuales se está usando ese tipo de unión de extremos. La probeta puede ensayarse como una pieza única o, aserrada longitudinalmente en dos partes iguales para conformar dos probetas, en cuyo caso se debe usar, como resultado final, el promedio de las resistenciaa obtenidas en ambas probetas.
28
NCh2148 A.3.5 Procedimiento A.3.5.1 La carga se debe aplicar en la cara, en dos puntos ubicados a una distancia no menor que 50 mm de la zona de unión de extremos. La razón (2a/d) formada: por el doble de la distancia entre un apoyo y el punto de carga más próximo ( 2 a en figura 8) y la altura, d de la probeta, debe estar comprendida entre un mínimo de 14:1 y un máximo 20:1. Se determina el promedio del módulo de rotura en flexión, acumulando datos para 10 uniones de extremos ensayadas consecutivamente. A.3.6 Registro de los datos A.3.6.1 Se incluirán todas las probetas ensayadas, agregando notas explicativas para aquellas que se agregan como ensayos suplementarios. A.3.6.2 Debe incluir el valor del módulo de rotura y el porcentaje de madera fallada obtenido en cada probeta. A.3.6.3 Debe presentar promedios separados para cada espesor de lámina usado. A.3.6.4 Debe incluir cualquier otro dato o antecedente que difiera del proceso habitual, tal como: tipo diferente de unión de extremo, adhesivo, temperatura de prensado, etc. A.3.7 Interpretación de los resultados A.3.7.1 Las probetas que muestren módulo de rotura bajo y un porcentaje de falla de madera alto (75% o más) pueden, en general, ser descartadas en la evaluación de: la unión descrita en subpárrafo A.3.5.1, debido a que estos resultados son una medida de la resistencia de la madera y no de la unión. A.3.7.2 Las probetas que resultan con módulo de rotura bajo y una falla de madera menor que 75% deben ser incluidas en la evaluación de la unión (ver subpárrafo A.3.5.1), pues ello puede ser indicio de una falla en la fabricación de uniones de extremos. A.3.7.3 La evaluación del porcentaje de madera fallada debe seguir las pautas incluidas en párrafos A.5. A.3.8 Requisitos A.3.8.1 El promedio del módulo de rotura para las últimas 10 uniones ensayadas, debe mantenerse mayor que el triple de la tensión admisible de flexión definida para el grado del elemento laminado que se está fabricando, con una tolerancia de -20%. Además, cada valor del módulo de rotura debe exceder del doble de dicha tensión admisible. Si existe combinación de grados en la fabricación del elemento, la tensión admisible a usar debe corresponder al grado en el cual se ubicarán las láminas representadas por la probeta ensayada. A.3.8.2 En el cálculo del promedio del módulo de rotura, se pueden descartar hasta dos probetas de cada 10 si sus respectivos porcentajes de madera fallada son mayores que 75% y el promedio no cumple con subpárrafo A.3.8.1. 29
NCh2148 A.4 Ensayo de tracción para uniones de extremos A.4.1 Alcance A.4.1.1 Este ensayo establece los requisitos y el procedimiento para evaluar las uniones de extremos sometidas a una solicitación de tracción con dirección paralela a la fibra de las piezas unidas. A.4.2 Resumen del método Las uniones de extremos que se fabrican son ensayadas en tracción en un mecanismo con mordazas que aplican carga continua hasta que se produce la rotura. El resultado se evalúa mediante la tensión máxima de tracción y la madera que falla en la unión. A.4.3 Aparato de ensayo Consiste en un mecanismo capaz de aplicar solicitaciones de tracción sobre la probeta, mediante mordazas que sujetan, sin deslizamientos, los extremos de la probeta, aplicando la carga de tracción en dirección del eje de la pieza a ensayar. A.4.4 Probeta A.4.4.1 Cada probeta debe consistir en dos piezas unidas por sus extremos, con la escuadría usada en el proceso de laminación, una longitud igual a 1,2 m y con la unión ubicada en la mitad de su longitud. El conjunto de probetas para este ensayo debe fabricarse en forma continua, en un solo grupo o en grupos separados que hayan sido fabricados en el mismo turno. De cada extremo de la probeta se deben extraer muestras para determinar la densidad de las piezas unidas. Las probetas deben ser cepilladas y canteadas de modo que presenten una sección transversal uniforme. A.4.5 Procedimiento A.4.5.1 Medir el ancho y el espesor de cada probeta, en la zona de la unión de extremos, con una aproximación de 0,5 mm. A.4.5.2 Ubicar la unión de la probeta, en forma centrada respecto a las mordazas, las que deben tener una separación de 600 mm o más. A.4.5.3 Ensayar la probeta, hasta larotura, con una velocidad de aplicación de carga de 1,3 mm/min, o a una velocidad que produzca la falla en un tiempo comprendido entre 3 a 5 minutos. A.4.6 Registro de los datos A.4.6.1 Se incluirán todas las probetas ensayadas agregando notas explicativas para aquellas que se agregan como ensayos suplementarios. 30
NCh2148 A.4.6.2 Debe incluir la tensión de rotura en tracción y el tipo de falla obtenidos en cada probeta. A.4.6.3 Debe presentar promedios separados para cada tipo de espesor de lámina usado. A.4.6.4 Debe incluir cualquier otro dato o antecedente que difiera del proceso habitual de fabricación, tal como tipo diferente de: unión de extremo, adhesivo, temperatura, prensado, etc. A.4.7 Interprestación de los resultados A.4.7.1 El análisis de los resultados debe realizarse con el criterio y procedimiento establecido en párrafo A.5. A.4.8 Requisitos A.4.8.1 El promedio de la tensión máxima de tracción calculado con los datos obtenidos para las últimas 10 uniones de extremos, ensayadas consecutivamente, debe mantenerse mayor que el triple de la tensión admisible en tracción definida para el grado del elemento laminado que se está fabricando. Además, cada valor de la tensión máxima de tracción debe exceder deñ dpbñe de dicha tensión admisible. Si existe combinación de grados en la fabricación del elemento, la tensión admisible a utilizar debe corresponder al grado en el cual se ubicarán las láminas representadas por la probeta ensayada.
