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防腐|影响木材防腐效果的因素

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  木材防腐效果或功效的好坏,防腐木材的使用寿命的长短,与很多因素相关,主要包括1)木材、2)防腐剂、3)防腐处理、4)防腐木材的加工、安装与使用。   

   (1)木材 

   树种    

  不同树种的木材,具有不同的处理性能,有些容易处理,有些不容易处理。木材的可处理性,是决定其是否适合作为防腐木材的一个因素。选择容易处理的木材树种,比较容易达到好的防腐效果。因此,防腐工业通常将木材分为易处理树种和难处理树种,虽然易处理树种和难处理树种都可以进行防腐处理,但它们的用途不同,防腐处理的要求也有差异。   

   心材与边材    

  前面已经谈过,木材心材和边材的可处理性,通常相差很大。比如南方松,边材容易处理,心材则难于处理。同样,欧洲赤松、樟子松的边材容易处理,心材则难于处理。而辐射松,边材容易处理,心材则较易处理。因此,心材与边材的比例多少,是决定其是否适合作为防腐木材的一个因素。为此,防腐工业通常将木材分为边材树种和心材树种,宽边材的木材称为边材树种,宽心材、窄边材的木材称为心材树种。如南方松、马尾松的边材较宽,属边材树种,欧洲赤松、樟子松、落叶松的边材较窄,属心材树种。虽然叫法不准确,但一些人习惯于将边材树种称为易处理树种,将心材树种称为难处理树种。   

   纹理方向   

  液体在木材纵向(即顺纹理方向)和横向(即横纹理方向)的渗透性相差很大,木材纵向的渗透性比横向要好很多。通常,针叶材的纵向的渗透性比横向大15-20倍,阔叶材的纵向的渗透性比横向大20-100倍。   

  因此,在检验防腐木材中防腐剂的保持量和透入度时,应在木材长度方向的中部取样。如果不能在中部取样,则需在距木材端头一定距离处取样,有些国家规定此距离为45cm,有些国家规定为50cm,我国行业标准也规定此距离为50cm。如果在距离木材端头太近(小于50cm)的地方取样,则防腐剂的保持量和透入度检测结果,一般比其他位置高,不能真正反映整体木材中的防腐剂含量和分布。与标准指标比较时,容易产生差异。   

  对于难处理树种木材,防腐处理前,经常进行刻痕,以增加防腐剂在木材中的渗透性。 其原理,就是将防腐剂在木材中的横向渗透,改为纵向渗透,使木材的渗透性大大增加。     

   (2) 防腐剂    

  木材防腐剂,大多为复式配方,即含有2种或多种有效成分,为的是使其具备抑制、抵抗、毒杀各种木材有害生物(包括腐朽菌、软腐菌、蛀虫、白蚁、海虫/海生钻孔虫等)的功能。     木材防腐剂,一般由主剂和助剂组成。主剂是抵抗木材有害生物的有效成分,助剂的功能是增强主剂的溶解性、渗透性、抑制或减少主剂的腐蚀性、降低主剂对木材强度的负面影响等。   

  每一个生产厂商的木材防腐剂产品,除在各个国家或地区的标准中,标明有效成分的组成和比例之外,还需在各国的有关部门(通常是环境保护部门或农药管理部门)注册登记,列明主剂和助剂的组成和比例,并经过认可的权威评价机构(非盈利机构,且不能是防腐剂的开发、生产、制造单位)的检验与评估,防腐功效及对木材强度的影响等指标合格后,方能上市销售。这也就是为什么同一类产品,如果有多个厂商生产,每一个生产厂商都需注册登记的原因之一。    

  对于木材防腐剂产品来说,首先,每一种木材防腐剂产品,需满足相应的木材防腐剂标准要求,这是最基本的要求,也是达到相应的防腐效果必须具备的条件之一。任何改变防腐剂配方、改变防腐剂组分和比例的做法,都是不符合标准的。其次,每一种木材防腐剂产品,应符合其注册时提出的各种其他指标,如助剂组成与配比、pH值等等。这些指标,不同的生产厂商是不一样的。但这些指标,对防腐木材的防腐效果是有影响的,尤其是防腐剂在木材中的渗透性、对木材强度的降低程度等等。   

   (3) 防腐处理     

  防腐处理的目的是采用适当的方法,将防腐剂均匀、深入地分布到木材之中,而且要达到一定的保持量,以使木材具有相当的防腐效果或功效。同时,防腐处理还要尽可能地避免或减少对木材机械强度/力学性质的影响。   

  即使是一种高效防腐剂,但如果防腐处理不能使木材中防腐剂的透入度和保持量达到所需要的指标,防腐效果也会受到影响。因此,适宜的防腐处理工艺是达到木材防腐效果的重要保证之一。

  至于防腐处理的程度,则与使用用途相关,例如用于户外而且处于地面以上的木材,使 用CCA防腐剂处理,有效成分(氧化铜、三氧化铬、五氧化二砷)的保持量需达到4.0kg/m3 ; 使用ACQ防腐剂处理,有效成分(氧化铜、DDAC)的保持量也需达到4.0kg/m3 ;而使用CA (铜唑)防腐剂处理,则有效成分(铜、有机唑)的保持量需达到1.7kg/m3 。但木材用于户外而且与地或水接触的场合,使用CCA或ACQ防腐剂处理,有效成分的保持量均要达到 6.4kg/m3;使用CA(铜唑)防腐剂处理,则有效成分的保持量要达到3.3kg/m3 。

   (4) 加工、安装与使用    

  防腐木材尽量不要进行机械加工,最好直接使用。换句话说,木材应尽量在防腐处理前进行锯、切、钻、刨等机械加工,然后再进行防腐处理。处理后,经过防腐剂固化、木材干燥后,直接使用。其目的,是防止机械加工造成木材内部未被防腐剂渗透的部分暴露出来。而未被防腐剂浸到的木材,是不具备防腐效果的,即使是耐腐性好的心材,也不具备抗白蚁和抗海虫性能。而且,即使木材内部已被防腐剂渗透,但由于木材内部的防腐剂保持量比木材外部低,防腐效果也会打折扣。因此,正确使用防腐木材,也是保证防腐木材功效的一个方面。