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图片:亚麻籽油浸渍的赤松板。Pumpkällehagen, Viskafors,2012年木建筑奖提名

可以对木材与木制品进行不同的防腐处理对木材改性。改变木材的耐久性、强度、尺寸稳定性和吸水性有以下几种不同方法:

  • 防菌防虫处理
  • 防火处理
  • 尺寸稳压
  • 硬化处理

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木材防腐通常是为了保护木材或木制品不受木腐菌、蓝变真菌、霉菌、昆虫或航运生物(如蛀船虫)等的侵袭。

使用木材进行建筑施工时,应该通过结构设计对木材进行防护,称为结构性防护。
traguiden.se中介绍了个别木建筑防护的成功案例。最主要的目标是控制木材不会长期处于过高的含水量。暂时性的含水率升高应该及时得到干燥,回到正常水平。
在某些情况下,结构性防护无法实现,木材始终处于高含水率状态,这时应该使用更耐用的树种和树干部分,也可以使用改性木材。添加一些化学物质也可以让木材更耐腐蚀,具体在接下来的章节有介绍。

木材的化学防护

对木材添加化学物质能够防止微生物对木材的侵袭。不同的化学药剂和用量,会呈现不同的效果。化学药剂可以通过手工涂层、浸渍或通过工业加压的方式添加。
涂层和普通浸渍方式主要是防护表面,药剂不会进入木材内部,效果有限。所以此方法一般用于补充完善,比如在加压处理木材的底端涂上防护油以减少对水分的吸收。

涂层保护主要用于室外铺地和室外家具的木材表面处理。此类新产品层出不穷,在减少环境污染的同时带来更好的防护效果。
加压浸渍处理主要运用于赤松。赤松的边材能够吸收注入的药剂,而心材只在浅层吸收一部分。要保证赤松的耐久性,需要保证所有边材都充分吸收化学药剂。云杉只能吸收很有限的药剂,所以此方法对云杉木材效果比赤松差。

根据欧洲标准,北欧木材防腐委员会(NTR)制定了加压浸渍木材的分级。此分级主要针对赤松,但也包括了工业处理的云杉。

为了在销售和建筑施工时区分木材防腐等级NTR/A和NTR/AB,不同的防腐等级有不同的尺寸要求。厚度为38mm及以下的板材分为NTR/AB级,厚度为50mm及以下、宽度最大为125mm的板材也归于此级。其他尺寸为NTR/A。见表24.

北欧市场大部分防腐木的质量都是严格监控的,并且有NTR标志。监控由第三方认证,并且与最终成品的质量相关。监控包括了化学物质的使用、化学品吸收量和渗透量,也包括对环境的影响。未经NTR监控的木材在市场上也能找到。

防腐木的技术性能与同等未做防腐处理的木材在很大程度上是相同的,比如在外观分级和强度分级方面基本一样。金属材料比防腐木材更容易腐蚀,所以金属配件如螺丝、钉子等需要经过防锈处理,可以使用不锈钢或热浸镀锌钢板。

木材处理过程中的废料应根据当地相关规定标准处理。

化学防护选择指南

在木建筑中,木材防腐至关重要。对结构设计、材料选择和维护上的综合考量对建筑的功能和使用寿命有着决定性的作用。

在结构设计阶段,最先考虑的是结构的排湿性,避免水分困在某一部分难以排出,导致材料的腐坏。由于可选择的材料众多,选择合适的木材防腐方法时值得考虑以下几点:

  • 牛彩彩票的预期使用寿命要求
  • 建筑结构是否经历大风和极端天气,与地面或水面是否接近,是否能够防止水分滞留
  • 建筑结构损坏是否容易检查
  • 结构意外破坏的后果,造成人身伤害的风险
  • 技术性能或与其他材料的相互作用,是否有特殊要求;是否为承重结构;是否褪色;是否可以上漆
  • 在使用寿命周期内所需要的维护;建筑结构的维护和维修是否容易
  • 废料(边角料)是否可以回收利用,是否需要送到废物处理站

预期使用寿命或理论性使用寿命固然重要,但是美学价值也值得考究。标准要求越高,结构设计和材料性能在耐久性和美学价值方面就起到越重要的作用。

在评估微生物侵蚀的风险时,若是木结构与地面或水面长久接触,则很可能腐坏。不直接与地面接触的木结构也不能排除不同程度的腐坏风险,并且较难评估。

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NTR 文件 1:2013牛彩彩票防腐等级和防腐木材要求. 1部分: 赤松和其他易处理软木. 北欧木材防腐委员会, 2012.
 
NTR 文件 1:2011北欧木材防腐等级和防腐木材要求. 2部分: 云杉. 北欧木材防腐委员会, 2011.
 
NTR 文件3:2013 北欧处理木材等级控制规则. 1部分: 赤松和其他防腐针叶. 北欧木材防腐委员会, 2012.
 
NTR 文件3:2011 北欧防腐木材等级控制规则. 2部分: 云杉. 北欧木材防腐委员会, 2011.
 
NWPC 文件 2:2010北欧工业木材防腐处理要求. 1部分. 赤松和其他浸渍针叶材. 北欧木材防腐委员会, 2010.
 
SS-EN 335:2013 木材和木制品的耐腐蚀性. 使用级别:定义,实木和木制品的运用. SIS Förlag AB, 2013.
 
SS-EN 351-1:2007 木材和木产品的耐腐蚀性. 防腐处理实木. 1部分: 防腐化学物质渗透和保留的分级. SIS Förlag AB, 2007.
 
SS-EN 15228:2009 结构木材. 结构木材微生物防护处理. SIS Förlag AB, 2009.

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木材的耐腐蚀性可以通过改性处理而提高,比如热处理、糠醇浸渍和乙酰浸渍

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针叶材和阔叶材都可以进行热处理,处理是在真空条件下调节温度达到160-220摄氏度。热处理能够改变木材的化学和物理性质。木材处理后呈棕色,暴露在室外后呈灰色。热处理木材吸水和传导水能力减弱,强度变小而显脆性,所以不适用于承重结构。

热处理木材没有官方的等级系统,但是市场上有S和D两个等级。S级木材提高尺寸稳定性,D级木材提高耐腐蚀性。

表25 热处理木材的运用

室内 S(稳定) 室外D(耐腐蚀)
  • 地板
  • 浴室和桑拿
  • 室内面板
  • 室外面板
  • 栅栏
  • 窗框
  • 园艺家具
  • 室外地板

 

糠醇和乙酰浸渍木材

利用糠醇和乙酰浸渍的木材,目前在瑞典市场上不是很常见。

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通过浸渍或喷涂阻燃剂可以使木材达到防火效果。浸渍是通过化学物质抑制燃烧,这些化学物质不会完全保留在木材中,所以需要通过涂漆来保留。

在木材表面喷涂的阻燃剂在火中会膨胀,起到延长木材点燃时间的作用。

尺寸加固木材

尺寸加固处理的目的是减少木材的收缩和膨胀。此处理多用于专业运用,例如防止木雕开裂。最常见的方法是在木材结构中填上热处理塑料,减少水分的吸收。

硬化木材

不同树种的硬度不同,硬度与木材密度密切相关。例如,赤松和云杉的硬度比橡树小。但是木材能够通过压缩来提高密度,提高硬度。为了保证压缩效果持久,木材浸渍在塑料中加压,木材结构被压缩固定。硬化木材常用于地板铺设。