木材的防腐与防火

1、木材的保存和防火建筑工程133朱引言木材在建筑工程中的应用由来已久。它是基本建设的重要建筑材料之一，如屋架、梁、柱、门窗、地板、室内装饰等。近年来，尽管出现了许多新材料，但由于其独特的性能和广泛的用途，木材仍然占据着与钢铁和水泥同等重要的地位，被称为三大建筑材料。木材有许多优点，但也有两个缺点，一个是易腐的，另一个是易燃的。因此，在建筑工程中使用木材时，有必要考虑木材的防腐和防火。1.木材的腐烂和防腐1、木材的腐烂木材腐烂是由真菌引起的。真菌分为三种类型：霉菌、变色细菌和腐烂细菌。前两种真菌对木材质量影响不大，但腐朽菌影响较大。腐烂的细菌寄生在木材的细胞壁中，可以分泌一种酶，将细胞壁物质分解成

2、简单的营养物质，这些营养物质可以被吸收并自行存活，从而导致木材腐烂并被完全破坏。然而，真菌在木材中生存和繁殖有三个条件，即：(1)水分。真菌繁殖和存活时，木材的适宜含水量为35%50%。当木材含水率稍超过纤维饱和点时，容易腐烂，但含水率低于20%的风干木材不会腐烂；(2)温度。真菌繁殖的适宜温度为2535。当温度低于5时，真菌停止繁殖，而当温度高于60时，真菌死亡。(3)空气。真菌的繁殖和生存需要一定的氧气存在，所以完全浸在水中的木材不容易因缺氧而腐烂。2.木材防腐处理工艺木材处理和防腐技术主要分为两种方式：常压处理和加压处理。大气处理方法包括扩散法、冷热浴法和真空法。压力处理包括全细胞法、空

3、细胞法和半空细胞法。由于常压处理时间长，生产率低，大多数行业在木材防腐加工中采用压力处理。许多防腐工艺大多是在压力处理方法的基础上改进的，如OPM法、其他脉冲法和多相压力法。不同类型的治疗方法有其针对性。有些防腐目的是为了增加防腐溶液在木材中的渗透深度，有些主要是为了加快防腐剂的固定反应，有些则是为了获得某些特定的防腐功能以获得相应的特殊功能。目前，木材加工中防腐剂的种类很多，这反映了木材防腐剂种类在木材生产和加工中的应用。2.1木材防腐剂的类型一般来说，木材防腐剂主要由油性防腐剂、油性防腐剂和水性防腐剂组成。(1)油防腐剂油类防腐剂一般是煤焦油或其馏分，如蒽油、杂酚油和石油混合物。杂酚油是通

4、过高温提炼煤焦油得到的馏出物的总称。它含有数百种甚至更多的有机化合物，现在已经鉴定出100多种。其毒性在一定程度上影响人、动物和周围环境。杂酚油的另一个缺点是成品经处理后表面会渗出，因为这些缺点极大地限制了杂酚油的应用范围。目前，这种防腐剂只能用于工业材料，如枕木和电线杆，一些民用木材不能使用。在使用的处理材料中，枕木占70%，电线杆和其他用途占其余的百分比。虽然杂酚油作为防腐剂的使用正面临着巨大的环境压力，但研究人员发现杂酚油可以在土壤中迅速降解，一些废弃的处理过的材料可以用作燃料，因此没有必要过多地批评杂酚油。人们认为没有其他防腐剂可以代替特殊用途的杂酚油，所以这种防腐剂可以连续使用1。(

5、2)油基防腐剂油基防腐剂通常是化学物质，如五氯苯酚和环烷酸铜。五氯苯酚是由氯和苯酚反应得到的结晶化合物。自1928年以来，五氯苯酚已被广泛用作木材防腐剂，其作用主要是处理木杆和木桩。然而，像杂酚油一样，它对人和动物有很大的毒性，对环境有不良影响，这导致许多国家如新西兰禁止使用这种防腐剂。这种防腐剂可以防止腐烂的细菌和许多昆虫入侵，但海底的昆虫没有效果。环烷酸铜自1889年开始使用然而，木材防腐还没有被广泛使用。直到20世纪80年代，环烷酸铜才慢慢被用于处理电线杆、桥梁和栅栏等材料二、木材的防火木材燃烧等级较低，通过适当的阻燃处理，其燃烧性能等级可从B2提高到B1级。阻燃的主要途径是：抑制木材在

