膠合木結構檢測與養護方法探討

朱建偉， 金銀慧， 付 寧， 閆培英

(內蒙古大興安嶺林業科學技術研究所，內蒙古 呼倫貝爾 022150)

1 引言

我國對木結構建筑的使用有著非常悠久的歷史，木結構最近幾年發展速度也非常快，西方國家修建了大量的木結構橋梁與房屋建筑，我國局部地區也陸續修建了一些現代化的木結構工程，但和西方國家相比，仍處于起步的階段。在當前木結構工程施工結束之后，需要開展及時的養護工作，否則就會對其壽命造成直接的影響。

2 膠合木結構的簡單介紹

膠合木結構是指利用膠粘的方法，將木料與膠合板拼接成尺寸符合要求的整體木材結構。其主要分為層板膠合結構與膠合板結構。層板膠合結構是采用木板或者小方木重疊合成矩形、工字型的結構。其在實際的使用過程中，可以采用小材大用和短材常用的形式，將不同等級的木料配置成不同的受力部位，能夠進一步提升木材的利用率。但如果構件的生產數量比較少，其使用價格就會相對比較高，只有大量進行使用，才能得到比較好的經濟效果。膠合板通常為鑲板或者普通木材膠合結構，其可以分為能夠承受剪切力的工字形、拱以及框架[1]。膠合板的寬度比較大，具有比較強的均質效果，應用范圍相對比較廣泛，可以作為承重結構進行使用，滿足多種建設設計的要求，但其對質量要求比較高，需要符合相關標準的要求。膠合木結構的強度和耐用性，在很大程度上會取決于其膠合的質量，需要開展針對性的設計。在設計與制造的過程中，需要合理對拼接形式、膠合工藝條件進行選擇。

一般要求膠縫的抗剪和抗拉強度應不低于被膠合木材的強度，并具有良好的抗菌性和耐久性。對于膠的耐水性的要求，則按各種工程所處的不同條件，予以區別對待。如在經常受潮的結構中，應使用耐水性強的苯酚甲醛樹脂膠或間苯二酚甲醛樹脂膠；在室內有防潮的結構中，可采用價格低廉的脲醛樹脂膠。

膠合木結構由于自身獨特的優勢，在建筑工程中的應用不斷增加，適用的范圍也不斷擴大，各種膠合木機構建筑工程越來越受到人們的喜愛。在膠合木結構實際使用的過程中，其具有如下的優點：①能夠通過對短薄木材的應用，從而組成上百米的大跨度構建，可以被制作成各種外形，截面的形狀也比較多，通常包括矩形、工字型、箱形等，可以根據建筑實際使用的情況，合理對外形進行選擇，進一步擴大了木結構的使用范圍。②通過剔除掉其中的木節、裂縫等缺陷，可以進一步提升材料的強度。還可以根據其受力情況，采取更加合理的級配，可以將不同等級的木材用到構件的不同應力部位，從而進一步提升木材的使用率，避免劣質材料流入到工程當中。③由于膠合木構件使用的木板比較干燥，木板的含水率也通常會小于15%，其制成的膠合木結構也不容易出現干裂和扭曲變形的情況。

3 膠合木結構檢測的有效方法

無損檢測屬于表面損傷檢測方法中的一種，在無損檢測儀當中有一種彈簧針裝置，其直接壓在鋼針木頭之上，通過對刺穿距離的計算，就可以掌握木頭的腐朽程度。該檢測技術在木結構軟腐檢測中的應用比較多。如果木材的表面損傷無法確定，通過該方法的應用，就可以得到一個準確的檢測報告[2]。該技術在實際應用的過程中，其最大的優勢是在檢測的過程中，不會對膠合木自身結構造成破壞，可以在重要位置結構檢測中進行應用。然而，該技術在實際運用中，需要使用無損檢測設備，其價格比較高，檢測效果差異往往比較大，這在一定程度上限制了其應用范圍。

聲音檢測。在聲音探測的過程中，其會使用錘子或者其它物體來敲擊木材，這是一種非常古老的物體內部檢測方法。通過對其聲調和音色的檢測，就可以及時掌握木材內部的空洞情況。雖然該方法應用非常廣泛，但其對檢測人員的要求比較高。此外，該方法只能對木結構表面損傷情況進行檢測，在嚴重腐蝕結構檢測中的應用比較多。如果木結構的腐朽情況比較輕，就需要采用其它方法進行檢測，如鉆芯或者取芯。該技術在實際應用過程中，工作開展比較簡單，對被檢測物體的損壞程度較低，檢測效率比較高，但其對被檢測物有一定的要求，如檢測物體的尺寸和表面質量，檢測精度也不是非常高，對技術的應用范圍有一定的影響。

