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文檔簡介
木材改性與保護林學院:張曉燕第二章木材品質(zhì)和變異一確定原木使用價值的因素二木材品質(zhì)因子及其作用三與木材品質(zhì)有關的方面四木材品質(zhì)和商品價值第一節(jié)木材質(zhì)量和品質(zhì)因子引論一確定原木使用價值的因素干形:包括徑級和尖削度木材缺陷:影響木材質(zhì)量無疵木材的性能:即木材品質(zhì)因子二木材品質(zhì)因子及其作用
木材品質(zhì)因子指對木材使用價值有影響的那部分木材性質(zhì)。包括木材的密度、強度、天然耐久性、尺寸穩(wěn)定性和易裂狀況等。
三與木材品質(zhì)有關的方面(一)木材品質(zhì)和木材組織固有因子間的關系(二)木材樹種識別和木材品質(zhì)判斷木材樹種和它的品質(zhì)是密切相關的,但兩者又是兩個獨立的概念。(三)木材品質(zhì)的變異指同種木材品質(zhì)之間的差別,主要表現(xiàn)在天然林和人工林上。四木材品質(zhì)和商品價值1一定體積內(nèi)的胞壁物質(zhì)量—決定木材的密度,是木材品質(zhì)最重要的一項指標。
2胞壁主要化學成分的組成比例,存在的抽提物數(shù)量和種類—前者不引起木材品質(zhì)的差異,后者決定木材的耐久性。3在不同組織的細胞中胞壁物質(zhì)的排列和方向—是形成木材各向異性的主要因素,但不造成樹種間木材品質(zhì)的差異。
4構成木材組織的細胞種類、大小、比例和排列—對木材品質(zhì)的影響最大,因為這些決定木材密度、強度、干燥時開裂的難易,并形成木材的各向異性。
總之,木材組織中的固有因子是決定木材品質(zhì)的根源,是木材品質(zhì)的內(nèi)在成因。一木材密度二木材的天然耐久性三木材的脹縮性和易裂度四木材的力學值(強度值、強重比)
第二節(jié)木材的主要品質(zhì)因子
一木材密度
(一)木材密度的差異1樹種間差異—取決于三個因素:細胞大小、細胞壁薄厚、各類細胞的數(shù)量比例。2樹種內(nèi)差異(1)同種不同產(chǎn)地木材密度的差異。與生長速度有關,主要有三種典型的關系:(2)樹株內(nèi)木材密度的差異。在沿樹干高度方向上和半徑方向上不同。
木材不同于人工制造的均質(zhì)材料,樹種間木材在結(jié)構和材質(zhì)上有差異,樹種內(nèi)甚至樹株內(nèi)也有變異,但對后者可以尋出其變化范圍,這是木材科學對木材本質(zhì)認識的要求。
闊葉樹環(huán)孔材和半環(huán)孔材—木材密度隨樹木生長速度的增加而增大;具有明顯晚材的針葉樹材—木材密度隨樹木生長速度的增加而減小;闊葉樹散孔材和無明顯晚材的針葉樹材—木材密度與生長速度無關。
(2)樹株內(nèi)木材密度的差異在沿樹干高度上,樹基部木材的密度最大,自樹基向上逐漸減小,樹冠部位則略有增大。在沿半徑方向:
針葉樹材髓心最小,向外逐漸增大,至距樹皮1/2處達最大值,以后又逐漸下降。
闊葉樹散孔材由髓心向樹皮方向逐漸增大,環(huán)孔材具心材的,心材密度大,但靠近髓心和樹皮的部分密度較小,另外,密度和年輪寬度呈正相關。
(二)木材密度的品質(zhì)等級氣干密度為標準,將密度劃分為5個品質(zhì)等級:針葉樹材的密度基本屬于小和中等,以小為主;闊葉樹材的密度有1/2屬中等,小和大的各占1/4。國外把針葉材“softwood”,闊葉材叫“hardwood”,而實際上密度最大和最小的都是闊葉材。很?。盒∮?.35;?。?.351~0.550;中等:0.551~0.750;大:0.751~0.950;很大:大于0.950。針葉樹材(50種)闊葉樹材(205種)木材氣干密度(g/cm3)樹種頻數(shù)(%)二木材的天然耐久性(一)木材具有天然耐久性的原因(二)木材天然耐久性的差異(三)實驗室中木材抗腐性的測定(四)木材自然抗腐的品質(zhì)(五)對自然抗腐性等級的認識
