木材化学处理方法篇1

【关键词】土木工程；智能结构；应用

较土木工程传统结构而言，智能化结构主要是将智能化材料、信息技术及自动化控制等交叉融合到了传统结构中，使其不仅拥有传统结构的舒适性、安全性及其耐久性，还具有自控性、自感知性、自修复性及自适应性等特性。虽然，目前想要将上述所有功能集成于一身仍存在一定的难度，但是具有其中某几项智能化特性的土木工程智能化结构已经得到了较为深入的研究。

1.土木工程智能化结构的理论体系构成

1.1土木工程智能化结构层次的发展

对于土木工程传统结构而言，其结构较为被动，一经设计及制造后将很难对其性能及其使用状态进行控制和预知，因而为土木工程传统结构的使用及其维护带来了诸多不便。为了有效解决此问题，研发出了一种在线监测结构，其使得传统土木工程结构具有了在线监测的功能，为进一步探知土木工程的内部结构性能带来了曙光，并为人们方便有效地了解土木工程结构的内部物理力学场的演变提供了技术支持，此即土木工程智能化结构发展的第一个层次；以在线监测结构为基础，在结构中进一步引入了监测数据的智能化处理机制，这使得传统结构拥有了自动化诊断、推理及感知的功能，使得土木工程智能化结构实现了第二种层次的发展；在智能化结构的第二层次基础上进一步引入了自动化控制及自适应机制，使得结构能够对耦合的动作系统进行必要的反应，因而实现了对土木工程结构的智能化控制，这即第三层次的智能化发展，例如，可对土木工程结构的开裂、变形、锈蚀、老化、损伤及动力振动等多种行为进行有效的抑制性控制，并在更高层次方面对土木工程的结构进行了保护和维修。

由此可见，在土木工程智能化结构的发展及演变过程中，根据其智能化程度的高低可将其分为如下三个层次：1）自感知土木工程结构，此为智能化结构中最为低级的形式；2）自诊断土木工程结构，对第一层次的智能化结果进行了进一步加工和处理，可对土木工程结构的内部力学物理场进行自动化计算，对结构定的目标参数进行自我诊断，并以结构自身行为的对策为目标进行自我推理等；3）智能化控制土木工程结构，其为智能化结构中的最高形式。此三种层次的关系见图1。

1.2土木工程智能化结构的主要类型

根据材料的不同，可将土木工程智能化结构分为如下两种类型：1）嵌入式智能化结构。即在诸如钢结构、钢筋混凝土结构等基体材料中嵌入具有动作、传感及控制处理等功能的仪器或材料，并集计算机软、硬件技术于其中，通过传感器对结构内部信息进行采集和检测，经计算机的加工和处理后，将分析结果传送至控制处理器中，控制处理器根据结果对各驱动元件进行指挥和激励，使其执行相应的动作。通常而言，此类智能化结构仅需对传统结构进行改进即可，无须对结构内部的力学性能进行额外研究，因此，容易实现传统结构到智能化结构的平稳过渡，因此，也是该领域的研究热点；2）基体及智能化材料耦合结构，这些结构材料自身即具有智能化功能，可根据自身物理及力学状态的改变来对自身性能进行改变。例如，碳纤维混凝土材料可根据受力情况对其导电性能进行改变。因此，只要探测到这些改变即可获得土木工程结构的内部物理及力学信息。

2.土木工程智能化结构的应用情况分析

根据上述理论体系可知，土木工程智能化结构主要是为了解决传统土木工程结构在完整性、安全性、耐久性及结构强度等方面存在的问题。通过对土木工程建筑结构的相关性能进行预报及监测，不仅可以大幅度降低维修费用，还能够有效增强其结构预测能力，通过在结构内部设置传感器，即可对其性能进行实时性监测。由此可见，土木工程智能化结构的应用前景十分乐观，并已经在高层建筑、大坝及桥梁等土木工程领域得到了较为广泛的应用。例如不少桥梁工程已经进行了监测传感器的布设，以便对施工质量及其安全状态进行检测，我国香港青马大桥及国内的虎门大桥等也纷纷装设了传感系统，以监测大桥使用过程中的服役安全状态。

