Date: 2010-05-27 00:00:00Written By
【炭化木(一)】炭化木及其特点
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“炭化木”是我国木材工业及其流通领域对超高温热处理木材的俗称。其基本概念是用160~230℃(常用180~215℃)介质加热处理木材,改良木材的品质,降低木材的吸湿性和吸水性,提高尺寸稳定性、生物耐腐性和耐气候性,从而制成一种性能优良、颜色美观且环境友好的木材产品。确切地说“炭化木”应称为超高温热处理木材或热改性木材,国外称为Thermal Modified Wood或Heat-Treated Wood。
“炭化木”是木材超高温热处理的改性产品,它与普通木材相比,有一系列的特点:
(1)吸湿性和吸水性显著降低。由于木材经超高温热处理后,吸湿性的游离羟基官能团大大减少,故木材的吸湿性约可降低51%[6]。
(2)使用时平衡含水率显著降低,尺寸稳定性大幅度提高。由于木材的吸湿性降低,故在同样的空气状态下,“炭化木”的平衡含水率与常规木材相比,约可降低50%。尺寸稳定性通常是用木材的弦向或径向的湿胀性来表示的,由于炭化木的吸湿性显著降低,因此,其湿胀性也会相应地减少,故尺寸稳定性大幅度提高(约为42%)。
(3)生物耐腐性明显提高。由于“炭化”过程中木材的半纤维素降解,生成游离醋酸,又高温时木材的抽提物挥发,这些都切断了腐朽真菌的食物链,使“炭化木”的生物耐腐性提高。
(4)抽提物的挥发,有利于木材的胶合和表面涂饰。
(5)木材的颜色美观、均匀、耐久,且可用不同温度的“炭化”工艺,模拟名贵树种的颜色。
(6)木材的硬度和顺纹抗压强度提高。
(7)木材的弹性模量略有增加。
(8)木材的密度略有降低(约为3%)。
(9)木材的抗弯强度降低,但幅度不大。木材的强度与密度有很大关系,因“炭化木”密度降低,会引起强度降低;但“炭化木”吸湿性和平衡含水率显著降低,在同样的使用环境下,“炭化木”的含水率显著低于常规木材,木材的强度又随吸着水含水率的降低而增高,故由于含水率降低而产生的强度补偿,最终使得“炭化木”抗弯强度的降低幅度不大(约为5%)。
(10)木材的脆性增加,冲击抗弯强度和剪切强度显著降低(前者降低约25%,后者降低约20%)。