木材開裂的原因及改善方法，木材中水分的存在分為五個狀態。
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生材狀態:剛砍伐下來的木材處于生材狀態.細胞腔和細胞壁中都含有水,自由水的量隨著季節變化,結合水處于飽和狀態.
纖維飽和點:假如把生材放在相對濕度100%的環境中,細胞腔中的自由水慢慢蒸發,當細胞腔中沒有自由水,而細胞壁中的結合水處于飽和狀態,這時的狀態稱為纖維飽和點.一般纖維飽和點的含水率為30%.
氣干狀態:當把生材放在大氣環境中自然干燥, 終達到的水分平衡狀態稱為氣干狀態.一般來說,中國南方地區的氣干含水率較高,大約為15%~16%,而北方地區則在12%~13%左右.
絕干狀態:當木材中的自由水和結合水完全被除去時木材的狀態稱為絕干狀態.
纖維飽和點是一個臨界狀態,一般自由水的量對木材的物理性質影響不大,而結合水含量的多少對木材的各項物理力學性質有很大的影響.
木材的干縮濕脹現象是指木材在絕干狀態至先問飽和點的含水率區域內,水分的解吸或吸著會使木材細胞壁產生干縮或濕脹的現象.當木材的含水率高于纖維飽和點時,含水率的變化并不會使木材產生干縮和濕脹.宏觀表現就是木材尺寸的縮小和脹大.
防腐木材開裂的原因:
木材在大氣中自然干燥,表面的水分蒸發得快,含水率首先將低,表面開始干縮.但是內層的含水率還高,沒有發生干縮,這樣,外層要收縮,內層不收縮就產生了外部受拉、內部受壓的內應力,當拉應力超過了木材的抗拉強度極限時,木材組織就會受到破壞,產生開裂.
此外木材干縮濕脹各向異性,軸向干縮率0.1%~0.3%,徑向干縮率3%~6%,弦向干縮率6%~12%.木材的弦向干縮與徑向干縮不同造成的差異干縮也會發生內應力,造成開裂.
含水率變化是木材開裂 主要的原因,木材在室內使用時,由于已經干燥到平衡含水率,室內的含水率也相對穩定,因此出現開裂的情況很少.而木材在室外使用時,受天氣的影響極大,尤其在雨水豐富的南方,如果長期的陰雨天氣之后馬上出現暴曬,木材內外含水率相差大且變化快,長期這樣循環,就會加速木材開裂.另外,大尺寸的木材更容易開裂,因為大尺寸木材內部更難干燥,且干縮濕脹的各向異性在大尺寸木材中更明顯.
如何改善防腐木材開裂?
根據木材開裂的原因來看,保持木材含水率的相對穩定和減少木材的內應力是減少木材開裂的途徑.
由于室外使用木材環境變化大,環境含水率無法控制,只能減少木材與水的實際接觸.如在木材表面涂刷涂料,減少木材與水分的接觸;另外可用防水劑處理木材,降低木材的吸水性.另外,在穩定的環境下,對木材進行干燥,在干燥過程中緩慢釋放木材的一些內應力,在一定程度上也可減少開裂.
由于木材是一種天然的生物材料,每根木材都有其不同的性質,因此無法通過工藝達到完全統一.木材的開裂、變形等性質是其作為一種生物材料的固有屬性之一.
防腐木是采用防腐劑滲透并固化木材以后使木材具有防止腐朽功能、生物侵害功能的木材.其中所使用的防腐劑有CCA、ACQ、CAB三種,通過采用防腐劑滲透來使防腐木具有防腐、防蟲性能,不怕雨雪等天氣的侵襲.而另一種深度炭化木也可稱之為防腐木,它是將木材的有效營養成分炭化,通過切斷腐朽菌生存的營養鏈來達到防腐目的,相對而言,它的環保性更好.此外,防腐木還有一種是純天然未經過任何處理的特殊品種木材,它本身就有防腐特性,也因這樣的樹種較少,價格最為昂貴,其中包括加拿大和美國的紅雪松,印度尼西亞和馬來西亞的紀勞木.