2.1土木工程结构损伤及其健康方面的检测

诸如人工目测法等传统检测手段及无损检测技术均为局部结构损伤检测方法，很难对土木工程整体结构性能的退化情况进行预报，也无法对结构的损伤及健康情况进行诊断和监测。现代化检测可采用具有自感知、自诊断新型的智能传感元件，例如光导纤维、压电材料、碳纤维以及半导体材料等构成的检测设备，这样不仅克服了传统传感器在监测方面的不足，还能对结构损伤进行灵敏性检测，并对损伤及程度进行定位和表征。以结构失效的发生过程进行判断：首先，是裂纹及损伤的发生；而后裂纹及损伤在应力的作用下进一步扩展；最后，当所累积的损伤超过某值后，裂纹以声速进行扩展，并可能引发灾难性的事故。因此，必须对重要结构的危险截面进行实时性监测，以及时探测到结构中所存在的细微损伤。其损伤诊断过程如下：1）信号的测量；2）特征信号的提取；3）进行典型损伤特征库的构建；4）对损伤位置、程度及类型进行识别。

2.2智能化材料的应用

根据应用情况可将智能化材料分为如下两种：一种是传感元件类的制作材料，其特点是对于内、外刺激强度具有感知功能，例如，应力、光、热、化学、物理、磁辐射及电等刺激。此类材料即所谓的感知材料，其主要包括了压电高分子、压电陶瓷、应变合金及光导纤维等传感器材料。感知材料可能经电、磁场和温度的变化而对其尺寸、形状、刚度、内耗、振动频率、阻尼及其他特性进行智能化改变，因此，可根据需求的不同对材料进行选择，并加工出合适的驱动或执行元件。另一种即驱动器制作材料，包括磁流变体材料、电流变体材料、电致磁致伸缩材料、形状记忆材料及功能凝胶等等，其特点是可以电场、磁场及温度等的变化为依据对自身尺寸、形状、刚性、位置、阻尼、频率、结构或内耗等进行改变，从而使其具有环境自适应等功能。

3.结语

智能化结构是一项知识跨度大、开发难度高的一项新型学科，其研究意义重大、发展空间广阔。随着科学技术的发展，智能化结构已经在土木工程领域得到广泛的应用，并且大大推动了土木工程的发展。在土木工程的交叉学科应用和结构设计理念中，智能化结构在很大程度上影响了它们的发展。因此，只有对智能化结构进行更为深入的研究和开发，才能使其在土木工程中发挥更大的优势。此外，还应在传统的智能化技术方面，引入集成化技术，以便对土木工程的智能化结构进行不断创新和完善，从而进一步推动土木工程的发展。

参考文献：

木材化学处理方法篇2

【关键词】古建筑木结构保护应用

中图分类号：F407.9文献标识码：A文章编号：

一、前言

古建筑泛指通常作为文物保护的一类建筑。我国的古建筑以木结构体系为主，源于自然，利用自然，高于自然。它以灵活的风格，合理的布局，适宜的建筑体量和精巧的装饰取得了高度的艺术成就。在世界上享有极高的盛誉。中国的古建筑以木结构建筑为主而发展,是我国悠久文化遗产的重要组成部分。古建筑木结构历经几百年甚至上千年后,由于受所处环境的生物、物理和化学等外部因素的影响,经常会发生老化(如腐朽、虫蛀、开裂等),从而引起木材物理力学性能衰减,最终导致古建筑木结构的残损和力学强度降低。木材材性的变化与古建筑木结构的寿命息息相关,是影响木结构性能的内在因素,因此木材的老化问题是古建筑木结构研究中必须要考虑的方面。考虑木材老化问题,对木结构进行结构性能分析更具实际意义。