A.5 Criterio y procedimiento para analizar los ensayos de uniones de extremos A.5.1 Criterio Los ensayos para uniones de extremos (ver párrafo A.3 y A.4) están diseñados para evaluar la eficiencia de su fabricación. Los tipos de falla se pueden producir en la unión están señalados en la tabla 7. Tabla 7 - Clasificación de los tipos de falla en los ensayos de uniones de extremos. TIPO 1 2 3
4
5 6
DESCRIPCION DE LA FALLA El porcentaje de madera fallada es menor que 70% en todas las superficies encoladas del perfil de la unión. El porcentaje de madera fallada es igual o mayor que 70% en todas las superficies encoladas del perfil de la unión. Se presentan algunas fallas en la base de los dientes de uniones endentadas o en la punta de uniones corte de pluma, con un porcentaje de madera fallada mayor que 70% en las superficies encoladas del perfil de la unión. Alto porcentaje de madera fallada (mayor que 70%) en la mayoría de las bases de los dientes de uniones endentadas o en las puntas de uniones corte de pluma, lo cual no se extiende a las superficies encoladas del perfil de la unión. La falla se inicia en la unión y se extiende lejos de ella a través de la madera. La rotura se produce lejos de la unión no influenciada por ésta.
La falla tipo 6 no es una medición de la resistencia de la unión. Señala una debilidad en la pieza de madera y el valor calculado para ella debe descartarse en la determinación de la resistencia promedio de la unión. 31
NCh2148 La falla de tipo 1 analizarse en conjunto con el valor obtenido para la resistencia. Si el porcentaje de madera fallada y la resistencia son bajos, la calidad de la unión de extremos es dudosa. En piezas de madera con alta densidad para la especie, un bajo porcentaje de madera fallada acompañado con un alto valor de resistencia señala una calidad de unión aceptable. A.5.2 Procedimiento A.5.2.1 Antes del ensayo, cada probeta debe ser examinada cuidadosamente. Deben rechazarse aquellas que presenten defectos que obviamente reducirán la resistencia de la unión tales como nudos, desviación de fibra, baja densidad, grietas, rajaduras, quebraduras, desajustes en la preparación de la unión, etc. Estas probetas deberán ser identificadas en la hoja de resultados con una nota explicativa. Si existe duda en la incidencia del defecto sobre la resistencia de la unión, se procederá con el ensayo dejando constancia escrita de todas sus características. A.5.2.2 Después del ensayo, cada probeta debe ser clasificada en algunos de los tipos de falla señalados en tabla 7 agregando las observaciones relativas a la calidad de la madera y los defectos que se presentan en la unión. Esta clasificación debe efectuarse sin conocer la resistencia obtenida, en lo posible por un operador diferente al que realizó el ensayo. A.5.2.3 Las probetas clasificadas en el tipo 1 (ver tabla 7) no deben ser descartadas. A.5.2.4 Las probetas clasificadas en los tipos de falla 2 a 5 no deben ser descartadas. Sin embargo, cuando la probeta revele baja densidad después del ensayo y la resistencia resulte menor que el promedio calculado, es necesario anotar todos los antecedentes y considerarlos cuando se revisen los resultados finales. A.5.2.5 Antes de la decisión final, todos los resultados de los ensayos (flexión y tracción) deben ser revisados. Un resumen que incluya los resultados obtenidos con los requisitos de resistencia y porcentaje de madera fallada para los ensayos que se analizan, permitirá tomar una clara decisión sobre la aceptación o rechazo del proceso de fabricación, basándose en los antecedentes de la tabla 8.
A.6 Medición del adhesivo esparcido A.6.1 Alcance Este método describe el procedimiento a usar para estimar la cantidad de adhesivo esparcido en las caras de las láminas.