記者走訪建材市場發現,多家地板經銷商開始銷售防腐木,顏色也有多種,以黃綠色、蜂蜜色、褐色居多,消費者可以隨意選擇.而防腐木根據不同的用處價位也不盡相同,其中地面為300元/平方米左右,而頂棚、支架和桌椅等多數以體積來計算.
防腐木知識:
防腐木材的幾大特性
1、自然、環保、安全(木材成原本色,略顯青綠色)
2、防腐、防霉、防蛀、防白蟻侵襲.
3、提高木材穩定性,對戶外木制結構的保護更為主要.
4、易于涂料及著色,根據設計要求,能達到美輪美奐的效果.
5、能滿足各種設計要求,易于各種的園藝景觀精品的制作.
6、接觸潮濕土壤或親水效果尤為顯著,滿足戶外各種氣候環境中使用15-50年以上不變
防腐木材的種類:
1、歐洲赤松 又稱俄羅斯樟子松,能直接采用高壓滲透法做全斷面防腐處理,其優秀的力學表現及美麗紋理深受設計師及工程師所推薦.俄羅斯樟子松防腐材應用范圍極廣,木棧道、亭院平臺、亭臺樓閣、水榭回廊、花架圍籬、步道碼頭、兒童游戲區、花臺、垃圾箱、戶外家具以及室外環境、親水環境及室內、外結構等項目均可使用.由于其獨特的防腐工藝,所有的建筑作品都可以長期保存.
2、美國南方松又稱南方黃松,是長葉松、短葉松、濕地松和火炬松等四個樹種集群名稱,生長于美國南部廣大地區.有如下特點:
(1)高強度:在許多對強度有特別要求的設施中,南方松是針葉樹種中的最佳選擇,有"世界前端結構用材"之稱號.
(2)高防腐性:南方松的滲透性強,在進行加壓防腐處理后,化學防腐藥劑均勻、深入地留存于木材中,使其在防止腐朽、白蟻及海洋生物的危害方面有極好的表現.防腐能力達50年以上.
(3)高耐磨性:由于南方松具有極佳的防腐性,因此其常被用于戶外平臺、步道、橋梁等設施的建造中.即使在頻繁地使用中,南方松的磨損也很少.
(4)高品質:南方松占美國針葉松總產量的1/4,由于美國在國家森林方面的良好經營,因此其生長品質優良,能滿足使用者的高品質要求.
(5)木理紋路優美:南方松的木理紋路獨特且優美,能極好體現出自然美.
3、云杉-松木-冷杉(SPF) SPF生長緩慢,木材纖維紋理細密,木節小,烘干后具有出色的抗凹陷、抗彎曲性能,強度與鐵杉相似,比大部分軟木樹種的強度高,且易于油漆和染色.產品的穩定性更高,而且表面加工精細.
4、鐵杉. 鐵杉是目前北美市場上最雅致、用途最廣泛的樹種.在強度方面,略低于黃松,比較適合做防腐處理.經過加壓防腐處理的鐵杉木材既美觀又結實,堪與天然耐用的北美紅雪松媲美.鐵杉可以保持穩定的形態和尺寸,不會出現收縮、膨脹、翹曲或扭曲,而且抗曬黑.幾乎所有木材經過長期日曬后都會變黑,但鐵杉可以在常年日曬后仍保持新鋸開時的色澤.鐵杉具有很強的握釘力和優異的粘合性能,可以接受各種表面涂料,而且非常耐磨,是適合戶外各種用途的經濟型木材.
5、西部紅雪松 西部紅雪松是北美等級最高的防腐木材.它卓越的防腐能力來源于自然生長的一種被稱為Thujaplicins的醇類物質;另外紅雪松中可被萃取的一種被稱為Thujic的酸性物質確保了木材不被昆蟲侵蝕,無需再做人工防腐和壓力處理.紅雪松穩定性極佳,使用壽命長,不易變形.另外它也適用于高濕度的環境,例如桑拿房、浴室和廚房,用于制作櫥柜、衣柜等可防蟑螂、蛀蟲.紅雪松由于未做化學處理及純天然特性,在全球市場深受歡迎.