二、古建筑木结构问题探讨

我国古建筑木结构所用树种颇有讲究。对树种选择的考虑既有自然因素，又有社会人文因素，特别是封建等级制度的因素。通过对故宫建筑木结构树种的研究可以获得丰富的自然和历史信息。

随着岁月变迁，时光流逝，数百年前古建筑常用树种已不多，甚至绝迹。因此现代的修缮只能选用性质相近的树种代替。由于我国天然林禁伐，相近树种、成规格的木料也已经很难得到。这是问题之一。对此，应该开展木结构树种的系统研究，为扩展代用树种的选择范围提供科学依据。

原木砍伐后，当年材质较好，树皮完整，木腐菌尚未能侵入皮下感染木材，同时，树皮下的大量害虫暂时依靠皮下丰富营养生活，尚未钻入木材内危害。此时加工利用，可以保证材质优良。但是，高达80%（或以上）的木材含水率会造成加工木构件的严重开裂变形。这是一般常识，是任何专业人士都熟知的，也不会有人这样去做。原木经过贮存，含水率会有所降低，但是贮存期的原木会迅速降等变质。如果不采取任何保护措施，3～5年后贮存原木会成为等外材而不堪使用。这是问题之二。为解决这一问题，一般规模较大的修缮工程都应该提前备料，并对木料采取专门的保护措施。当然，彻底的办法还是人工干燥，这就需要相应的技术和较高的投资，难度很大。

根据修缮现场施工经验，加工木构件的内部（10cm以下）含水率多在40%左右，有时更高，5cm深处含水率多在30%左右，这样的含水率在干燥过程中仍然会使木材开裂和变形。同时与我国2002年颁布的“古建筑维修规范”提出的修缮更新木构件含水率须在20%以下相差甚远。这是目前古建筑维修普遍存在的问题，也是历来难以解决的问题，使古建筑修缮面临一个尴尬局面。一些工程由于工期所限，仓促做了地仗、油饰，结果造成油饰木构件的迅速闷腐，而使这些古建筑4～5年后便不得不进行修缮。这是问题之三。是材料问题，也是体制问题。市售含水率20％以下的合格木料，特别是原木，几乎没有。彻底解决办法便是对木构件做人工干燥和科学的化学防腐处理。木构件在相对较高的含水率下，极容易发生虫蛀和腐朽。一般来说，30％以上含水率木件在油饰情况下，干燥至20％以下含水率，需5～8年，在此期间，有效的化学保护是绝对必要的。

三、古建筑木结构防护技术

木材是生物材料，所以它在潮湿的环境中，特别是在室外的环境中，极易受到有害生物的侵袭（腐朽、虫蛀等）。同时，一些非生物因素（物力、化学等）也以不利于方式影响着木材，使其发生变化。

1.木结构防腐

木材防腐的历史可以追溯到约公元四世纪，晋朝葛洪《抱朴子》内篇“铜青涂木，入水不腐”，说明当时已经把铜的氧化物用于木材防腐。现阶段我国的森林资源已日趋匮乏，许多古建筑木结构所用的防腐树种已无从寻觅，2006年公布的第六次全国森林资源清查结果显示，全国森林覆盖率为18.21%，人均森林占有面积仅0.08公顷，在全球排名134位。所以将木材进行化学防腐已是大势所趋，木材的化学防腐就是用有毒药剂（防腐剂）处理木材、杀死危害木材的各种生物或阻止其生长。防腐剂分为无机和有机两大类，无机药剂主要是一些水溶性的盐类，有机药剂又可分为油类和油溶性药剂两类。1957年我国第一个木材防腐厂在武汉创办，时至今日，从事木材防腐的厂家已有一两百家，虽然具体的木材防腐技术有很多种，但具体到现场施工由于工期和现场条件的限制，已没有必要也不可能自己进行处理，材料采购时完全可以直接购买专业厂家已处理过的防腐木材，现场加工时再对锯切部位补刷桐油，钉接处均采用不锈钢钉，并在钉眼处填嵌腻子和补刷桐油。木柱除采用了支撑在混凝土柱础上以隔断潮气上升的设计措施外，还在柱底开了十字槽口，以利通风和多余水分外渗。防腐剂要求厂家选用不影响油漆、可用于室外的材料，如铜铬硼（CCB）、氨溶砷酸铜（ACA）等。

