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我國有著悠久的歷史文化,保存有許多傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)古建筑。 目前,古建筑修繕的一大困境是木材的缺乏,特別是干燥木材的缺乏。 提前購買實木并等待其自然干燥是不現(xiàn)實的,因此只能立即使用。 木材的含水率很高,用濕木材進行古建筑翻新,除了質(zhì)量無法保證外,木材容易腐爛。 對木質(zhì)預制構(gòu)件進行適當?shù)姆栏幚恚梢匝娱L預制構(gòu)件的使用壽命,這是毋庸置疑的。 因此,木材的防腐處理成為古建筑修繕的重點之一。
木材的邊材通常不太耐用并且容易腐爛。 為了克服這一缺點,實踐中采取了多種方法來提高耐久性差的邊材和心材抵抗木腐真菌和動物害蟲的能力。 木材防腐劑涂在木材表面或用壓力方法溶解到木材內(nèi)部,主要作用是殺滅木腐真菌和動物。
許多樹種都有一些天然的物理成分,也有助于它們抵抗生物入侵。 這種物理成分差異很大,一般是個別特殊樹種群體的獨特屬性。 雖然良好的自然耐久性并不是該特定樹種抵抗蟲害的唯一途徑,但自然耐久性差仍然是木材邊材抗性低的主要原因。 木材的天然耐久性不能完全滿足使用壽命的要求,特別是當邊材比例較大時。 在這些情況下,對木材進行防腐處理是非常有必要的。
木材腐爛真菌和動物侵擾發(fā)生在適宜的溫度、氣溫、空氣條件下,以及易于它們進食的木材中。 因此,木質(zhì)預制構(gòu)件也需要針對適合害蟲生長的條件進行相應的處理。 古希臘窯址出土的木材由于常年處于干燥狀態(tài),因此沒有腐爛。 同樣,在南極常年暴露在高溫下的木材也不會腐爛。 當木材被水飽和時,就不會被木腐真菌腐蝕。
例如,著名的17世紀西班牙沉沒的“瓦薩”號在海底就保存完好。 但在實際應用過程中,人為控制容易發(fā)生腐蝕的條件是不現(xiàn)實的。 并且通過對木材進行防腐處理,可以有效避免木腐真菌和動物造成的危害。 為了更加高效地使用木材防腐劑,需要考慮四點:防腐性能; 防腐處理工藝; 經(jīng)處理的樹種; 木材狀況。 必須注意的是,如果防腐劑使用不當,就無法取得滿意的治療效果。 理想的木材防腐劑應滿足以下條件:
(1)有效殺滅木腐真菌和動物,對人、畜、動物無害。 (2)防水性和密封性好,不易濾出或揮發(fā)水分。 (3)安全操作。 (4)使用方便。 (5)穿透能力強。 (6)防火性能好。 (7)無刺激性味道。 (8)無色,能完美展現(xiàn)木材的自然形態(tài)。 (9)用于其外部油漆涂層的涂裝。 (10)不會對食品造成污染。 (11)對金屬、塑料等無害。 (12)物理穩(wěn)定性好。 (13)經(jīng)濟、使用方便。 沒有一種防腐材料能夠完全滿足上述要求,因此在使用過程中需要根據(jù)不同的用途來選擇一種或幾種功能特性。
木材防腐劑的類型
木材防腐劑主要分為三類:有機溶劑防腐溶劑; 水基防腐劑; 瀝青焦油基防腐劑
1、有機溶劑防腐劑 此類防腐劑是由活性物理成分溶解在有機溶劑中而成。 由于有機溶劑和物理成分的不同,這種防腐劑略有差異,但總體具有以下優(yōu)點:
(1)無論是刷涂、噴涂還是染色,都很容易被木材吸收。 (2)不會引起木材體積的膨脹,因此可適用于規(guī)格已精確加工的預制構(gòu)件。 (3)有機溶劑揮發(fā)后,應用油漆覆蓋表面。 (4)有機溶劑揮發(fā)后,不影響膠粘劑的使用。 (5)一般情況下漂浮不會造成污染。 (6)不會腐蝕金屬。 (7)有機溶劑一般具有可燃性,因此在儲存和使用過程中需注意防火。 有機溶劑蒸發(fā)后,經(jīng)過處理的木材的可燃性比未經(jīng)處理的木材要高。 (8)有機溶劑揮發(fā)后會污染部分乳制品。
