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      1. 防腐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,

        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,最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。

        圖1 木材中水分的存在狀態和存在位置

        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最主要的原因,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。

        2011年06月09日

        豐勝高端防腐木-木材防腐基礎篇(一)
        豐勝高端防腐木—防腐木使用知識 USING TREATED PINE SAFELY

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