2.木结构的防虫

木材防虫的历史可以追溯到约公元前500年，孔子指出树木只有适时砍伐，才能很好的避免虫害，这和今天木材最好在冬天采伐的理念不谋而合。一般防腐木因为经有毒药剂处理过均有防虫功能，为保险起见，在与木结构接触的地面又加做毒土处理措施，即将高浓度杀虫药剂喷洒在土壤中，与地基一起夯实，以隔断地下白蚁的来路。

3.木结构防火

对木构件的防火未严格要求，如果是房屋木结构，则首先要从构造上避免与高温、高热部位接触，必要时对木构件进行药剂处理，变易燃体为难燃体。

4.木结构防开裂

木材防开裂的历史最早，可以追溯到几千年前燧人氏的钻木取火，因为钻木取火必然是在干燥的木材上进行。木材的开裂与木材的含水率有着密切的关系，木材的含水率是木材的一项重要的物理性质，对木材的防腐、防虫都有重要的影响。一般南方气干材的含水率为17%-18%，北方气干材的含水率为12%-13%。为防止木材开裂，要求厂家提供存放了2-3年的木材，使表面含水率能够降至25%以下，或提供其他方法处理过含水率能够满足要求的木材。

四、古建筑木结构的修缮取材

用加速腐朽获得的木材,代替古建筑木结构中的旧木材,可以解决古建筑旧木材缺乏的弊端。一方面,在考虑腐朽条件下,对古建筑木结构大构件进行试验研究成为可能;另一方面,在加速腐朽前,可以确保新木材材质的一致性,使得腐朽后的木材和新木材具有可比性。通过试验研究,可以得出在不同老化程度下,各种性能指标的衰变规律,以及老化对整体性能的影响,从而可以模拟古建筑木结构在使用数百年后的实际力学性能。

中国古代木结构,在中国传统文化中占有很重要的位置,它们代表着中国古代科技发展水平。珍惜和保护这些文物古迹意义重大,本文针对古建筑木结构研究中存在的问题,把生物化学的研究方法应用到建筑结构分析中,用加速腐朽来解决古建筑木结构研究中的老化问题。用加速腐朽获得的木材,代替古建筑木结构中的旧木材,可以解决古建筑研究中旧木材缺乏的问题,同时确保新、旧木材材质的一致性,使腐朽后的木材和新木材具有可比性。从而使古代木结构研究能更深入、系统、完整的进行,为今后古建筑木结构状况勘查、维修方案制定和加固等保护性工程的实施,提供科学依据。

【参考文献】

[1]古建筑木结构维护与加固技术规范GB50165—92。

[2]刘秀英、陈允适.从兴国寺防腐防虫技术处理探讨木结构保护问题，2003年第4期。

木材化学处理方法篇3

关键词：生物技术纸浆造纸应用研究发展前景

随着人们对生物技术的深入研究，其在纸浆造纸中的应用前景也更加诱人，而且生物技术中各种酶的应用，对生物漂白、减少污染发挥了至关重要的作用，同时，还改善了纸浆纤维的性能，提高了造纸技术。下面笔者就简单分析生物技术在纸浆造纸中的各种应用，旨在探讨生物技术在纸浆造纸中的作用。