(一)木材具有天然耐久性的原因
1概念:木材的天然耐久性是指木材抵抗外界有機體侵染的能力,是木材中抽提物的成分和含量綜合作用的結(jié)果。2木材比其它植物組織具有較高抵抗力的原因:木材細胞壁有高分子量不溶聚合物組成;木質(zhì)化對多糖建立了一個抗酶的物理屏障;微生物降解酶的作用主要限制在纖維素的非結(jié)晶區(qū),而木材中的纖維素有較高的結(jié)晶度;木材的氮含量低;使木材產(chǎn)生初期腐朽所要求的含水率比其它組織高。纖維素構成的微纖絲木質(zhì)素、半纖維素聯(lián)結(jié)半纖維素木材細胞壁結(jié)構的成層傾向
(二)木材天然耐久性的差異1樹種間:質(zhì)重色暗的木材比質(zhì)輕色淺的木材對腐朽的抵抗力高。原因在于它們要腐朽的物質(zhì)較多,有足夠的毒性成分,木材中氣體的擴散也較慢。2樹種內(nèi)(1)邊材和心材—心材比同樹種邊材耐久性高。原因在于心材中有大量抽提物質(zhì)存在,如酚類、單寧等。(2)樹齡—徑大成熟的木材比幼樹更耐久,相同直徑不同樹齡的樹株,樹齡大的更耐久。(3)樹干的徑向部位—心材的外部對腐朽的抵抗力最大,朝髓心向內(nèi)減小。(三)實驗室中木材抗腐性的測定
測定以木材損失原重的百分比為標準,如果該值較高,就認為它的木材抗腐性低。實驗室測定木材抗腐的程序
(四)木材自然抗腐的品質(zhì)木材自然抗腐級別按重量損失率劃分為4級或5級,中國林科院1981年劃分的標準如下:
針葉材:
闊葉材:Ⅰ耐腐性強0~10%Ⅰ耐腐性強0~10%Ⅱ耐腐11~20%Ⅱ耐腐11~30%Ⅲ稍耐腐21~30%Ⅲ稍耐腐31~50%Ⅳ不耐腐>30%Ⅳ不耐腐>50%木材自然抗腐品質(zhì)級別的含義:極耐腐:實驗室試驗中無損失或損失不明顯,用在非常適合真菌繁殖的場所尚具有長的使用壽命。耐腐性強:有中等使用年限(10-15年),適合在只施一層油漆的情況下作室外不接觸土壤的用途。中等耐腐:只要暴露在潮濕條件下就易于腐朽。可用在偶爾或短時間潮濕的條件下,如地板。不耐腐:使用中必須長期保持干燥或用防腐劑徹底處理如建筑物框架、家具、細木工板等。
(五)對自然抗腐性等級的認識不同樹種木材天然耐腐性的等級不同,但使用條件對木材腐朽的形成和發(fā)展也有很大作用。
如用防腐劑處理可滿足要求的地方盡量用低耐久等級的木材,對要求大尺寸木材的地方,由于其很難受到防腐劑的徹底處理,應該用天然耐久性高的木材。三木材的脹縮性和易裂度
在木材品質(zhì)評定中,有關干縮濕漲應考慮:1干燥后的木材尺寸和體積并非永久不變,在使用中,木材的尺寸會隨大氣相對濕度和溫度的日常波動而變化;2因弦向和徑向干縮的不同而引起應力,它會在木材加工過程中造成開裂和鋸材翹曲。
三木材的脹縮性和易裂度(一)脹縮性木材的干縮性可根據(jù)體積干縮系數(shù)劃分為5級:一般來說,木材密度大的橫紋收縮大;密度小的橫紋收縮小。很?。?.35%以下?。?.36~0.45%中:0.46~0.55%大:0.56~0.65%很大:0.66%以上
(二)差異干縮與開裂差異干縮主要指徑、弦向干縮的差異。弦向干縮系數(shù)大于徑向,因此將弦向干縮系數(shù)與徑向干縮系數(shù)的比值叫干裂勢,用D表示。
D表示木材干縮的不均勻程度,可以分為5級:
很小:1.40以下?。?.40~1.80
中:1.81~2.20
