Connecteurs d'encadrement
Les connecteurs de charpente sont des produits brevetés et comprennent des types d'attaches tels que des ancres de charpente, des cornières de charpente, des suspensions de solives, de pannes et de poutres, des plaques de fermes, des capuchons de poteaux, des ancres de poteaux, des ancres de plaques d'appui, des bandes d'acier et des plaques d'acier clouées. Les connecteurs de charpente sont souvent utilisés pour différentes raisons, telles que leur capacité à fournir des connexions dans les fermes préfabriquées à ossature légère en bois, leur capacité à résister au soulèvement du vent et aux charges sismiques, leur capacité à réduire la profondeur totale d'un plancher ou d'un toit, ou leur capacité à résister à des charges plus élevées que les connexions clouées traditionnelles. La figure 5.6 ci-dessous présente des exemples de connecteurs de charpente courants. Les connecteurs d'ossature sont faits de tôle et sont fabriqués avec des trous pré-perforés pour recevoir des clous. Les connecteurs d'ossature standard sont généralement fabriqués en tôle d'acier zinguée de calibre 20 ou 18. Les connecteurs d'ossature moyens et lourds peuvent être fabriqués à partir d'acier zingué plus lourd, généralement de calibre 12 et de calibre 7, respectivement. La capacité de transfert de charge des connecteurs de charpente est liée à l'épaisseur de la tôle ainsi qu'au nombre de clous utilisés pour fixer le connecteur de charpente à l'élément en bois. Les connecteurs de charpente conviennent à la plupart des géométries de connexion qui utilisent du bois de charpente de 38 mm (2″ nom.) et plus d'épaisseur. Dans les constructions en bois à ossature légère, les connecteurs d'ossature sont couramment utilisés pour les connexions entre les solives et les chevrons, les chevrons et les plaques ou les faîtières, les pannes et les fermes, et les montants et les plaques d'appui. Certains types de connecteurs de charpente, fabriqués pour s'adapter à des éléments en bois plus grands et supporter des charges plus élevées, conviennent également aux constructions en bois massif et aux constructions à poteaux et poutres. Les fabricants de connecteurs d'ossature préciseront le type et le nombre de fixations, ainsi que les procédures d'installation requises pour atteindre la ou les résistances tabulées de l'assemblage. Le Centre canadien des matériaux de construction (CCMC) et l'Institut de recherche en construction (IRC) produisent des rapports d'évaluation qui documentent les valeurs de résistance des connecteurs d'ossature, dérivées des résultats des essais. Figure 5.6 Connecteurs d'ossature Pour plus d'informations, consultez les ressources suivantes : Centre canadien des matériaux de construction, Conseil national de recherches du Canada Truss Plate Institute of Canada CSA S347 Method of Test for Evaluation of Truss Plates used in Lumber Joints ASTM D1761 Standard Test Methods for Mechanical Fasteners in Wood Canadian Wood Truss Association
Ongles
Le clouage est le moyen le plus simple et le plus couramment utilisé pour fixer les éléments d'une construction à ossature en bois. Les clous ordinaires et les clous en spirale sont largement utilisés dans tous les types de construction en bois. Les performances historiques, ainsi que les résultats des recherches, ont montré que les clous constituent une connexion viable pour les structures en bois soumises à des charges légères à modérées. Ils sont particulièrement utiles dans les endroits où la redondance et les connexions ductiles sont nécessaires, comme dans le cas de charges sismiques. Les applications structurelles typiques des assemblages cloués sont les suivantes : construction de charpentes en bois, construction de poteaux et de poutres, construction en bois lourd, murs de cisaillement et diaphragmes, goussets cloués pour la construction de fermes en bois, assemblages de panneaux en bois. Les clous et les pointes sont fabriqués dans de nombreuses longueurs, diamètres, styles, matériaux, finitions et revêtements, chacun étant conçu pour un objectif et une application spécifiques. Au Canada, les clous sont spécifiés en fonction du type et de la longueur et sont toujours fabriqués selon les dimensions impériales. Les clous sont fabriqués dans des longueurs de 13 à 150 mm (1/2 à 6 pouces). Les pointes sont fabriquées dans des longueurs de 100 à 350 mm (4 à 14 pouces) et sont généralement plus trapues que les clous, c'est-à-dire que la section transversale d'une pointe est plus grande que celle d'un clou ordinaire de longueur équivalente. Les pointes sont généralement plus longues et plus épaisses que les clous et sont généralement utilisées pour fixer des pièces de bois lourdes. Le diamètre des clous est spécifié par le numéro de calibre (British Imperial Standard). Le calibre est le même que le diamètre du fil utilisé dans la fabrication du clou. Les calibres varient en fonction du type et de la longueur du clou. Aux États-Unis, la longueur des clous est désignée par "penny", abrégé "d". Par exemple, un clou de vingt pennies (20d) a une longueur de quatre pouces. Les clous les plus courants sont fabriqués en acier à faible ou moyen carbone ou en aluminium. Les aciers à teneur moyenne en carbone sont parfois durcis par traitement thermique et trempe pour augmenter leur résistance. Des clous en cuivre, laiton, bronze, acier inoxydable, monel et autres métaux spéciaux sont disponibles sur commande. Le tableau 1 ci-dessous donne des exemples d'applications courantes pour des clous fabriqués dans différents matériaux. TABLEAU 1 : Applications de clous pour différents matériaux Matériau Abréviation Application Aluminium A Pour un meilleur aspect et une longue durée de vie : résistance accrue à la déformation et à la corrosion. Acier - doux S Pour la construction générale. Acier - à teneur moyenne en carbone Sc Pour des conditions de conduite particulières : meilleure résistance aux chocs. Acier inoxydable, cuivre et bronze au silicium E Pour une meilleure résistance à la corrosion : plus cher que la galvanisation à chaud. Les clous en acier non revêtus utilisés dans des zones humides se corrodent, réagissent avec les matières extractibles du bois et tachent la surface du bois. En outre, les matières extractibles naturellement présentes dans les cèdres réagissent avec l'acier non protégé, le