一、生物技术在造纸原料中的应用

1.原木去皮

造纸的原料就是木材，而在以木材为原料的造纸中，第一道工序就是原木去皮，当前的原木去皮都是在去皮机中完成的，为了保证纸浆的白度，去皮机必须广泛的对其进行去皮，这在一定程度上也会导致原材料的损失，对纸浆造纸是非常不利的；而近年来，科学家发现生物中的酶能够有效的降解木材形成层，从而达到对原木去皮的功效，而且生物酶去皮，还能降低去皮机的能源损耗。

2.木材的防腐

化学防腐剂对人体是十分有害的，因此，近年来，我国的造纸工厂也正在减少化学防腐剂的应用，而是寻求新的木材防腐原料，经过研究发现，木材腐烂的主要原因就是其被细菌尤其褐腐菌分解，进而导致的木材腐烂，因此，想要防止木材的腐烂，我们必须寻求能阻止褐腐菌分解的生物酶，从而有效的控制褐腐菌的分解，达到木材防腐的效果。

二、生物技术在制浆中的应用

1.生物技术在化学制浆中的应用

传统的化学制浆就是利用硫酸盐法进行制浆，这种制浆方法只去除了原木中90%的木素，仍有10%木素留在原木中，这也导致化学制浆制出来的纸张比较暗黄、呈棕色等的主要原因。

根据传统化学制浆的这一弱点，我们在化学制浆中，利用微生物（真菌）或者生物酶对原材料进行处理，不仅能够提高原木的脱木素率，还能够有效减少化学用品的用量以及对原材料的损耗，从而更好的提高纸浆的质量。例如，利用生物中的白腐菌对造纸原材料进行处理，并应用硫酸盐法进行制浆，这样制出来的纸浆的白度、伸长率、耐破率都明显高于普通化学制浆的效果，且造纸时间能够缩短一半。

2.生物技术在机械制浆中的应用

由于机械制浆中各种机械的使用，大大提高了机械制浆的制浆效率，且机械制浆的污染较低、投资较少，与化学制浆相比，有着明显的优势，在近几十年来的制浆造纸中，应用的比较广泛。但是机械制浆也有很多缺点，例如，造出来的纸张强度差、制浆设备的能耗高等，且适用于机械制浆的木材较少，而通过研究发现，将生物技术应用到机械制浆中，能够有效改善机械制浆存在的缺点。

2.1生物制浆能够节约能源

减少机械制浆中的能源损耗，是最为关键的问题，而利用生物技术进行制浆，就能有效减少机械制浆的能源损耗，生物制浆，主要是利用真菌对原木进行处理，真菌中的白腐菌能够有效地对原木中的木素进行分解，能够最大化的分解木素，从而减少原木中的木素，有效提高纸浆的白度。但是，单纯的利用白腐菌处理还不能达到生物制浆的标准，因此，利用生物制浆法进行制浆，首先要先利用真菌对原木进行软处理，然后利用不同类型的白腐菌对木片进行脱木素处理，这样就能有效降低机械制浆对能源的损耗，而且大大提高了纸张的耐破率。

2.2生物制浆能够减少得率损失

利用机械制浆，尤其是热磨机械制浆时，在原木材料中总会释放出一些溶解性的胶体物质，利用生物乙酞脂酶对这些胶体物质进行处理，能够提高纸浆悬浮液中的干纤维量，也就减少了机械制浆中的得率损失，这种生物制浆法主要应用的是乙酞脂酶对TMP纤维的吸附作用。

2.3生物制浆能够有效控制原木中的可溶性物质

应用机械进行制浆，原木中的可溶性物质，如脂肪酸、甘油三酸酯、树脂等，难免会溶解在制纸工艺中，从而在纸张上留下污点，影响了纸张的质量。使用树脂较低的原木、在纸浆中添加明矾等，都能有效降低树脂对纸浆的污染，但是那样会减少原材料的种类，而且化学物质的添加也会在一定程度上影响纸张的质量。因此，利用生物技术控制原木中的树脂溶解是比较可行的方法，如，在磨浆之前，利用微生物处理原木木片或者在磨浆之后，利用生物酶（树脂酶）处理原木木片，都能有效降低原木中的树脂含量。