大:2.21~2.60
很大:2.61以上
根據(jù)D值可計算木材干燥時理論上的裂開角度:
由式中可以看出,θ只有當D和SR均高時才大,即只有當兩者均高時開裂的傾向才大。另外,木材是否裂開還與木材組織間連結(jié)的牢固程度有關。
木材的理論開裂角度θ=ST-SR1-SR×360°式中:θ—木材的理論開裂角度;
ST
—弦向干縮系數(shù);
SR—徑向干縮系數(shù)。
四木材的力學值(一)木材品質(zhì)評定中采用的力學值1強度值木材有多種強度性能,對已確定用途的木材,應重視強度性質(zhì)中的某些項,木材的一些重要強度性質(zhì)和在實用上的意義如表所示。
對尚未明確用途的的木材,應考慮強度性質(zhì)的總狀況,這時一般把順紋抗壓和靜力彎曲作為評定木材品質(zhì)的依據(jù)。性質(zhì)種類在木材中的參考值抗彎強度決定木梁或一切受彎曲構件的承荷能力抗彎彈性模量木梁或長柱在比例極限范圍內(nèi)的變形量順紋抗壓短柱的承荷能力順紋抗拉強度木結(jié)構桁架的底部橫桿和構件的連接硬度縱面硬度表明木材的抗壓痕能力,用于家具、室內(nèi)裝飾和地板等的木材品質(zhì)評定中沖擊韌性決定木材在沖擊抗彎曲中對能量的吸收,用于評定車輛材和建筑結(jié)構材的品質(zhì)抗劈力影響木材加工和產(chǎn)品牢度的一種性質(zhì)
(一)木材品質(zhì)評定中采用的力學值2強重比強重比是材料的極限強度和基本密度的比值,木材的強重比較一般工程材料大,所以很適合作結(jié)構用材。
強重比是對密度不同的樹種進行檢驗的指標,它的價值在于能確定樹種間強度值的差異是由木材密度還是由其它原因造成。
(二)木材強度值的品質(zhì)級別1無具體使用方面的木材,以順紋抗壓和靜力彎曲極限強度的總和確定;2已確定木材用途,要根據(jù)使用要求以某種強度的品質(zhì)級別確定;木材各種強度的等級標準如表:3根據(jù)木材強重比的級別標準確定,同時要配以木材強度。在既要求強度又限制重量的場合考慮。強度品質(zhì)級別順紋抗壓和靜力彎曲極限強度總和強度不高樹種<1078×105Pa高強度樹種1079-1666×105Pa強度很高樹種>1666×105Pa強重比品質(zhì)級別順紋抗壓和靜力彎曲強重比總和強重比低的樹種<1960強重比中等的樹種1961-2156強重比很高的樹種>2156各種強度甚低低中高甚高順紋抗壓極限強度(105Pa)<245246-343344-549550-823>823靜力彎曲極限強度(105Pa)<490491-784785-11761177-1666>1666彈性模量(108Pa)<8889-118119-147148-186>186順紋抗剪極限強度(105Pa)<4950-9899-147148-196>196端面硬度(105Pa)<294295-490491-686687-980>980沖擊韌性(J/cm2)<1.471.57-2.943.04-4.414.51-5.88>5.88
第三節(jié)幼齡材
關于幼齡材的錯誤認識:1幼齡材是小樹的木材,成熟樹干中沒有幼齡材;2樹木幼齡期形成的木材是幼齡材,幼齡材在樹木中為高度一定的圓錐形,幼齡期之后形成的木材是成熟材;一幼齡材形成的機理
樹莖任一高度上的形成層是在這一高度生長時的第一年形成,剛形成時其分生活動受頂端分生組織的影響,以后,形成層在使樹干直徑加大的同時,也就逐漸遠離頂端分生組織,并受它的影響也逐漸減弱,其所分生的次生木質(zhì)部就逐漸向成熟材過渡。
所以成熟樹莖任一高度上的前5-20年形成的次生木質(zhì)部和同一高度上以后形成的次生木質(zhì)部不同,前者是這一高度上的幼齡材,后者是成熟材。幼齡材不限于樹干基部,而是自基部延伸至樹梢。