cuivre et les attaches bleuies ou électro-galvanisées. Dans de tels cas, il est préférable d'utiliser des clous fabriqués dans un matériau non corrosif, comme l'acier inoxydable, ou finis dans un matériau non corrosif, comme le zinc galvanisé à chaud. Le tableau 2 ci-dessous donne des exemples d'applications courantes pour d'autres finitions et revêtements de clous. TABLEAU 2 : Applications des clous pour les finitions et revêtements alternatifs Abréviation de la finition ou du revêtement du clou Application Bright B Pour la construction générale, finition normale, non recommandée pour l'exposition aux intempéries. Blued Bl Pour une meilleure tenue dans les bois durs, fine couche d'oxyde produite par traitement thermique. Traitement thermique Ht Pour une rigidité et une tenue accrues : finition à l'oxyde noir. Phoscoated Pt Pour une meilleure tenue ; ne résiste pas à la corrosion. Electro-galvanisé Ge Pour une résistance limitée à la corrosion ; fine couche de zinc ; surface lisse ; pour usage intérieur. Galvanisé à chaud Ghd Pour une meilleure résistance à la corrosion ; revêtement de zinc épais ; surface rugueuse ; pour l'extérieur. Les pistolets de clouage pneumatiques ou mécaniques se sont largement répandus en Amérique du Nord en raison de la rapidité avec laquelle les clous peuvent être enfoncés. Ils sont particulièrement rentables dans les applications répétitives telles que la construction de murs de cisaillement où l'espacement des clous peut être considérablement réduit. Les clous des pistolets pneumatiques sont légèrement fixés les uns aux autres ou reliés par du plastique, ce qui permet de charger rapidement des agrafes à clous, semblables à des agrafes à papier jointes. Les fixations pour ces outils sont disponibles dans de nombreuses tailles et types différents. Les informations de conception fournies dans la norme CSA O86 ne s'appliquent qu'aux clous en fil d'acier rond, aux pointes et aux clous en spirale communs, tels que définis dans la norme CSA B111. La norme ASTM F1667 est également largement acceptée et inclut des diamètres de clous qui ne sont pas inclus dans la norme CSA B111. D'autres types de clous non décrits dans la norme CSA B111 ou ASTM F1667 peuvent également être utilisés, à condition de disposer des données nécessaires. Types de clous Pour plus d'informations, consultez les ressources suivantes : International, Staple, Nail, and Tool Association (ISANTA) CSA O86 Engineering design in wood CSA B111 Wire Nails, Spikes and Staples ASTM F1667 Standard Specification for Driven Fasteners : Clous, pointes et agrafes
Vis
Les vis à bois sont fabriquées dans de nombreuses longueurs, diamètres et styles différents. Les vis à bois sont utilisées dans les applications de charpente telles que la fixation des revêtements de sol aux solives des planchers ou la fixation des plaques de plâtre aux éléments de charpente des murs. Les vis à bois sont souvent plus chères que les clous en raison de l'usinage nécessaire à la fabrication du filetage et de la tête. Les vis sont généralement spécifiées en fonction du calibre, de la longueur, du type de tête, du matériau et de la finition. Les vis de 1 à 2 ¾ de pouce sont fabriquées par intervalles de ¼ de pouce, tandis que les vis de 3 pouces et plus sont fabriquées par intervalles de ½ pouce. Les concepteurs doivent vérifier la disponibilité des vis auprès des fournisseurs. Les dispositions de conception au Canada sont limitées aux vis de calibre 6, 8, 10 et 12 et ne s'appliquent qu'aux vis à bois qui satisfont aux exigences de la norme ASME B18.6.1. Pour les vis à bois d'un diamètre supérieur à 12, la conception doit être conforme aux exigences de la norme CSA O86 sur les vis à tire-fond. Les vis sont conçues pour résister beaucoup mieux à l'arrachement que les clous. La longueur de la partie filetée de la vis représente environ les deux tiers de la longueur de la vis. Lorsque la densité relative du bois est égale ou supérieure à 0,5, des trous de guidage, d'une longueur au moins égale à la partie filetée de la tige, sont nécessaires. Afin de réduire le risque de fendillement, il est recommandé d'utiliser des trous pré-percés pour tous les assemblages vissés. Les types de vis à bois couramment utilisés sont illustrés à la figure 5.4 ci-dessous. Pour plus d'informations sur les vis à bois, consultez les ressources suivantes : ASME B18.6.1 Vis à bois CSA O86 Conception technique en bois
Menuiserie en bois
De nombreuses structures historiques en Amérique du Nord ont été construites à une époque où les fixations métalliques n'étaient pas facilement disponibles. Au lieu de cela, les éléments de bois étaient assemblés en façonnant les éléments de bois adjacents pour qu'ils s'emboîtent les uns dans les autres. La menuiserie est une technique traditionnelle de construction de poteaux et de poutres en bois qui permet d'assembler les éléments en bois sans utiliser de fixations métalliques. La menuiserie nécessite que les extrémités des pièces de bois soient sculptées de manière à ce qu'elles s'emboîtent les unes dans les autres comme des pièces de puzzle. Les variations et les configurations des assemblages bois-bois sont assez nombreuses et complexes. Parmi les assemblages bois-bois les plus courants, citons la mortaise et le tenon, la queue d'aronde, l'assemblage par ligature, l'assemblage en écharpe, l'assemblage à épaulement biseauté et l'assemblage à recouvrement. Il existe de nombreuses variantes et combinaisons de ces types d'assemblages et d'autres types d'assemblages. La figure 5.18 ci-dessous présente quelques exemples d'assemblage de bois. Pour le transfert des charges, la menuiserie repose sur l'emboîtement des éléments de bois adjacents. Les assemblages sont retenus en insérant des chevilles en bois dans des trous percés à travers les éléments emboîtés. Un trou d'environ un pouce de diamètre est percé à travers le joint et une cheville en bois est enfoncée pour maintenir l'assemblage. Les fixations métalliques ne nécessitent qu'un enlèvement minimal des fibres de bois dans la zone des fixations et, par conséquent, la capacité du système est souvent déterminée par la taille modérée des pièces de bois à supporter les charges horizontales et verticales. La menuiserie en bois, au contraire, nécessite l'enlèvement d'un volume important de fibres de bois à l'endroit des joints. C'est