鉆孔和取芯法。鉆孔和取芯法在橋梁木結構檢測中的應用比較多。這兩種方法都可以對孔洞的深度和厚度進行檢測。在鉆孔的過程中，經常使用的是電鉆或者手搖鉆，還經常會裝備3/8到3/4英寸的鉆頭。電鉆的運行速度非常快，通過對手動電鉆的使用，可以很好對木頭的腐朽情況進行檢查。在通常的情況下，其對鉆孔區域的標記會更加容易，能夠更方便觀測到鉆孔的光滑程度。通常的木材往往有各種缺陷，如樹脂囊和異常紋路。在腐蝕孔被發現之后，應該及時采取補救的措施。通過對蛀蟲洞的取芯，也可以掌握木質材料的腐蝕信息。如果條件允許，也可以通過測定防腐劑滲透和保存深度，來獲得檢測結果。很多霉菌在木材早期就已經出現，需要及時被矯正。由于霉菌在木質結構表面的擴散現象比較廣泛，如果只是簡單進行培養，往往無法獲得木質結構內部狀況。在腐朽區域的檢測過程中，通常會采用取芯和濕度計使用相結合的方法。鉆孔檢測法最容易在木質結構出現腐敗證據之前，及時發現各種問題，可以有效確定樣本的腐蝕和感染極限，在木質結構深層析分析當中的應用，也相對比較多。在鉆孔和取芯的過程中，需要使用到鉆孔器。如果采用鈍器敲擊木結構的方法，對木結構的損傷程度往往比較大[3]。該技術在實際應用的過程中，其檢測精度是最高的，可以對木結構深層問題進行了解，但會對木結構造成一定的破壞，這在一定程度上影響到了其應用范圍。

X射線和斷層掃描法。X射線在木材內部結構檢測中的應用相對比較多。在X射線通過木材結構之后，如果木結構存在缺陷，就會直接改變射線照片的密度[4]。X射線技術在早期的應用比較多，但其使用成本較高，且容易發生X射線泄漏的情況，威脅設備周圍人員生命安全，極大阻礙了其在木材檢測中的應用。盡管其各種問題非常多，但其對發現昆蟲和海洋蛀蟲的效果非常突出[5]。該技術在實際開展檢測的過程中，其檢測精度比較高，對木結構的破壞作用比較小，能夠掌握木結構深部的各種缺陷，但檢測設備的價格比較昂貴，對操作人員有一定的要求，如果操作不當，容易對檢測人員身體造成一定的傷害。

4 膠合木結構的養護

因木材容易腐朽，所以在膠合木生產前要對木材進行干燥處理，控制好水份，使木腐菌不易生長，平時做好清理工作，保持木材表面干凈清潔不要遺留污垢，可用木蠟油漆護理(膠合木千萬不能用普通木油)，因為木蠟油能滲透進木材內部，對木材進行深層滋潤保養；蠟能與木材纖維緊密結合，增強表面硬度，防水防污，因此對木材來說，這樣的黃金組合能提供最出色的美化和保護作用[6]。一般建議每年夏天過后對木材有損傷裸露部分進行小保養一次，3～4年需要大維護一次。還要做好膠合木的防蛀工作。防止木頭被蛀蝕，這里主要防止白蟻和甲蟲這兩種昆蟲，白蟻的危害較大，要因地制宜做好防范，建議每年4～6月份讓當地防疫站工作人員對柱腳或者接地部分進行一次噴灑[7]。

在工程交付使用后的兩年內，使用單位(或房管部門)應根據當地氣候特點(如雪季、雨季和風季前后)每年安排一次檢查。兩年以后的檢查，可視具體情況予以安排。檢查內容：屋架支座節點有無受潮、腐蝕或蟲蛀；天溝和天窗有無漏水或排水不暢；下弦接頭處有無拉開，螺栓孔附近有無裂縫；屋架有無明顯的下垂或傾斜；拉桿有無銹蝕，螺帽有無松動，墊板有無變形等[8]。對于暴露在室外、或者經常位于在潮濕環境中的膠合木構件，必須進行定期檢查和維護。當發現膠合木構件有腐蝕和蟲害的跡象，應根據腐蝕的程度、蟲害的性質和損壞程度制定處理方案，及時對構件進行補強加固或更換。膠合木的拱或柱應定期對拱靴或柱靴進行檢查和維護。應重點檢查直接暴露在室外的拱或柱的表面層板是否有開裂和腐朽。

當構件出現腐朽時，應及時找出腐朽的原因，隔絕潮濕源。對于膠合木拱和超過屋面邊緣的構件可采取延伸屋面或在拱體上加蓋保護層等措施防止腐朽發生。當在拱體上加蓋保護層時，應在拱截面四周固定厚度不小于15 mm的木龍骨后，再采用防水膠合板封閉，并預留通風口。防水膠合板應延伸到拱支座以下[9]。

已經腐朽的構件，可將懸挑明露部分切割成變截面梁。當構件去除腐朽部分剩下的截面仍能承載設計荷載時，可在現場對構件進行防腐處理，也可待構件干燥后，采用其他保護方法防止構件進一步腐朽。在去除腐朽部分時，腐朽材心必須徹底清除干凈，腐朽周圍的木材必須完全干燥[10]。

對構件進行非結構性破壞的維修時，應將腐朽部位清除并干燥，出現的空洞可采用木塊或環氧樹脂材料進行填充。采用的木質填充物必須經過加壓和防腐處理。采用環氧樹脂時，應將樹脂填充到構件的表面。

5 結語

膠合木結構在建筑工程當中，有著比較廣泛的應用，應用價值也相對比較高。針對當前膠合木結構使用中出現的問題，應該引起足夠的重視，認真做好檢測和養護工作，避免其出現過于嚴重的質量問題。