中国古建筑修缮中木材的防腐技术

我要发布     发布日期:2018-11-26 14:20:13  来源:古建中国  作者:秋月
核心提示:我国具有悠久的历史文化,所保留下来的传统木结构古建筑很多。目前,古建筑修缮的一大难题就是木材缺乏,尤其是干材缺乏。预先购进原木,等待其自然干燥是很不现实的,只能现采现用。

  我国具有悠久的历史文化,所保留下来的传统木结构古建筑很多。目前,古建筑修缮的一大难题就是木材缺乏,尤其是干材缺乏。预先购进原木,等待其自然干燥是很不现实的,只能现采现用。木材含水率都很高,而湿木材用于古建筑修缮,不仅质量难以保证,而且木材容易发生糟朽。对木构件进行恰当的防腐处理,就能够延长构件的使用寿命,这一点毋庸置疑。因此,对木材的防腐处理,就成了古建筑修缮的重点之一。


  木材的边材通常耐久性较差,并容易腐朽。为了克服这个缺点,在实践中采用了多种方法,改善边材及耐久性差的心材抵御木腐菌和昆虫病害的能力。将木材防腐剂涂刷在木材的表面或用压力法使其渗入木材内部,主要的作用都是为了毒杀木腐菌和昆虫。


  许多树种都具有一些天然的化学成分,能够帮助其自身抵御生物侵害。这些化学成分的差异很大,通常都是某些特殊树种群体所独有的属性。尽管良好的天然耐久性不是这些特殊树种抵御病虫害的唯一途径,但较差的天然耐久性能仍然是木材边材抵抗力低下的主要原因。木材的天然耐久性能不能完全满足使用寿命的要求,尤其是当边材所占比例较大时。在这种情况下,对木材进行防腐处理就是非常必要的。


木材


  木腐菌和昆虫的病害发生在适宜的湿度、温度、空气条件下,以及适于其食用的木材中。因此,木构件也需要针对这些适宜发生病害的条件做相应的处理。从古埃及墓葬中出土的木材,由于长期处于干燥状态,就没有发生腐朽。类似的,在北极地区长期处于低温状态下的木材也不会发生腐朽。当木材处在含水饱和的情况下,也不会遭受木腐菌的腐蚀。


  例如17世纪瑞典的著名沉船“瓦萨”号,就在海底保存的非常完好。然而在实际的应用过程中,要人为控制这些容易发生腐蚀的条件是不现实的。但是通过对木材进行防腐处理,就能够有效的防止木腐菌及昆虫造成的损害。为了更加高效的使用木材防腐剂,需要重点考虑四点:防腐剂性能;防腐处理工艺;被处理的树种;木材状况。必须注意,若防腐剂使用不当,则不能达到令人满意的处理效果。理想的木材防腐剂应满足如下条件:


  (1)有效的杀灭木腐菌和昆虫,对人类、家畜和植物无害。(2)防水密闭性好,不易使水分滤出或挥发。(3)操作安全。(4)方便使用。(5)渗透能力强。(6)防火性好。(7)无刺激气味。(8)自身无色,能够完美体现木材天然外观。(9)便于其外部油漆涂层的涂刷。(10)不会对食物造成污染。(11)对金属、塑料等无危害。(12)良好的化学稳定性。(13)使用经济、易得。没有一种防腐材料能完全满足以上所列举的各项要求,因此在使用过程中就需要根据不同的用途选择一种或几种功能特性。


  木材防腐剂类型


  木材防腐剂主要分3大类:有机溶剂型防腐溶剂;水媒型防腐剂;沥青焦油型防腐剂


  1、有机溶剂型防腐剂这种类型的防腐剂是由溶解在有机溶剂中的活性化学成分组成。由于有机溶剂及化学成分的不同,此类防腐剂存在着细微的差异,但通常具有以下特胜:


  (1)不论使用涂刷、喷淋还是浸透方法,都容易被木材吸收。(2)不会引起木材体积的膨胀,因此可以应用于尺寸已经加工精确的构件。(3)有机溶剂挥发后应涂刷油漆覆盖表面。(4)有机溶剂挥发后不会对胶粘剂的使用产生影响。(5)通常不会发生流淌造成污染。(6)不会腐蚀金属。(7)通常有机溶剂都是易燃品,因此在贮藏、使用过程中需要小合防火。有机溶剂挥发后,经过防腐处理的木材可燃性要低于未经防腐处理的木材。(8)有机溶剂挥发后会污染一些食品。