pourquoi la capacité de la construction traditionnelle en bois est généralement régie par les connexions et non par la capacité des éléments eux-mêmes. Pour tenir compte de l'élimination de la fibre de bois au niveau des assemblages, les dimensions des éléments des systèmes de construction en bois qui utilisent la menuiserie, tels que les poteaux et les poutres, sont souvent plus grandes que celles des systèmes de construction en bois qui utilisent des attaches métalliques. Les normes de conception technique du bois au Canada ne fournissent pas d'informations spécifiques sur le transfert de charge pour la menuiserie en bois en raison de leur sensibilité à la qualité de l'exécution et des matériaux. Par conséquent, la conception technique doit être prudente, ce qui se traduit souvent par des dimensions de pièces plus importantes. Les compétences et le temps nécessaires pour mesurer, ajuster, couper et faire des essais d'assemblage sont beaucoup plus importants pour la menuiserie que pour d'autres types de construction en bois. Ce n'est donc pas le moyen le plus économique d'assembler les éléments d'un bâtiment en bois. La menuiserie bois n'est pas utilisée lorsque l'économie est le critère de conception primordial. Elle est plutôt utilisée pour donner un aspect structurel unique qui met en valeur la beauté naturelle du bois sans distraction. La menuiserie en bois offre un aspect visuel unique qui témoigne d'un haut degré d'artisanat. Pour de plus amples informations, veuillez consulter les ressources suivantes : Timber Framers Guild (Guilde des charpentiers)
Panneau de lamelles orientées (OSB)
Le panneau de lamelles orientées (OSB) est un panneau de bois structurel polyvalent et largement utilisé. L'OSB utilise efficacement les ressources forestières en employant des essences moins précieuses et à croissance rapide. L'OSB est fabriqué à partir de peupliers et de trembles abondants et de faible diamètre, ce qui permet de produire un panneau structurel économique. Le processus de fabrication peut utiliser des arbres tordus, noueux et déformés qui n'auraient autrement aucune valeur commerciale, maximisant ainsi l'utilisation de la forêt. L'OSB a la capacité d'offrir des avantages en termes de performances structurelles, d'être un élément important de l'enveloppe du bâtiment et de permettre des économies. L'OSB est un panneau à base de bois dimensionnellement stable qui résiste à la délamination et au gauchissement. L'OSB peut également résister à la déformation et à la distorsion de forme lorsqu'il est soumis à des charges éoliennes et sismiques. Les panneaux OSB sont légers et faciles à manipuler et à installer. Les panneaux OSB sont principalement utilisés dans des conditions de service sèches comme revêtement de toit, de mur et de plancher, et servent d'éléments structurels clés pour résister aux charges latérales dans les diaphragmes et les murs de cisaillement. L'OSB est également utilisé comme matériau d'âme pour certains types de solives en I préfabriquées en bois et comme matériau de peau pour les panneaux isolants structurels. L'OSB peut également être utilisé pour le bardage, les soffites, les sous-couches de plancher et les sous-planchers. Certains produits OSB spécialisés sont fabriqués pour le bardage et le coffrage du béton, bien que l'OSB ne soit pas couramment traité à l'aide de produits de conservation. L'OSB comporte de nombreuses couches entrelacées qui confèrent au panneau de bonnes propriétés de fixation des clous et des vis. Les fixations peuvent être enfoncées jusqu'à 6 mm du bord du panneau sans risque de fissure ou de rupture. L'OSB est un panneau structurel formé à partir de fines lamelles de tremble ou de peuplier, tranchées à partir de rondins ou de blocs de bois de petit diamètre, et collées à l'aide d'un adhésif phénolique imperméable qui durcit sous l'effet de la chaleur et de la pression. Aux États-Unis, l'OSB est également fabriqué à partir de l'essence de pin jaune du sud. D'autres essences, telles que le bouleau, l'érable ou le sweetgum, peuvent également être utilisées en quantités limitées lors de la fabrication. L'OSB est fabriqué avec les brins de la couche de surface alignés dans le sens du panneau long, tandis que les couches intérieures ont un alignement aléatoire ou croisé. Comme le contreplaqué, l'OSB est plus résistant dans l'axe long que dans l'axe étroit. Cette orientation aléatoire ou croisée des brins et des plaquettes permet d'obtenir un panneau structurel en bois d'ingénierie présentant des propriétés de rigidité et de résistance constantes, ainsi qu'une stabilité dimensionnelle. Il est également possible de produire des propriétés de résistance spécifiques à une direction en ajustant l'orientation des couches de brins ou de plaquettes. Les plaquettes ou les lamelles utilisées dans la fabrication de l'OSB mesurent généralement jusqu'à 150 mm de long dans le sens du fil, 25 mm de large et moins de 1 mm (1/32″) d'épaisseur. Au Canada, les panneaux OSB sont fabriqués pour répondre aux exigences de la norme CSA O325. Cette norme définit les performances pour des utilisations finales spécifiques telles que le revêtement de plancher, de toit et de mur dans les constructions en bois à ossature légère. Les revêtements conformes à la norme CSA O325 sont mentionnés dans la partie 9 du Code national du bâtiment du Canada (CNB). De plus, les valeurs de calcul pour le revêtement de construction en OSB sont énumérées dans la norme CSA O86, ce qui permet la conception technique des revêtements de toit, de mur et de plancher à l'aide de panneaux OSB conformes à la norme CSA O325. Les panneaux OSB sont fabriqués en dimensions impériales et métriques, et sont soit à bords carrés, soit à languettes et rainures sur les bords longs pour les panneaux de 15 mm (19/32 po) et plus d'épaisseur. Pour plus d'informations sur les dimensions disponibles des panneaux OSB, veuillez consulter le document ci-dessous. Pour plus d'informations sur l'OSB, veuillez consulter les ressources suivantes : APA - The Engineered Wood Association Code national du bâtiment du Canada CSA O86 Engineering design in wood CSA O325 Construction sheathing CSA O437 Standards on OSB and Waferboard PFS TECO Exemples de spécifications pour les panneaux à lamelles orientées (OSB) Oriented Strand Board (OSB) Grades Oriented Strand Board (OSB) Manufacture Oriented Strand Board (OSB) Quality Control Oriented Strand Board (OSB) Sizes Oriented Strand Board (OSB) Storage and Handling