6、高温下的热分解，抑制热传递，抑制气相和固相的氧化反应。以上阻燃方式相辅相成，互为补充，互为因果。一种阻燃剂通常具有一种以上的阻燃效果，特别强调。因此，在木材阻燃剂的配方中，一般选择两种以上的组分进行复配，各组分相互补充，产生阻燃协同效应。常用的木材阻燃剂主要有磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和硼系阻燃剂。经过阻燃处理后，木材的耐火性能明显提高，木材构件表面火焰的燃烧速度降低，相应提高了构件的耐火极限，改变了其燃烧性能，但不能提高构件的耐火等级。1木材的阻燃处理木材经阻燃剂处理后，可有效降低木材的燃烧概率。阻燃的主要途径是：抑制木材在高温下的热分解，抑制热传递，抑制气相和固相的氧化反应。因为阻燃方式是相辅

7、相成的。一种阻燃剂通常具有一种以上的阻燃效果，特别强调。因此，在木材阻燃剂的配方中，一般选择两种以上的组分进行复配，各组分相互补充，产生阻燃协同效应。常用的木材阻燃剂主要有磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和硼系阻燃剂。经过阻燃处理后，木材的耐火性能明显提高，木材构件表面的火焰燃烧速度降低，构件的耐火极限相应提高，燃烧性能发生变化。因此，建议少数民族地区的建筑木材在施工前进行阻燃处理。2木材的表面保护表面保护是在木材及其制品上涂上阻燃或防火涂料，或在表面涂上不燃性材料，通过这一保护层达到隔热、隔氧和抑制燃烧的目的。这是目前最有效的木材防火方法。据文献记载，早在20世纪60年代，我国就开发了非膨胀型防火涂料

8、，如全氯乙烯防火涂料等。和建筑物通过涂层本身的阻燃性或不燃性，或通过在火焰下从涂层中释放不燃性气体，并在表面上形成釉状绝缘膜来保护基材。20世纪80年代，各种膨胀型防火涂料相继问世，被用作木质材料的装饰防火保护层。膨胀型防火涂料受热时，会形成多孔海绵状碳化层结构，具有良好的隔氧隔热保护功能。将其涂在可燃建筑结构上，遇小火不会燃烧；当火势不强时，它有能力阻止和延迟燃烧，从而减缓火焰传播速度；它离开明火后能自行熄灭，能提高材料的耐火性，防止火势迅速蔓延，但不能完全预防和消除火灾。据报道，当建筑通常，木材只有在温度达到250时才会燃烧。一旦着火，如果发生猛烈的火灾，木材将以0.64毫米/秒的速度碳化

9、。碳化层将木材的内部与外部分隔开，并提高了木材所能承受的温度，从而使部件内部免于着火。因此，根据参考数据，可以计算出在持续30分钟的火灾中，由于碳化，木质构件的每个暴露表面将仅损失19毫米，并且大多数其他原始部分将保持完整。通常，大型建筑结构包含具有良好耐火性的大型梁或柱。这是因为木材的导热系数较低，大构件表面燃烧形成的碳化层会进一步隔绝空气和热量的作用，从而延缓木材的燃烧速度，保护其他未燃烧的木材。这使得大块木头在造成结构损坏之前必须燃烧很长时间。也就是说，当使用大截面构件时，如果尺寸满足某些要求，可以获得更高的耐火性。一般来说，木构件的横截面越大，耐火性越好。木结构的防火设计主要是根据设计荷载的要求，结合不同树种木材在火焰作用下的碳化速度。通过规定结构构件的最小尺寸，利用木质构