形成層
某一高度的前5-20年形成—幼齡材同一高度5-20年之后形成—成熟材
次生木質(zhì)部
二幼齡材的概念1幼齡材:受頂端分生組織活動影響的形成層區(qū)域所產(chǎn)生的次生木質(zhì)部。2成熟材:形成層成熟后所產(chǎn)生的次生木質(zhì)部。
幼齡材和成熟材在樹干中的部位髓心幼齡材成熟材三幼齡材的性質(zhì)(與成熟材的區(qū)別)
幼齡材和成熟材在木材結(jié)構方面和物理力學性質(zhì)方面都有許多不同。(一)在結(jié)構方面:(1)幼齡材的纖維長度短,(2)晚材百分率低,(3)出現(xiàn)螺旋紋理的傾向較大,(4)次生壁中層的微纖絲角較大;直紋理螺旋紋理
(二)物理力學性質(zhì)方面:
與成熟材相比:幼齡材的密度低;由于S-2微纖絲角度大,造成它的縱向收縮大,干燥時容易翹曲,降低鋸材質(zhì)量;力學強度降低,由于由于S-2微纖絲角度增大,順紋抗拉強度明顯降低。
由此可以看出,與正常成熟材相比,幼齡材的性質(zhì)均差,這使它不適合作結(jié)構用材,所以在一些用途方面要限制使用幼齡材。弦切板(順彎)幼齡材針葉樹幼齡材和成熟材間的過渡一些性質(zhì)指標逐漸增加一些性質(zhì)指標逐漸減小
密度細胞長度強度胞壁厚度橫紋收縮率晚材百分率
S2纖絲角縱向收縮率生材含水率第三章木材的防腐處理
第一節(jié)木材的保存一木材的天然耐腐性木材的天然耐腐性與木材的組織構造、材性以及木材的化學組成有關。一般心材比邊材耐腐、抗蛀,因為心材中含有較多的酚類、生物堿、樹脂、脂肪酸等,它們對菌、蟲均有一定的抑制或毒殺作用。我國常見樹種木材的耐腐性可分為強耐腐、中等耐腐、弱耐腐、不耐腐4級。二木材的保存(保管)(一)木材的物理保存方法1干存法:在短期內(nèi)把原木或成材的含水率降到25%以下。2濕存法:使木材保持較高的含水率,避免菌、蟲危害。3水存法:使木材保持最高的含水率,防止菌、蟲危害和避免木材開裂。(二)木材的化學保存:即木材防腐處理干存法:在最短時間內(nèi)把原木或成材的含水率降到25%以下。注意:該法適用于原木全剝皮或樹皮已損傷超過1/3的木材、加工用原木和直接使用原木;選地勢高、通風良好的場所按合理結(jié)構形式堆放;材身或斷面出現(xiàn)白色菌絲應適當消毒處理。濕存法:保持木材較高的含水率,防止菌、蟲危害。注意:選擇地勢低、水源充足場所原木采伐后緊密堆積,定時消毒原木端面噴灑防腐護濕涂料每晝夜噴水3~4次要求木材有完整樹皮或樹皮損傷不超過1/3水存法:保持木材最高的含水率,防止菌、蟲危害和避免木材開裂。注意:選擇流速緩慢、河底平坦的河灣或水池處原木扎成排并用木樁、鋼索固定該法對帶皮、不帶皮的針、闊葉材都可以用。
第二節(jié)木材防腐劑一木材防腐機理和防腐劑應具備的條件(一)防腐機理有兩個方面:1機械隔離防腐:用油漆將木材保護起來,防止其與外界環(huán)境接觸。2毒性防腐:用防腐劑的毒性抑制微生物的生長,或被微生物吸收而毒死。(二)木材防腐劑概念:向木材內(nèi)注入的能妨礙木材腐朽菌生長的化學藥劑。(三)木材防腐劑應具備的條件
(三)木材防腐劑應具備的條件1對危害或棲息木材的生物具有毒性;2具有持久性和穩(wěn)定性:即藥效持久,進入木材后既不揮發(fā),也不遇水流失;3易于向木材內(nèi)部滲透。防腐劑的滲透性對滲透深度、木材對防腐劑的吸收量和防腐劑在木材中的分布均勻度都有影響;4無色、無味,不影響木材的物理力學性質(zhì)和使用性能;5對金屬無腐蝕性;6使用安全,經(jīng)處理的木材對人體和家畜不致中毒,木材燃燒性能不應提高;7經(jīng)濟性:即來源充足,且價格低廉。