Contreplaqué
Le contreplaqué est un panneau à base de bois d'ingénierie largement reconnu et utilisé dans les projets de construction canadiens depuis des décennies. Les panneaux de contreplaqué fabriqués pour des applications structurelles sont constitués de plusieurs couches ou plis de placage de bois résineux qui sont collés ensemble de manière à ce que le sens du grain de chaque couche de placage soit perpendiculaire à celui des couches adjacentes. Ces feuilles de placage croisées sont collées à l'aide d'un adhésif imperméable à base de résine phénol-formaldéhyde et durcies sous l'effet de la chaleur et de la pression. Les panneaux de contreplaqué présentent une stabilité dimensionnelle supérieure, des propriétés de résistance et de rigidité dans les deux sens et un excellent rapport résistance/poids. Ils sont également très résistants aux chocs, aux produits chimiques et aux variations de température et d'humidité relative. Le contreplaqué reste plat pour donner une surface lisse et uniforme qui ne se fissure pas, ne se tasse pas et ne se tord pas. Le contreplaqué peut être peint, teinté ou commandé avec des teintures ou des finitions appliquées en usine. Le contreplaqué est disponible avec des bords équarris ou avec des rainures et languettes, ces dernières permettant de réduire les coûts de main-d'œuvre et de matériaux en éliminant la nécessité de bloquer les bords des panneaux dans certains scénarios de conception. Le contreplaqué convient à une grande variété d'utilisations finales dans des conditions de service humides et sèches, notamment : sous-plancher, plancher à couche unique, revêtement de mur, de toit et de plancher, panneaux isolés structurels, applications marines, âmes de poutrelles en I en bois, coffrage en béton, palettes, conteneurs industriels et meubles. Les panneaux de contreplaqué utilisés comme revêtement de murs extérieurs et de toits remplissent de multiples fonctions ; ils peuvent offrir une résistance aux forces latérales telles que les charges dues au vent et aux tremblements de terre et font également partie intégrante de l'enveloppe du bâtiment. Le contreplaqué peut être utilisé à la fois comme revêtement structurel et comme revêtement de finition. Pour les applications de revêtement extérieur, les contreplaqués spécialisés sont disponibles dans une large gamme de motifs et de textures, combinant les caractéristiques naturelles du bois avec des propriétés de résistance et de rigidité supérieures. Lorsqu'il est traité avec des produits de préservation du bois, le contreplaqué convient également à une utilisation dans des conditions d'exposition extrême et prolongée à l'humidité, comme dans le cas des fondations permanentes en bois. Le contreplaqué est disponible dans une grande variété de qualités d'aspect, allant de surfaces lisses et naturelles adaptées aux travaux de finition à des qualités non poncées plus économiques utilisées pour les revêtements. Le contreplaqué est disponible dans plus d'une douzaine d'épaisseurs courantes et plus de vingt qualités différentes. Le contreplaqué de sapin de Douglas non poncé, conforme à la norme CSA O121, et le contreplaqué de résineux canadien, conforme à la norme CSA O151, sont les deux types de contreplaqués de résineux les plus couramment produits au Canada. Tous les contreplaqués structuraux sont marqués d'une estampille lisible et durable indiquant : la conformité aux normes CSA O121, CSA O151 ou CSA O153, le fabricant, le type de liant (EXTERIOR), l'essence (DFP) ou (CSP), et la qualité. Le contreplaqué peut être traité chimiquement pour améliorer sa résistance à la pourriture ou au feu. Le traitement de préservation doit être effectué par un procédé sous pression, conformément à la norme CSA O80. Les fabricants de contreplaqué doivent effectuer des tests conformément aux normes ASTM D5516 et ASTM D6305 pour déterminer les effets des produits ignifuges ou de tout autre produit chimique susceptible de réduire la résistance. Pour de plus amples informations, veuillez consulter les ressources suivantes : APA - The Engineered Wood Association CSA O121 Contreplaqué de sapin de Douglas, CSA O151 Contreplaqué de résineux canadien CSA O153 Contreplaqué de peuplier CSA O86 Engineering design in wood CSA O80 Préservation du bois ASTM D5516 Standard Test Method for Evaluating the Flexural Properties of Fire-Retardant Treated Softwood Plywood Exposed to Elevated Temperatures ASTM D6305 Standard Practice for Calculating Bending Strength Design Adjustment Factors for Fire-Code national du bâtiment du Canada Exemples de spécifications pour le contreplaqué Grades de contreplaqué Manipulation et stockage du contreplaqué Fabrication du contreplaqué Dimensions du contreplaqué Contrôle de la qualité du contreplaqué
Bois traité ignifuge
Le "bois traité ignifuge" (TTI), tel que défini par le Code national du bâtiment du Canada (CNB), est "...du bois ou un produit du bois dont les caractéristiques de combustion en surface, telles que la propagation des flammes, le taux d'apport de combustible et la densité de la fumée produite, ont été réduites par imprégnation avec des produits chimiques ignifuges". Les FRTW doivent être imprégnés sous pression de produits chimiques ignifuges conformément à la série de normes CAN/CSA-O80 sur la préservation du bois et, lors d'un essai d'inflammabilité en surface, doivent avoir un indice de propagation de la flamme inférieur ou égal à 25. Les traitements chimiques ignifuges appliqués aux bois en fibres de bois retardent la propagation des flammes et limitent la production de fumée par le bois en cas d'incendie. Les produits FRTW sont plus difficiles à enflammer que les produits en bois non traités et les produits en bois traités avec des produits de conservation. Les traitements ignifuges appliqués aux bois en fibres de bois améliorent la résistance au feu des produits en réduisant la quantité de chaleur dégagée pendant les premières phases de l'incendie. Les traitements réduisent également la quantité de substances volatiles inflammables libérées pendant l'exposition au feu. Il en résulte une réduction de la vitesse de propagation des flammes sur la surface. Lorsque la source de la flamme est supprimée, le