熱改性木材的加工與應(yīng)用

【摘要】木材是我國極為重要的一種自然資源，有著較大的使用范圍，在整個社會發(fā)展的過程中，木材資源有著極其重要的作用。但在經(jīng)濟水平不斷提高的過程中，人們對于木材性能的要求也越來越多，但是這些性能的需求卻不是木材能夠輕易達到的，所以，為了能夠滿足人們對于木材性能的需求，木材改性這一技術(shù)開始飛速發(fā)展，該技術(shù)為木材提供了更豐富性能改變，使得木材能夠充分的使用到各個行業(yè)中，擴大銷售范圍。本篇文章主要針對熱改性木材的加工以及應(yīng)用進行了全面深入的探討，以期為其他改性木材研究的過程中提供參考。

【關(guān)鍵詞】熱改性木材；加工；應(yīng)用

熱改性木材也被稱之為炭化木材，經(jīng)過熱改性技術(shù)處理之后的木材已經(jīng)具有了極為良好的防腐性能和防侵蝕性能，并且其自身的材質(zhì)也更加的穩(wěn)定，不會出現(xiàn)任何輕易開裂的現(xiàn)象。尤其是經(jīng)過熱處理之后的木材外觀，要遠比未處理的木材更好，能夠充分的使用在建筑裝修的各個不同實環(huán)節(jié)之中。就目前來說，我國的熱改性木材技術(shù)僅僅只是一個初期階段，加工技術(shù)也還沒有形成一個完整的體系，無法切實有效的推廣開來，并且該技術(shù)所具有的獨立開發(fā)能力也較差。下文主要針對熱改性木材的加工和應(yīng)用進行了全面詳細的闡述。

1、熱改性木材的加工工藝和特性

1.1加工工藝

在二十世紀(jì)的80年代，就已經(jīng)有熱改性木材開始大批量的生產(chǎn)，在那個時期，還僅僅只是為了讓木材具有更好的燃燒值，使得木材燃燒的能量值更高。所以，對木材采取了烘焙的技術(shù)，促使木材的燃燒性更好，希望以此來達到完全代替木炭的目的。但在持續(xù)發(fā)展研究的過程中，相關(guān)人員逐漸意識到，經(jīng)過烘焙處理之后的木材，體現(xiàn)出了極為良好的耐久性、防腐性，無論是木材的穩(wěn)定性還是木材的硬度，都有了極大的提升，于是人們開始充分的使用這種材料應(yīng)用到建筑中。

熱改性木材的生產(chǎn)工藝有2種，即Retification和Perdure。前者是將木材干燥至平均含水率12%，再在氮氣（氧含量不高于2%）中加熱至210～240℃，木材在惰性氣體環(huán)境中半纖維素、纖維素、木素得到高溫分解和改變，提高了木材的尺寸穩(wěn)定性和抗腐蝕性；后者是將原木干燥后，經(jīng)蒸汽加熱至230℃處理，木材的硬度及抗擠壓能力、耐磨性能均得到較大提高；防蛀、防腐、防潮、去脂，延長了木材的使用壽命，并保持天然的香味等。

1.2木材的特性

當(dāng)木材經(jīng)過了熱改性處理之后，木材自身的性質(zhì)在這一過程中發(fā)生了巨大的變化，其表面顏色也轉(zhuǎn)變成為了深棕色，并且質(zhì)感更加的細膩，幾乎能夠和最優(yōu)質(zhì)的高密度天然木材相媲美；在熱處理技術(shù)對木材性能改進之后，木材的防護性能變得更加優(yōu)秀，并提高了木材的穩(wěn)定性和耐腐性；但隨著熱改性木材的導(dǎo)熱性能降低，強度也會有所降低。由于處理過程中只涉及到水蒸氣和溫度，不添加任何化學(xué)藥劑，因此，熱改性木材是環(huán)保和安全的產(chǎn)品。

物理力學(xué)性能 熱處理后的木材穩(wěn)定性取決于樹種和處理溫度，但隨著處理溫度的升高，木材的抗彎和抗裂性能下降，強度值會下降40%左右。因此，熱改性木材不推薦作承重木構(gòu)件使用，但對木材硬度、抗壓性能及彈性模量等性能指標(biāo)影響不大。