对于原木中的脂肪酸和甘油三酸酯，我们可以利用脂肪酶进行分解，从而减少原木中的脂肪酸、甘油三酸酯的含量，达到提高纸质、纸张白度的效果。

通过以上结果，可以看出，树脂酶和脂肪酶的应用，能够有效控制原木中的可溶性物质，减少其对纸张的污染，提高纸张的白度。

三、生物技术在纸浆漂白中的应用

对纸浆进行漂白，是造纸工艺中不可缺少的重要步骤，它主要是通过对制浆中残留的原木木素进行分解，使其能够彻底溶解，从而提高纸张的白度，传统的化学物质漂白剂对人体有非常大的危害，因此，近几年，我国造纸工艺已经在寻求利用生物酶进行纸浆的漂白，且取得了一系列的成果。

利用生物酶对纸浆进行漂白，采用的主要是半纤维素酶，它能够有效去除原木中的半纤维素以及木聚糖，使原木中的木聚糖和木素分离，能够提高后期漂白药剂的使用效果，能够有效减少化学漂白剂的应用，从而降低造纸工艺对环境的污染。生物酶在漂白中的作用表

四、生物技术在脱墨中的应用

利用生物技术进行纸浆的脱墨处理，主要是应用的纤维素酶和半纤维素酶，通过这两种生物酶的处理，纸浆的游离度得到了提高、短纤维减少、强度增加，有效地提高了纸浆的质量；除此之外，利用生物酶进行纸浆脱墨，减少了由于化学药品脱墨造成的环境污染。

五、生物技术在废水处理中的应用

生物技术在废水处理中的应用主要分为两种方法，生物处理方法以及微生物处理方法。生物技术处理纸浆废水，主要利用的是生物的分解作用，将废水中的有机污染物都降解为了无害稳定的物质，研究结果表明，利用生物技术进行废水处理后，废水中的COD去除率达到了94%，SS去除率达到了97%，BOD去除率达到了85%，与传统的废水处理方法相比，大大降低了废水中的有害物质，减少了对环境的污染。

木材化学处理方法篇4

一、加强木材检查站的管理，健全各项规章制度

木材检查站规范化管理是直接关系到森林资源能否得到保护及合理利用的重要举措，坚持木材检查人员工作禁令，建章立制，以规章制度约束人、管理人，牢固树立“马上就办、命行禁止”的工作作风。

建立按章操作，依法行政制度。要求木材检查站工作人员以《中华人民共和国森林法》、《森林法实施条例》、《__省木材运输监督管理办法》的有关法律、法规为依据，依法行使职权，严格把关，按程序认真检查处理违章运输木材的行为。

健全值勤，请、休假制度。要求木材检查工作人员坚守工作岗位，每班大站三人以上，小站两人以上，着装持证上岗，亮证执法，实行24小时时间段值班签到制，不排固定班，准时交接班，按照法定程序履行检查职责，不得擅自离岗，值班时不得进行任何娱乐活动，不得酒后值勤。

建立举报、奖惩制度。为督促木材检查站工作人员忠于职守，按章办事，制定公开举报制度，向社会公布总站人员电话，接受社会各界人士、林农朋友监督，提高工作效率。凡违反规章制度及组织纪律者，一律按章从严处理，决不姑息迁就。

二、加强业务培训，提高整体素质

木材检查站工作人员的业务水平及自身素质直接关系到木材运输管理的执法文明。提高业务水平，依法行政能力。根据木材检查站工作人员业务水平的层次，总站计划在业务知识，执法程序，具体操作这三方面加强培训，以提高工作人员的综合素质。