FRTW cesse de se carboniser. Les FRTW contiennent des produits chimiques différents de ceux du bois traité avec des produits de conservation. Toutefois, le même processus de fabrication est utilisé pour appliquer les produits chimiques. Après le traitement, le bois traité doit être séché au four pour atteindre un taux d'humidité de 19% pour le bois d'œuvre et de 15% pour le contreplaqué. Les traitements ignifuges utilisés dans les bois de construction ne nuisent généralement pas à l'adhérence des peintures et des revêtements de surface, sauf si les bois de construction ont une teneur en humidité plus élevée. Les caractéristiques de finition des produits spécifiques doivent être discutées avec le fabricant. Parmi les applications intérieures typiques des câbles à fibres optiques, on peut citer les menuiseries architecturales, les lambris, les charpentes, les poutres, les cloisons intérieures porteuses et non porteuses. Les retardateurs de flamme de type extérieur utilisent des formulations chimiques différentes de celles utilisées pour les applications intérieures, car ils doivent subir un test de vieillissement accéléré (ASTM D2898), qui expose les tissus à fibres optiques à des cycles réguliers d'humidification et de séchage afin de représenter les conditions extérieures réelles à long terme. En général, les produits ignifuges de type extérieur sont appliqués aux bardeaux et aux bardeaux de fente. Les FRTW peuvent être coupés à la longueur (et non déchirés) et percés de trous après le traitement sans que leur efficacité en soit réduite. Les coupes en bout sur le terrain, qu'elles soient apparentes ou aboutées, ne nécessitent pas de traitement, étant donné que les zones non traitées sont relativement petites par rapport à la surface totale et que l'indice de propagation de la flamme n'est pas affecté. Le contreplaqué peut être coupé en travers et déchiré sans problème, puisque le traitement chimique a pénétré dans toutes les couches/plis. Le FRTW n'est pas excessivement corrosif pour les fixations métalliques et autres équipements, même dans les zones à forte humidité relative. En fait, des tests ont démontré que le FRTW n'est pas plus corrosif que le bois non traité. Utilisation extérieure du FRTW Revêtements ignifuges Systèmes de toiture en bois traité ignifuge Indice de propagation de la flamme Pour plus d'informations sur le FRTW, consultez les sites web des fabricants : Arch Wood Protection, Lonza : www.wolmanizedwood.com Viance LLC : www.treatedwood.com
Bois traité
Le bois traité avec des produits de préservation est recouvert en surface ou imprégné sous pression de produits chimiques qui améliorent la résistance aux dommages pouvant résulter de la détérioration biologique (pourriture) due à l'action des champignons, des insectes et des micro-organismes. Le traitement de préservation offre un moyen d'améliorer la résistance et de prolonger la durée de vie des essences de bois qui n'ont pas une résistance naturelle suffisante dans certaines conditions d'utilisation. Il est possible de multiplier par dix la durée de vie des produits en bois non traités grâce à un traitement de préservation. Le bois traité avec un agent de conservation peut être utilisé pour les structures extérieures qui nécessitent une résistance à la pourriture fongique et aux termites, comme les ponts, les poteaux électriques, les traverses de chemin de fer, les quais, les marinas, les clôtures, les gazebos, les pergolas, les équipements d'aires de jeux et les aménagements paysagers. Quatre facteurs sont nécessaires à la vie des champignons destructeurs du bois : une source de nourriture appropriée (fibre de bois), un taux d'humidité minimum d'environ 20 % (commun pour les conditions d'utilisation en extérieur), l'exposition à l'air et une température favorable à la croissance (les températures froides inhibent, mais n'éliminent pas la croissance des champignons). Le traitement de préservation est efficace parce qu'il supprime la source de nourriture en la rendant toxique pour les champignons et les insectes destructeurs du bois tels que les termites. Un produit de protection du bois efficace doit avoir la capacité de pénétrer dans le bois, de neutraliser la nourriture des champignons et des insectes et d'être présent en quantités suffisantes sous une forme non lixiviable. Les produits de protection efficaces tuent également les champignons et les insectes déjà présents dans le bois. Il existe deux méthodes de base pour traiter le bois : avec et sans pression. Les méthodes sans pression comprennent l'application d'un produit de préservation par brossage, pulvérisation ou trempage de la pièce de bois. Ces traitements superficiels n'entraînent pas une pénétration profonde ou une absorption importante du produit de préservation et sont généralement limités aux traitements sur le terrain pendant la construction. Une pénétration plus profonde et plus complète est obtenue en faisant pénétrer le produit de préservation dans les cellules du bois sous l'effet de la pression. Diverses combinaisons de pression et de vide sont utilisées pour faire pénétrer des niveaux adéquats de produit chimique dans le bois. Pour qu'un produit de protection du bois soit efficace, il doit être appliqué dans des conditions contrôlées, selon des spécifications connues pour garantir que le bois traité avec un produit de protection se comportera dans des conditions d'utilisation spécifiques. La fabrication et l'application des produits de préservation du bois sont régies par la série de normes CSA O80. La norme CSA O80 fournit des informations sur les essences de bois qui peuvent être traitées, les types de produits de préservation et les niveaux de rétention et de pénétration du produit de préservation dans le bois qui doivent être atteints pour la catégorie d'utilisation ou l'application. Pour garantir que le degré de protection spécifié sera atteint, un produit en bois traité avec un produit de préservation peut porter une estampille indiquant qu'il convient à une catégorie d'utilisation spécifique. Au Canada, les produits de préservation du bois sont régis par la Loi sur les produits antiparasitaires et doivent être enregistrés auprès de l'Agence de réglementation de la lutte antiparasitaire (ARLA) de Santé Canada. Les types courants de produits de préservation du bois utilisés au