二木材防腐劑的分類(一)油質(zhì)類防腐劑
煤雜酚油(木材防腐油)、煤焦油(二)有機溶劑防腐劑(油溶性防腐劑)
五氯苯酚、環(huán)烷酸銅、8-羥基喹啉酸銅、有機錫化合物(三)水溶性防腐劑
銅鉻砷、氟鉻砷酚、氨溶砷酸銅、酸性鉻酸銅、銅鉻硼合劑(一)油質(zhì)類防腐劑1特點:不溶或微溶于水,揮發(fā)性低,
優(yōu)點:對各種危害木材的生物都有良好的毒殺和預防作用,而且耐久性好,不易流失,對金屬無腐蝕。缺點:有辛辣氣味,對皮膚有刺激性,使處理后的木材表面臟,不易進行油漆等其它加工處理,燃燒時冒刺激性濃煙,木材使用時隨溫度變化有溢油現(xiàn)象。2種類煤雜酚油(木材防腐油)煤焦油煤雜酚油(木材防腐油)
分餾高溫煤焦油的產(chǎn)物(200-400℃的餾分),粘度低,易于滲透,抗雨水和海水流失,在木材內(nèi)持久性強。廣泛用于枕木、電桿、樁木、橋梁及房屋建筑等的結(jié)構用材。缺點是對皮膚有刺激性,不易作室內(nèi)及食品用材,油漆性能也不好。煤焦油
高溫煉焦時從煤氣中冷卻得到的粘稠液體,其粘度大,雜質(zhì)多,不易滲入木材,防腐處理需較長時間。毒性低,不易單獨使用,一般和雜酚油混合使用。(二)有機溶劑防腐劑(油溶性防腐劑)
1特點溶解于有機溶劑的藥劑,毒性強,易被木材吸收,不易流失,處理后木材變形小,材面干凈,可進行其它加工處理。有機溶劑的成本高,而且要求有較高的防火性能。
2種類(1)五氯酚分子式為C6Cl5OH,對木腐菌和霉菌有高度的毒效;抗流失,用于枕木、建筑及細木工制品的防腐;對人的皮膚和粘膜有刺激性,使用時注意防護(2)環(huán)烷酸銅分子式為C11H20O2,有特殊氣味,對人、畜毒性低;主要用于細木工、園藝和造船材的處理,可浸漬或涂刷;長期使用活性會逐漸下降,有酸存在時活性會增加;常與雜酚油混用(3∶7)處理造船材或海港木樁,對防治海生鉆孔動物的危害有良好效果。
(3)8—喹啉酸銅黃褐色結(jié)晶螯合物,對木腐菌有較好毒效;對人、畜毒性低,可用于處理汽車車箱、溫室用材及與食品接觸的木制品和皮革、紡織品等。(4)有機錫化合物對真菌有較高的毒效,對海生鉆孔動物也有效;具有堿性,不能與酸性化學藥劑混合使用;與五氯酚比,毒性是五氯酚的20倍,且毒效期長;通常使用三丁錫氧化物的油溶液。
(三)水溶性防腐劑1特點:是有殺生能力的金屬鹽類和氟化物,也是使用最多的防腐劑,2種類優(yōu)點:水做溶劑,成本低,處理材干凈,無刺激氣味,不影響木材的油漆和膠合性能,不增加可燃性。缺點:處理木材易膨脹,干燥后易收縮,不易對尺寸要求高的部件進行處理,常用來處理木紋通直的木材,抗流失性能差,不適于處理與地面接觸的木材。2種類(1)銅鉻砷(加鉻砷酸銅,CCA)
CCA防腐劑固著迅速,耐雨水及土壤水分流失性強毒性高,抗白蟻和船蛆效果好,不污染環(huán)境,不危害人畜,最常用,可用來處理桿材、柱材及其它用材。主要成分為:CrO3、CuO、As2O5
,根據(jù)三者百分含量的不同,CCA有A、B、C三種配方:
組分及pHCCA-ACCA-BCCA-CCrO365.535.347.5CuO18.119.618.5
As2O5
16.445.134.0pH值1.6-3.21.6-3.01.6-3.0抗流失毒性強
2種類(1)銅鉻砷(加鉻砷酸銅,CCA)
(2)氟鉻砷酚(FACP)主要用于濕材處理,防腐防蟲效果良好,藥劑成分有氟化鈉、砷酸氫二鈉、重鉻酸鈉、二硝基酚鈉,常用的有兩種配方。藥劑成分英國標準(%)美國標準(%)氟化鈉2522砷酸氫二鈉2525重鉻酸鈉37.537二硝基酚鈉12.516pH值7.2-7.85.5-7.8