2.水性防腐劑
(l)需要采用特殊方法才能保證防腐劑進入木材內(nèi)部,不易采用涂漆的方法。 (2)防腐處理后的木材需要干燥。 (3)水性防腐劑無味,不會污染乳制品。 (4)經(jīng)過防腐處理的木材干燥后,即可在表面涂漆。 (5)水性防腐劑不會擴散造成污染。 水性防腐劑是不可燃的。
3、瀝青焦油類防腐劑
該類防腐劑是由煤、天然氣干餾后提取煤油精制成,具有以下主要性能:
(1)此類防腐劑可以避免過濾,并且很容易處理應用于底部或沉積物的木質(zhì)預制構(gòu)件。 (2)對金屬物體無腐蝕作用。 (3)預制木構(gòu)件防腐處理后表面涂漆困難。 (4)經(jīng)過處理的木質(zhì)預制構(gòu)件會污染與其接觸的石膏或其他吸水材料。 (5)經(jīng)過處理的木質(zhì)預制構(gòu)件有刺激性味道,在一定環(huán)境條件下會影響附近的食物。 (6)新處理過的木質(zhì)預制構(gòu)件與動物接觸時,會對動物產(chǎn)生影響,盡管任何動物毒素都會在短時間內(nèi)消失。 新處理的預制木構(gòu)件比未經(jīng)處理的預制木構(gòu)件更易燃,但存放幾個月后,一些煤油成分很容易揮發(fā)。 此時,經(jīng)過此類防腐劑處理的預制木質(zhì)構(gòu)件不再比未經(jīng)處理的預制木質(zhì)構(gòu)件更易燃。
防腐處理的工藝技巧
木材防腐處理方法主要有:壓力滲透法、完全浸漬法、定量浸漬法、半定量浸漬法、氣壓馬達法、雙真空處理法、二氧化碳液化處理法和常壓處理法等。防腐處理工藝較多,一般應根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇合適的處理方法。 通常防腐工作在修復現(xiàn)場并與施工同時進行。 常壓處理法因其操作簡單,操作方便,所需機械設(shè)備簡單。
因此,常壓處理方法在實際工作中得到了廣泛的應用。 常壓處理方法主要有:刷涂、噴涂、曝曬、冷熱水浴方法等。刷涂是保存木材最簡單的方法。 刷涂法常使用有機溶劑木材防腐劑或低粘度雜酚油防腐劑。 涂抹防腐劑時,要求木材表面清潔、干燥,并應均勻地涂抹在木材表面。 后續(xù)涂層應在前涂層已滿但尚未干燥時開始。 防腐劑使用時不宜超出范圍過多,并應保證防腐劑的用量滿足應用所要求的必要值。 這通常需要涂漆2-3遍。 噴涂法一般與刷涂法配合使用。 處理粗糙表面時,應使用加壓噴涂,但噴涂時應特別注意確保良好的通風。
這些技術(shù)一般使用有機溶劑防腐劑。 預制構(gòu)件上噴灑的防腐劑量應保證充足,直至有少許溢出后方可停止。 如果噴涂方法的木材防腐劑吸收率不符合規(guī)定要求,則需要在防腐劑已滿但尚未風干時再次噴涂。 暴露包括將木材放入浸有防腐劑的處理槽中并放置一段時間。 暴露時間的長短將根據(jù)木材的種類和尺寸而變化。 曝光法比刷涂法、噴漆法更有效,能更好地處理木節(jié)、木紋端部等部位。 曝曬方法僅容易使用煤油和有機溶劑防腐劑。
冷熱水浴法只能使用木材防腐油和煤油防腐劑。 首先將木材放入裝有防腐劑的油箱中,然后加熱幾個小時,然后逐漸冷卻。 或者將木材取出,倒入裝有常溫防腐劑的處理槽中。 油箱的加熱溫度,使用木材防腐油時,最高溫度一般控制在85℃。 冷卻槽內(nèi)的常溫木材防腐油通常不超過30℃。 木材在每個處理槽中放置的時間長短取決于木材體積、樹種、防腐劑在冷熱條件下的滲透效率等因素。請注意,木材防腐油在處理過程中是易燃的。 這些處理方法可以使經(jīng)常發(fā)生霉變的地面以下的立柱內(nèi)側(cè)得到很好的保護。