Canada comprennent l'arséniate de cuivre chromaté (ACC), le cuivre quaternaire alcalin (ACQ), l'azole de cuivre (CA), l'azole de cuivre micronisé (MCA), les borates, la créosote, le pentachlorophénol, le naphténate de cuivre et le naphténate de zinc. Les sels acides peuvent diminuer la résistance du bois s'ils sont présents en grandes concentrations. Les concentrations utilisées dans le bois traité sont suffisamment faibles pour ne pas affecter les propriétés de résistance dans des conditions d'utilisation normales. Dans certains cas, la résistance et la rigidité spécifiées du bois sont réduites en raison de l'incision du bois pendant le processus d'imprégnation sous pression (voir la norme CSA O86 pour de plus amples informations sur les facteurs de réduction de la conception structurelle). Les attaches et le matériel d'assemblage en acier galvanisé à chaud ou en acier inoxydable doivent généralement être utilisés avec du bois traité avec un agent de conservation. Il peut exister d'autres matériaux, tels que des revêtements en polymère ou en céramique, ou des solins en vinyle ou en plastique, qui conviennent aux produits en bois traité avec un agent de conservation. Il convient de consulter le fabricant avant de spécifier les fixations et le matériel d'assemblage. Pour de plus amples informations, veuillez consulter les ressources suivantes : www.durable-wood.com Wood Preservation Canada Canadian Wood Preservation Association CSA O80 Series Wood preservation CSA O86 Engineering design in wood Agence de réglementation de la lutte antiparasitaire de Santé Canada American Wood Protection Association
Classement
Classement visuel des bois de construction Au Canada, nous avons la chance d'avoir des forêts capables de produire des bois de construction souhaitables pour les produits de charpente. Parmi les principaux facteurs qui contribuent à la production de bois de charpente, citons : un climat nordique favorable à la croissance des arbres, de nombreuses essences canadiennes contenant de petits nœuds et de nombreuses essences de l'Ouest canadien atteignant une hauteur de trente mètres ou plus, ce qui permet d'obtenir de longues sections de bois sans nœuds et aux fibres droites. La majorité des produits de bois de charpente sont regroupés dans la combinaison d'essences épicéa-pin-sapin (S-P-F), qui présente les avantages suivants pour les applications structurelles : fil droit bonne maniabilité poids léger résistance modérée petits nœuds capacité à tenir les clous et les vis Il existe plus d'une centaine d'essences de bois résineux en Amérique du Nord. Pour simplifier l'approvisionnement et l'utilisation du bois de construction résineux, on combine des essences ayant des caractéristiques de résistance similaires et poussant généralement dans la même région. Le fait de disposer d'un nombre réduit de combinaisons d'essences facilite la conception et la sélection d'une essence appropriée, ainsi que l'installation et l'inspection sur le chantier. En revanche, les produits du bois non structuraux sont classés uniquement en fonction de leur qualité esthétique et sont généralement marqués et vendus sous une espèce individuelle (par exemple, pin blanc de l'Est, cèdre rouge de l'Ouest). Le bois de construction canadien est fabriqué conformément à la norme CSA O141 "Canadian Standard Lumber" et doit répondre aux exigences des règles de classement du bois de construction au Canada et aux États-Unis. Chaque pièce de bois de construction est inspectée pour déterminer sa qualité et un timbre est apposé indiquant la qualité attribuée, le numéro d'identification de l'usine, un taux d'humidité vert (S-Grn) ou sec (S-Dry) au moment du revêtement, l'essence ou le groupe d'essences, l'autorité de classement ayant compétence sur l'usine d'origine et la règle de classement utilisée, le cas échéant. Le bois de construction est généralement estampillé sur une face à une distance d'environ 600 mm (2 pieds) d'une extrémité de la pièce, afin de garantir que l'estampille sera clairement visible pendant la construction. Les produits spéciaux, tels que les bois fabriqués pour la menuiserie ou à des fins décoratives, sont rarement marqués. Pour garantir la qualité uniforme du bois de construction, les scieries canadiennes sont tenues de faire classer chaque pièce de bois par des classificateurs agréés par un organisme de classement accrédité. Les agences de classement sont accréditées par la CLSAB. Les NLGA Standard Grading Rules for Canadian Lumber fournissent une liste des caractéristiques autorisées pour chaque catégorie de bois d'œuvre. Le classement d'une pièce de bois d'œuvre donnée est basé sur l'observation visuelle de certaines caractéristiques naturelles du bois. La plupart des bois d'œuvre résineux se voient attribuer soit une qualité d'aspect, soit une qualité structurelle, sur la base d'un examen visuel effectué par un classificateur de bois d'œuvre. Ce dernier fait partie intégrante du processus de fabrication du bois d'œuvre. En se basant sur les corrélations établies entre l'apparence et la résistance, les classeurs de bois sont formés pour attribuer une classe de résistance au bois de construction en fonction de la présence ou de l'absence de certaines caractéristiques naturelles. Parmi ces caractéristiques, on peut citer la présence de flaches (restes d'écorce sur le bord extérieur), la taille et l'emplacement des nœuds, l'inclinaison du fil par rapport à l'axe longitudinal et la taille des fentes, des fissures et des gerces. D'autres caractéristiques sont limitées par les règles de classement pour des raisons d'apparence uniquement. Il s'agit notamment des taches de sève et de cœur, du grain déchiré et des bavures de rabotage. Le tableau ci-dessous présente un échantillon de quelques-uns des critères utilisés pour évaluer les qualités des bois de construction de 2×4 classés dans les catégories "charpente légère" ou "solives et planches de charpente". Grades Caractéristique Choisir Structural No. 1 & No. 2 No. 3 Bord des nœuds de la face large ¾" 1 ¼" 1 ¾" Pente du grain 1 dans 12 1 dans 8 1 dans 4 Pour réduire au minimum les coûts de triage, les grades peuvent être regroupés. Par exemple, il y a une différence d'aspect entre le bois d'oeuvre classé visuellement n° 1 et n° 2, mais pas de différence de résistance. Par conséquent, la marque de qualité "No.2 et mieux" est couramment utilisée lorsque l'aspect visuel du bois de construction de qualité No.1 n'est pas requis, par exemple dans la construction de solives, de chevrons ou de poutrelles. Les pièces de même qualité doivent être regroupées, les propriétés techniques étant dictées par la qualité la moins résistante du lot. Le bois de construction est regroupé dans les quatre catégories de qualité suivantes : ossature légère, poutrelles et planches, ossature légère et colombages. Le tableau ci-dessous présente les qualités et les utilisations de ces catégories. Catégorie de qualité Dimensions Grades Mélange de qualités courantes Utilisations principales Charpente légère de structure 38 à 89 mm (2″ à 4″ nom.) d'épaisseur et de largeur Select Structural, No.1, No.2, No.3 No.2 et mieux Utilisé pour les applications d'ingénierie telles que les fermes, les linteaux, les chevrons et les poutrelles dans les dimensions inférieures. Poutrelles et planches structurelles 38 à 89 mm (2″ à 4″ nom.) d'épaisseur et 114 mm (5″ nom.) ou plus de largeur Select Structural, No.1, No.2, No.3 No.2 and Better Utilisé pour les applications d'ingénierie telles que les fermes, linteaux, chevrons et poutrelles dans les dimensions supérieures à 114 mm (5″ nom.). Charpente légère 38 à 89 mm (2″ à 4″ nom.) d'épaisseur et de largeur Construction, Standard, Utility Standard and Better (Std. & Btr.) Utilisé pour la charpente générale où des valeurs de résistance élevées ne sont pas requises, comme pour les plaques, les seuils et les blocages. Goujons de 38 à 89 mm (2″ à 4″ nom.) d'épaisseur et de 38 à 140 mm (2″ à 6″ nom.) de largeur et de 3 m (10′) ou moins de longueur Goujons, Goujons économiques Fabriqués principalement pour être utilisés dans les murs. La qualité "Stud" convient aux murs porteurs. La qualité Economy convient aux applications temporaires. Notes : Les grades peuvent être regroupés individuellement ou être estampillés individuellement, mais ils doivent être regroupés avec les propriétés techniques dictées par le grade de résistance le plus faible du regroupement. Le mélange de grades commun présenté est le mélange de résistance le plus économique pour la plupart des applications où l'apparence n'est pas un facteur et où une résistance moyenne est acceptable. À l'exception du grade économique, tous les grades sont classés en fonction de la contrainte, ce qui signifie que les résistances spécifiées ont été
Espèces canadiennes
Essences canadiennes de bois d'œuvre classé visuellement Il existe plus d'une centaine d'essences de bois résineux en Amérique du Nord. Pour simplifier l'approvisionnement et l'utilisation du bois de construction résineux, les essences ayant des caractéristiques de résistance similaires et poussant généralement dans la même région sont combinées. Le fait de disposer d'un nombre réduit de combinaisons d'essences facilite la conception et la sélection d'une essence appropriée, ainsi que l'installation et l'inspection sur le chantier. En revanche, les produits en bois non structuraux sont classés uniquement en fonction de leur qualité esthétique et sont généralement marqués et vendus sous une espèce individuelle (par exemple, pin blanc de l'Est, cèdre rouge de l'Ouest). Le groupe d'essences épicéa-pin-sapin (S-P-F) pousse en abondance dans tout le Canada et représente de loin la plus grande proportion de la production de bois de construction. Les autres grands groupes d'essences commerciales pour le bois d'œuvre canadien sont le douglas, le mélèze, le sapin et les essences nordiques. Les quatre groupes d'essences de bois d'œuvre canadien et leurs caractéristiques sont présentés ci-dessous. Combinaison d'essences : Douglas taxifolié - mélèze Abréviation : D.Fir-L ou DF-L Espèces incluses dans la combinaison Région de croissance Douglas Fir Mélèze de l'Ouest Caractéristiques Gamme de couleurs Du brun rougeâtre au jaune Grande dureté Bonne résistance à la pourriture Combinaison d'essences : Hem-Fir Abréviation : Hémisphère ou H-F Espèces incluses dans la combinaison Région de croissance Pruche de la côte pacifique Sapin Amabilis Caractéristiques Gamme de couleurs Jaune brun à blanc Se travaille facilement Prend bien la peinture Tient bien les clous Bonnes caractéristiques de collage Combinaison d'espèces : Épicéa, pin et sapin Abréviation : S-P-F Espèces incluses dans la combinaison Région de croissance Épicéa blanc Épicéa d'Engleman Épicéa rouge Épicéa noir Pin gris Pin Lodgepole Sapin baumier Sapin alpin Caractéristiques Gamme de couleurs Blanc à jaune pâle Se travaille facilement Prend bien la peinture Tient bien les ongles Bonnes caractéristiques de collage Combinaison d'espèces : Espèces nordiques Abréviation : North ou Nor Espèces incluses dans la combinaison Région de croissance Cèdre rouge de l'Ouest Caractéristiques Gamme de couleurs Bois de cœur brun rougeâtre, aubier clair Résistance exceptionnelle à la pourriture Résistance modérée Qualités esthétiques élevées Se travaille facilement Prend des finitions fines Retrait le plus faible Également inclus dans les espèces nordiques Espèces incluses dans la région de croissance combinée Pin rouge Caractéristiques Gammes de couleurs Se travaille facilement Également inclus dans les espèces nordiques Espèces incluses dans la région de croissance combinée Région Pin Ponderosa Caractéristiques Gammes de couleurs Prend bien les finitions Tient bien les clous Tient bien les vis Saisons avec peu de fissures ou de déformations Également inclus dans les espèces nordiques Espèces incluses dans la région de croissance combinée Pin blanc de l'Ouest Pin blanc de l'Est Caractéristiques Gammes de couleurs Bois de cœur blanc crémeux à brun paille pâle, aubier presque blanc Fonctionne facilement Finit bien N'a pas tendance à se fendre ou à s'éclater Tient bien les clous Faible retrait Prend bien la teinture, les peintures et les vernis Également inclus dans les espèces nordiques Espèces incluses dans la région de croissance combinée Peuplier faux-tremble Peuplier baumier Caractéristiques Gammes de couleurs Fonctionne facilement Finit bien Tient bien les clous Vous trouverez ci-dessous une carte des régions forestières du Canada et des principales espèces d'arbres qui poussent dans chacune d'elles. Cliquez pour agrandir la carte. Cette carte est une gracieuseté de Ressources naturelles Canada.