  2、水媒型防腐剂


  (l)需要用特殊方法确保防腐剂进人木材内部,不适于采用涂刷的方法。(2)经防腐处理过后的木材需要使其干燥。(3)水媒防腐剂是无味的,所以不会污染食品。(4)经防腐处理的木材干燥后,其表面可以涂刷油漆。(5)水媒防腐剂不会扩散及造成污染。水媒防腐剂是非燃的。


  3、沥青焦油型防腐剂


  这种类型的防腐剂是从煤和天然气的炭化作用中提取煤焦油精华制成,具有如下主要性质:


  (1)这种类型的防腐剂能防止过滤作用,特别适于处理应用于水中或土壤中的木构件。(2)对金属物体没有腐蚀作用。(3)经过防腐处理的木构件表面很难涂刷油漆。(4)处理过的木构件会污染所接触的石膏或其它吸水性材料。(5)处理过的木构件具有刺激性的气味,在特定的环境条件下,会对附近的食物造成影响。(6)当新处理过的木构件与植物发生接触时,会对植物产生影响,尽管任何植物性毒素在短时间内就会消失。新处理过的木构件比未处理过的更易燃烧,但科技赫桩娜僧息喻瓣落鹅是,经过几个月的放置后,煤焦油部分组分很容易就挥发掉。此时,经这种类型的防腐剂处理过的木构件可燃性就不再强于未处理过的木构件。


  防腐处理的工艺方法


  木材防腐的处理方法主要有:压力渗透法,完全浸注法,定量浸注法,半定量浸注法,空气加压机动法,双真空处理法,气体液化处理法及常压处理法等。防腐处理的工艺很多,通常应根据现场实际情况来选择适合的处理方法。一般防腐工程都在维修现场,配合施工进度同时进行。而常压处理法因为其操作简便易行,所需要的机械设备简单。


中国古建筑修缮


  因此,常压处理法在实际工作中得到了广泛的应用。常压处理法主要包括:涂刷,喷淋,浸泡,冷热槽法等。涂刷是最为简单易行的木材防腐方法,涂刷法常采用有机溶剂型木材防腐剂或是低粘性的木馏油防腐剂。涂刷防腐剂时,要求木材的表面清洁、干燥,且要均匀涂刷到木材表面,后续涂层要在前一涂层已经浸透但尚未干燥的时候开始。防腐剂涂刷时不应超范围太多,但是,应保证防腐剂的用量达到应用要求的必需值。这通常需要涂刷2一3遍。喷淋法通常与涂刷法配合应用。在处理粗糙表面时,应采用加压喷雾法,但要特别注意确保喷淋时具有良好的通风条件。


  这种方法通常采用有机溶剂型防腐剂。喷淋在构件的防腐剂应保证足够量值,直到有少许溢流时方可停止。如果采用喷淋法木材对防腐剂的吸收率达不到规定的要求,则需要在防腐剂已经浸透但尚未风干时再次进行喷淋。浸泡是将木材放入充满防腐剂的处理槽中并保持一段时间。浸泡时间的长短根据树种和木材的尺寸而变化。浸泡法比涂刷法和喷涂法的效果要好,且能更好的处理到木结点、纹理末端等部位。浸泡法只适于采用煤焦油及有机溶剂型防腐剂。


  冷热槽法只能使用木材防腐油和煤焦油防腐剂。首先将木材放人一个盛有防腐剂的油罐中,然后加热几个小,再逐渐冷却。或者将木材取出,放入一个盛有常温防腐剂的处理槽中。油罐的加热温度,当采用木材防腐油时最高温度通常控制85℃。而冷却槽中的常温木材防腐油一般不超30℃。木材放置在每个处理槽中的时间长短取决于木材体积、树种、防腐剂在冷热状态下的渗透效能等因素。处理的过程中要注意木材防腐油是可燃的。这种处理方法能使木柱地面以下经常发生腐烂的根部得到良好的保护。

 

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