防腐木材開裂的原因及改善

一、防腐木五個狀態(tài)

    1.生材狀態(tài)：剛砍伐下來的木材處于生材狀態(tài)。細胞腔和細胞壁中都含有水，自由水的量隨著季節(jié)變化，結合水處于飽和狀態(tài)。

    2.纖維飽和點：假如把生材放在相對濕度100%的環(huán)境中，細胞腔中的自由水慢慢蒸發(fā)，當細胞腔中沒有自由水，而細胞壁中的結合水處于飽和狀態(tài)，這時的狀態(tài)稱為纖維飽和點。一般纖維飽和點的含水率為30%。

    3.氣干狀態(tài)：當把生材放在大氣環(huán)境中自然干燥，最終達到的水分平衡狀態(tài)稱為氣干狀態(tài)。一般來說，中國南方地區(qū)的氣干含水率較高，大約為15%~16%，而北方地區(qū)則在12%~13%左右。

    4.絕干狀態(tài)：當木材中的自由水和結合水完全被除去時木材的狀態(tài)稱為絕干狀態(tài)。

    5.纖維飽和點是一個臨界狀態(tài)，一般自由水的量對木材的物理性質影響不大，而結合水含量的多少對木材的各項物理力學性質有很大的影響。

    木材的干縮濕脹現(xiàn)象是指木材在絕干狀態(tài)至先問飽和點的含水率區(qū)域內(nèi)，水分的解吸或吸著會使木材細胞壁產(chǎn)生干縮或濕脹的現(xiàn)象。當木材的含水率高于纖維飽和點時，含水率的變化并不會使木材產(chǎn)生干縮和濕脹。宏觀表現(xiàn)就是木材尺寸的縮小和脹大。

二、防腐木材開裂的原因：

    木材在大氣中自然干燥，表面的水分蒸發(fā)得快，含水率首先將低，表面開始干縮。但是內(nèi)層的含水率還高，沒有發(fā)生干縮，這樣，外層要收縮，內(nèi)層不收縮就產(chǎn)生了外部受拉、內(nèi)部受壓的內(nèi)應力，當拉應力超過了木材的抗拉強度極限時，木材組織就會受到破壞，產(chǎn)生開裂。

    此外木材干縮濕脹各向異性，軸向干縮率0.1%~0.3%，徑向干縮率3%~6%，弦向干縮率6%~12%。木材的弦向干縮與徑向干縮不同造成的差異干縮也會發(fā)生內(nèi)應力，造成開裂。含水率變化是木材開裂最主要的原因，木材在室內(nèi)使用時，由于已經(jīng)干燥到平衡含水率，室內(nèi)的含水率也相對穩(wěn)定，因此出現(xiàn)開裂的情況很少。

    而木材在室外使用時，受天氣的影響極大，尤其在雨水豐富的南方，如果長期的陰雨天氣之后馬上出現(xiàn)暴曬，木材內(nèi)外含水率相差大且變化快，長期這樣循環(huán)，就會加速木材開裂。另外，大尺寸的木材更容易開裂，因為大尺寸木材內(nèi)部更難干燥，且干縮濕脹的各向異性在大尺寸木材中更明顯。

如何改善防腐木材開裂？

    根據(jù)木材開裂的原因來看，保持木材含水率的相對穩(wěn)定和減少木材的內(nèi)應力是減少木材開裂的途徑。由于室外使用木材環(huán)境變化大，環(huán)境含水率無法控制，只能減少木材與水的實際接觸。如在木材表面涂刷涂料，減少木材與水分的接觸；另外可用防水劑處理木材，降低木材的吸水性。

另外，在穩(wěn)定的環(huán)境下，對木材進行干燥，在干燥過程中緩慢釋放木材的一些內(nèi)應力，在一定程度上也可減少開裂。由于木材是一種天然的生物材料，每根木材都有其不同的性質，因此無法通過工藝達到完全統(tǒng)一。木材的開裂、變形等性質是其作為一種生物材料的固有屬性之一。