Adhésifs
Les adhésifs peuvent également être appelés résines. De nombreux produits en bois d'ingénierie, notamment le bois abouté, le contreplaqué, les panneaux à copeaux orientés (OSB), le bois lamellé-collé, le bois lamellé-croisé (CLT), les poutrelles en I en bois et d'autres produits en bois composite, nécessitent l'utilisation d'adhésifs pour transférer les contraintes entre les fibres de bois adjacentes. Les adhésifs étanches et les adhésifs résistants à la chaleur sont couramment utilisés dans la fabrication des produits structuraux en bois. Les progrès réalisés dans la technologie des adhésifs pour relever les défis liés à l'augmentation des taux de production, à l'aspect visuel, aux émissions des processus et aux préoccupations relatives à l'impact sur l'environnement ont donné lieu à une gamme élargie de produits adhésifs structuraux innovants. Il est impératif que cette nouvelle génération d'adhésifs atteigne le même niveau de performance que les adhésifs traditionnels pour les produits structuraux en bois tels que le phénol-formaldéhyde (PF) ou le phénol-résorcinol-formaldéhyde (PRF). Parmi les différentes familles d'adhésifs pour produits structuraux en bois, on peut citer, entre autres, les suivantes : Les polymères isocyanates en émulsion (EPI) ; les polyuréthanes monocomposants (PUR) ; les résines phénoliques telles que le phénol-formaldéhyde (PF) et le phénol-résorcinol-formaldéhyde (PRF). Divers types d'adjuvants tels que la farine de coquille de noix, la farine d'écorce de douglas, la farine d'écorce d'aulne et la farine de bois sont parfois utilisés pour réduire les coûts, contrôler la pénétration dans la fibre de bois ou modérer les propriétés de résistance pour les matériaux spécifiques à coller. Il existe plusieurs normes industrielles qui peuvent être utilisées pour évaluer les performances des adhésifs pour produits en bois de construction, notamment : CSA O112.6 Adhésifs à base de résine phénolique et phénolo-résorcinolique pour le bois (durcissement à haute température) CSA O112.7 Adhésifs à base de résine résorcinolique et phénolo-résorcinolique pour le bois (durcissement à température ambiante et intermédiaire) CSA O112.9 Évaluation des adhésifs pour les produits structuraux en bois (exposition à l'extérieur) CSA O112.10 Évaluation des adhésifs pour les produits structuraux en bois (exposition limitée à l'humidité) CAN/CSA O160 Norme d'émissions de formaldéhyde pour les produits en bois composite ASTM D7247 Standard Test Method for Evaluating the Shear Strength of Adhesive Bonds in Laminated Wood Products at Elevated Temperatures ASTM D7374 Standard Practice for Evaluating Elevated Temperature Performance of Adhesives Used in End-Jointed Lumber (Méthode d'essai standard pour évaluer la résistance au cisaillement des adhésifs dans les produits en bois stratifié à des températures élevées)
Connexions
Comme pour tous les autres matériaux de construction, un aspect essentiel des structures en bois est la manière dont les éléments sont reliés. Les produits en bois sont des matériaux de construction faciles à percer, à ciseler ou à façonner pour faciliter l'assemblage des éléments, et il existe un certain nombre de méthodes et une large gamme de produits pour l'assemblage du bois. L'installation d'attaches métalliques est la méthode la plus courante d'assemblage des produits en bois et une large gamme de matériel est disponible. Cela va des clous et des connecteurs légers utilisés pour la construction de charpentes légères aux boulons, plaques latérales et autres pièces de quincaillerie utilisées pour les assemblages de pièces lourdes. Chaque type de fixation est conçu pour être utilisé avec un type de construction particulier. Pour de nombreuses applications, telles que le clouage de murs à ossature légère, les fixations métalliques n'ont qu'une fonction structurelle et seront dissimulées par les finitions intérieures et extérieures. Dans d'autres cas, lorsque les éléments en bois ont une fonction structurelle et sont laissés apparents pour ajouter un intérêt visuel à une conception et donner un aspect robuste à une structure, il faut réfléchir à la disposition des connexions ainsi qu'à la sélection et à la finition des produits en bois eux-mêmes. Dans d'autres cas, lorsque les fixations métalliques sont exposées à la vue, le concepteur peut souhaiter qu'elles soient aussi discrètes que possible. Pour ce faire, il peut choisir des fixations telles que des anneaux fendus et des boulons, réduire l'impact visuel de la quincaillerie en l'encastrant dans les éléments en bois, ou utiliser la peinture pour réduire l'importance d'une connexion.