(3)氨溶砷酸銅(ACA):與CCA比較,抗流失性較強,大量用于室內(nèi)或露天的防腐、防蟲。滲透性較強,可用于難浸注木材的處理,但固著慢。不易用來處理電桿,因為它影響電桿的導電性。配方為:CuO、As2O5、氨、醋酸(4)酸性鉻酸銅(ACC)有高度固著性能,沒有腐蝕性,可用來處理桿材、柱材及室內(nèi)用材,處理材呈褐色。缺點是對極少數(shù)耐銅真菌無殺菌能力,對昆蟲和海生鉆孔動物效果不好。配方為:CuSO4?5H2O、Na2Cr2O3
、醋酸
(5)銅鉻硼合劑(CCB)對木腐菌毒性大,其殺菌效果與CCA相同。和CCA相比,含有砷,對人畜有毒,由于CCA的固著速度太快,不易處理難滲透的木材。而CCB中硼有很強的滲透性,且它的固著速度較慢,能擴散至難滲透的心材,有良好的抗流失性能。對處理像云杉這樣難滲透的木材效果特別好。處理后的木材干凈,可上油漆,可用于室內(nèi)外及與土壤接觸的情況,也可用于海水中。成分:CrO3、CuO、H3BO3
三木材與防腐劑的相互作用
1防腐劑在木材內(nèi)部的分布防腐劑和木材組分之間的或者防腐劑各組分之間的化學作用,以及防腐劑中溶劑揮發(fā)導致的物理沉淀決定了防腐劑在木材中的分布。將木材浸注到防腐劑溶液中,防腐劑會先進入到細胞腔,然后再與細胞壁成分如木質(zhì)素、纖維素等結(jié)合從而固定于細胞壁上。
三木材與防腐劑的相互作用2木材與防腐劑的化學反應無機防腐劑通常為水溶性,它們只有固定于木材之中,才會增強抗流失性能,也可減少劇毒物對環(huán)境的污染,但有時也有相反作用。如固著太強,防腐效能會減弱。無機防腐劑與木材的化學反應如圖。有機防腐劑大部分性質(zhì)穩(wěn)定,反應能力弱,大多與木材成分以氫鍵、范德華力作用。
CrAsO4—木質(zhì)素絡合物CrAsO4沉積于纖維素之上Cu2+—木質(zhì)素絡合物物理地吸附于木材組分之上Cu2+—纖維素絡合物Cr2(OH)4CrO4—沉積于纖維素之上Cu2+CuCrO4—穩(wěn)定的CuCrO4—木質(zhì)素絡合物CrAsO4CCA
第三節(jié)木材防腐處理工藝表征防腐處理效果的指標:保持量:指經(jīng)過處理后,單位體積的木材中所保留的防腐劑數(shù)量。滲透深度:指防腐劑進入到木材內(nèi)部距離表面的距離。本章內(nèi)容:一木材的預處理(一)去樹皮:人工去皮、高壓水噴射去皮、機械去皮(二)干燥(三)機械加工預處理—鉆孔和刻痕二木材防腐處理工藝(一)簡易處理法(常壓處理法)(二)加壓防腐處理方法(二)干燥
防腐處理前進行干燥的目的:
1干燥后的木材輕,運輸費用低;2干燥后的木材防腐劑容易滲入木材內(nèi)部。3木材含水率對防腐劑注入量有很大影響。因為高含水率狀態(tài)下,木材空隙被水填充,會阻斷防腐劑的滲透通道;而且高含水率狀態(tài)下處理的木材,以后隨水分蒸發(fā),防腐劑會被帶到材面析出,影響防腐效果和后續(xù)加工。4干燥處理后,有利于防腐劑的吸收,一般要求含水率在25-30%以下。而且干燥后再進行防腐處理的木材可直接使用,如機械加工、油漆、膠合等。
干燥方法:可采用自然干燥或人工干燥,人工干燥法有:1窯干法(室干法)2減壓油煮干燥法(波爾頓干燥法):在減壓的狀態(tài)下,木材在雜酚油或其它油溶性防腐劑中油煮。加熱到80~100℃時進行減壓,水分開始蒸發(fā)。處理時間為6~40小時。3蒸氣預處理干燥法(汽蒸干燥法):將木材放入預處理罐,通入新鮮蒸汽處理1~20小時,停止通蒸汽后隨即減壓,保持真空1~3小時。