耐腐性能 熱改性木材的防腐性能明顯。如制作的露臺、外墻裝飾和防雨蓬等，無須任何防腐處理，可使用30年之久。不同樹種的木材，其物理力學(xué)性質(zhì)不同，木材熱處理后也具有不同的耐腐等級。

吸濕性能 熱處理改變了木材的木質(zhì)細胞結(jié)構(gòu)，使木材的平衡含水率同比下降了50%。在外界濕度差異大的環(huán)境中，具有尺寸穩(wěn)定性強，不易變形的特點，其穩(wěn)定性超過柚木。由于吸濕性能遠遠小于普通木材，因此，在選擇膠合劑時要充分考慮這一特點。

2、熱處理木材的應(yīng)用和維護

2.1應(yīng)用

木材的自身所具有各項自然屬性，應(yīng)當(dāng)在實際使用的過程中，根據(jù)情況的不同來采取不同的處理措施。特別是在戶外使用木材的過程中，傳統(tǒng)沒有經(jīng)過任何處理的木材極易由于潮濕等因素而出現(xiàn)大范圍的霉菌滋生場所，木材在霉菌的影響之下，極易出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象；此外，木材在沒有經(jīng)過任何處理就直接應(yīng)用在裝飾或者建筑中，容易出現(xiàn)變形、裂縫等質(zhì)量問題。利用熱處理技術(shù)對木材進行處理之后，我們能夠明顯看到木材內(nèi)部的細胞已經(jīng)被改變，物理性能得到了極大的改善，這促使木材的使用范圍更加廣泛。例如使用在地板、墻面、室內(nèi)裝飾等方面，同時也能夠應(yīng)用在公園公共座椅、主梁、扶手、棧道等方面，有著較長的壽命以及耐腐蝕性。但是無論如何，木材始終不能使用在較為潮濕并且有大量濕潤的區(qū)域，并且在材料強度要求過高的場所也同樣不能夠使用木材來作為主體材料。

歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN33521《木材產(chǎn)品的使用環(huán)境等級》的相關(guān)規(guī)定，根據(jù)處理溫度高低，產(chǎn)品可分為T1級（≥180℃）、T2級（≥210℃）和T3級（≥230℃）3個等級，處理溫度越高，其等級也越高。芬蘭的Themowood 木材，分為ThermoS和ThermoD2個等級。ThermoS中的“S”表示尺寸穩(wěn)定性，產(chǎn)品一般用于室內(nèi)墻板、房間裝飾、桑拿房的長椅、窗和門、模板等；ThermoD中的“D”表示耐腐性，產(chǎn)品主要用于戶外墻板、碼頭木棧道、戶外木門、木百葉窗、園藝小品等。

2.2維護

熱改性木材在戶外實際使用的過程中，發(fā)現(xiàn)木材在經(jīng)過了室外暴曬以后，導(dǎo)致大量紫外線的輻射，其木材的表面就會在這一過程中出現(xiàn)顏色變灰或者顏色逐漸變淺的現(xiàn)象。所以，要盡量避免改性木材被陽光直接暴曬，如果在特殊需要的情況下，可以使用專用的室外木材漆。通常情況下，戶外木材器具所選擇的涂漆都要比木材本身的顏色更深，例如處在半透明狀態(tài)的木蠟油、木材涂漆等，并且在涂漆之前，要針對木材表面采取磨光或者涂刷的方式，來使得木材保護漆能夠更好的侵入到木材中。此外，為了能夠最大限度的減少水分從木材的兩端侵入到內(nèi)部，還需要對木材進行全方位的處理。而熱改性木材在室內(nèi)使用的情況下，由于其自身所具有的耐久性和抗腐蝕性，便無需進行相應(yīng)的防護處理。

3、結(jié)語

綜上所述，雖然說我國還沒有形成一個良好的木材生產(chǎn)體系，其規(guī)模也無法迅速的擴大，但是我國各個機構(gòu)、企業(yè)、研究所等都在持續(xù)不斷的對熱改性木材技術(shù)進行深入的研究，甚至于部分院校還針對熱改性木材技術(shù)建立起了產(chǎn)、學(xué)、研一體化的教學(xué)體系，這對于大規(guī)模發(fā)展熱改性木材技術(shù)有著極大的益處，只有保證了持續(xù)不斷的研究，才能夠使得該技術(shù)更好的發(fā)展、推廣。

參考文獻

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