32
NCh2148 A.6.2 Resumen del método Se pesa un pedazo de papel o un trozo de cinta de superficie conocida y luego se adosa a la cara de una lámina. Una vez que la lámina con el papel (cinta) es encolada se determina el peso final. La cantidad de adhesivo aplicada resulta de restar el peso del papel (cinta) al peso de éste más el adhesivo. A.6.3 Aparatos de ensayo A.6.3.1 Una balanza con sensibilidad de 0,1 g. A.6.3.2 Elemento para esparcir la mezcla: brocha, rodillo, etc. A.6.4 Probeta Cualquier papel (cinta) de peso y superficie conocida u otro material que pueda ser encolado a la velocidad usada en el proceso de producción y que tenga un peso comparable con la cantidad de mezcla que va a quedar sobre él. A.6.5 Procedimiento Las etapas a seguir son: i)
Medición del peso y superficie de la probeta.
ii)
Sujeción de la probeta sobre la lámina.
iii)
Encolado de la lámina y por ende de la probeta.
iv)
Extracción y pesaje de la probeta con el adhesivo.
A.6.6 Registro de datos Debe incluir, peso y superficie de la probeta antes del encolado, peso después del encolado, adhesivo usado y todas las características propias del proceso de esparcido de la mezcla: temperatura, dosificación del adhesivo, tipo de esparcidor, etc. A.6.7 Interpretación de los resultados A.6.7.1 Se calcula la cantidad de mezcla aplicada, g, por unidad de superficie, m2, y tal valor se compara con el valor recomendado por el fabricante del adhesivo usado. A.6.8 Requisito El resultado del ensayo debe ser igual o mayor que el esparcido, en g/m2, recomendado por el fabricante del adhesivo.
33
NCh2148 Tabla 8 - Antecedentes para la aceptación o rechazo del proceso de fabricación de uniones de extremos.
ENSAYOS
LOS REQUISITOS DE RESISTENCIA EN LA PROBETA SE CUMPLEN x x
FLEXION Y TRACCION PARALELA A LAS FIBRAS
NO SE CUMPLEN
TIPO DE FALLA EN LA UNION DE EXTREMOS DE LA PROBETA (VER TABLA 7) 1
2
3
4
5
x x x
x x x x x x x x x x x x
EL PROCESO DE FABRICACION DE LA UNION DE EXTREMOS SE ACEPTA
OBSERVACIONES
SE RECHAZA x
x
x
Si la densidad anhidra (ρo) es mayor que 450 kg/m3 x
x x x
x x Si : ρo < 450 kg/m3
*) x
x x x
x Si : ρo < 450 kg/m3
*) x
x x x
x x x x
Si : ρo < 450 kg/m3
*) x x *)
Si : ρo < 450 kg/m3
*) La probeta puede ser descartada del cálculo del promedio de la resistencia y reemplazada por otra. Si para esta situación la densidad anhidra de la probeta es mayor que 450 kg/m3, el proceso de fabricación de uniones de extremos es de dudosa calidad y el lote que ella representada debe rechazarse.
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Dimensiones en milímteros
Figura 6 – Probeta de cizalle a través del adhesivo
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Figura 7 – Probeta para el ciclo de delaminación y forma de ubicarla en el secado del proceso
Tensión de flexión :
Razón
ff =
3⋅P⋅a b d2
(MPa )
2a = 14 ÷ 20 d
Con : P = carga aplicada, N; b = ancho de la lámina, mm: d = espesor de la lámina, mm. Figura 8 – Parámetros en el ensayo de flexión de uniones de extremos
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Anexo B Este anexo no forma parte del cuerpo de la norma, se inserta sólo a título informativo. Para calcular la fuerza requerida en cada prensa a fin de proveer una presión adecuada en cada capa de encolado se tiene:
F = Po ⋅ h ⋅ s en que: F = fuerza aplicada, N; Po = presión requerida, MPa; h = ancho de la lámina prensada, mm; y S = espaciamiento de las prensas, mm. Si se dispone de prensas accionadas por pernos, el torque aplicado debe ser:
T =
FD (π f D + k ) 2 (π D − fk )
T = torque aplicado, N ∙ mm; F = fuerza requerida, N; D = diámetro medio del perno (medido a mitad de profundidad del hilo), mm; K = paso del hilo (verificar si tiene más de una entrada), mm; y f = coeficiente de fricción = 0,2
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Figura 9 – Espaciamiento entre prensas
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NCh
NORMA CHILENA OFICIAL
INSTITUTO
NACIONAL
Madera laminada inspección
DE
NORMALIZACION
encolada
estructural
!
-
2148.Of89
INN-CHILE
Requisitos
e
Glued laminated structural timber - Requirements and inspection
Primera edición Reimpresión
Descriptores:
: 1989 : 1999
materiales de construcción, madera, madera estructural, laminados, madera aserrada, pino radiata, requisitos, inspección
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