(三)機械加工預處理—鉆孔和刻痕鉆孔和刻痕主要是對心材難以浸注的樹種而采取的方法,可提高防腐劑的滲透度和分布的均勻性,減少開裂,增加氣干速度。但鉆孔和刻痕破壞木材表面的平整性,處理材不能用作表面材,一般用于枕木、坑木、樁木、電桿等??毯鄣恼砟?,端部有防裂環(huán)防止端裂A刻痕B徑向刺孔C對穿刺孔D切縫改善木材防腐處理的方法
二木材防腐處理工藝(一)簡易處理法(常壓處理法)
1干燥木材的處理方法(1)涂刷處理:(2)噴淋處理:(3)浸漬處理:(4)冷熱槽法:2未干木材的處理方法(1)樹液置換法:(2)擴散法:
干燥木材的處理方法:(1)涂刷處理:適用于小規(guī)格材的處理。(2)噴淋處理:比涂刷法效率高,但易造成防腐劑的損失和環(huán)境污染,只用于數(shù)量較大或難以涂刷的地方。(3)浸漬處理:處理前材面應干凈;大批量浸漬處理要使木材間留出空隙;處理過程中要抖動木材,攪拌藥液。(4)冷熱槽法:先將木材在熱防腐劑槽中加熱,木材內(nèi)空氣、水蒸汽受熱膨脹,從木材中排出,然后迅速轉(zhuǎn)移到冷槽中,由于驟冷,木材內(nèi)空氣收縮水蒸氣凝結(jié),產(chǎn)生部分真空,防腐劑借助內(nèi)外壓差被吸入。
防腐劑的種類不同,冷熱槽的溫度也不同:如表所示。浸漬處理設備待浸漬處理材防腐劑種類熱槽溫度(6h)冷槽溫度(2-4h)水溶性防腐劑65-80℃常溫油質(zhì)類防腐劑90-110℃50℃
2未干木材的處理方法(1)樹液置換法:將新采伐的原木的大頭端固定,用橡膠管與高出地面10米以上的防腐劑貯槽底部相連,利用位差所產(chǎn)生的液壓將防腐劑溶液從大頭壓入,使木材中的樹液從小頭流出。(2)擴散法:依靠木材細胞中存在著的水分將防腐劑分布到木材中。又可分為:漿膏涂抹法、瞬時浸漬擴散法、雙擴散法等。
雙擴散法是將木材先后浸泡在兩種能起化學反應的防腐劑中,從而在木材內(nèi)生成不溶于水的有毒的化合物沉淀,有防腐效力而且遇水不流失。如用水溶性的硫酸銅和砷酸鈉與重鉻酸鈉的混合液。(二)加壓防腐處理方法
1一般加壓防腐處理工藝(1)滿細胞法:(2)空細胞法:(3)半限注法:2正負頻壓法和高低頻壓法3雙真空法:
(1)滿細胞法:
將木材加入處理罐,先抽真空并保持一定時間,真空下加防腐劑。然后解除真空并加壓到最大壓力直到浸入規(guī)定的吸收量。排除罐內(nèi)壓,再抽真空保持一定時間后解除真空。如圖
滿細胞法1一般加壓防腐處理方法(2)空細胞法:
無前真空,代之為前空壓,強迫空氣進入木材細胞并壓縮。在解除壓力時反沖出的藥劑比滿細胞法多,處理后細胞腔是空的,故叫空細胞法。
這樣可以以最小的吸收量達到最大的滲透深度,節(jié)省藥劑,降低成本。
空細胞法(3)半限注法:
沒有前真空和前空壓,在大氣壓下加防腐劑?!胺礇_”出的防腐劑比空細胞法少,比滿細胞法多。
這是對空細胞法的改良,不需要空氣壓縮機等設備。半限注法
2正負頻壓法和高低頻壓法
正負頻壓法是加壓和真空的循環(huán),但從加壓到真空,又從真空到加壓的往返周期所需時間,再整個操作過程中是不同的。如表所示
高低頻壓法是加壓和常壓的相互交替。
兩者是處理難浸漬材的有效方法,濕材也可以得到適當處理。
周期時間1min6.5min加壓時間(1MPa)30%(0.3min)85%(5.5min)真空時間(90KPa)70%(0.7min)15%(1min)3雙真空法:
原理與滿細胞法相似,不同的是所用壓力只是滿細胞法的1/10。
常用有機溶劑防腐劑,處理后的木材表面非常干燥,即可搬運,幾天后就可進行其它加工,如油漆、膠合、砂光等。第四節(jié)影
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