今年计划办二期培训学习班，时间初定在6月、9月二个阶段，将木材检查站的全体工作人员分期分批全面进行轮岗培训学习，并邀请市林政管理稽查支队的业务人员和县法制办工作人员进行专题授课。同时，各站站长每月日为检查站长学习日，各站长必须到总站学习一天，工作人员每月在检查站由站长组织学次，加强政治业务学习，端正工作态度，明确思想意识，提高业务水平及自身素质，增强依法行政观念。

三、加强流动巡查监督，严肃组织纪律，强化依法行政能力

依法流动巡查监督，严肃组织纪律，强化依法行政能力是管理木材检查站必须采取的措施。

不定期、定时的流动巡查监督木材检查站在木材运输管理方面的工作是我们主要工作内容之一。一方面直接在木材检查站监督，检查执法，值班情况，一方面在检查站站后进行督查检查站执法情况，同时安排人员不定期到各检查站驻站来督促检查人员文明、严格执法。

木材化学处理方法篇5

提高木材检验水平是在当前我国森林资源贫乏的现实条件下使有限的木材资源发挥最大的经济效益的重要途径。目前有部分木材检验人员仍沿袭着过去的观念，认为木材检验人员只是单纯的查数和记账的点数工，如何最大化利用森林资源没有太大关系。这显然不适应当前的森工企业发展的现状。针对这样的问题总结出一套充分结合林学基础理论来迅速提高木材检验水平的初步设想，是可以实施的。

通过对与木材检验工作紧密联系的林学基础理论主要有测树学造材理论、测树学树干解析理论、森林计测学计测方法、森林经理学木材标准理论以及林分生长模型理论这几大方面进行分析。就可以提高基层木材检验人员的林学基础理论水平，进而通过林学基础理论在木材检验中的应用来提高自身的木材检验水平。木材检验工作贯穿于木材生产经营从原条的合理量材设计开始，一直到木材产品的最后售出的全过程。木材产值、产量、质量、品种以及出材率等主要经济技术指标几乎都需要木材检验技术的支撑。由此可见，提高木材检验水平是相当重要的。

一、充分掌握测树学造材理论基础，提高合理造材水平

测树学造材理论是测树学的重要内容，主要讲授如何合理造材来获取最大的收益。只有足够的测树学造材理论支撑，才能够充分发挥木材检验人员的业务水平，才能够最大化地利用有限的森林资源。合理的量材设计能消除或降低缺陷的降等程度。如果量材设计不合理，就会造成木材产品在质量和产值上的差异。具体表现在坏材带好材，长材短造，优材劣造，致使原木质量下降，浪费森林资源。又例如合理造材中的“三先三后”即优先设计先造特级原木，后造加工用原木；先造长材，后造短材；先造优质材，后造劣质材。“三要三杜绝”，即要量材造材，杜绝粗制滥造；要量尺标准准确，杜绝超长短尺；要材尽其用，杜绝浪费木材。还要摸索和总结本地区原条病腐规律。内外腐和缺陷的掌握和区分，要总结出一套本地不同树种不同情况的病腐规律，使原条造材日趋合理。

二、充分掌握测树学树干解析理论基础，提高合理规划水平

树干解析是整个林学科研的必要手段，同时也是木材检验人员必须要掌握的林学理论之一。如何充分合理利用有限的森林资源实现最大的经济价值，是摆在我们榆验人员面前的一大课题，这就需要我们在如何提高原条出材率上做文章。我们可以通过对各林场所的木材按林层、树种和胸径进行抽样调查，对伐倒后原条的具体情况进行树干解析，根据具体的林分材种结构规律，充分考虑木材的使用价值和经济价值。坚持优先设计选造较珍贵材种，即出口材、特级材、特选材；优先设计选造较珍贵树种，即水曲柳、红松、榆木；优先选造优质材种，即胶合板材、加工用材的原则。实施对原条优良部分优材优用，对梢头木、枝丫和劈裂部分，凡有价值、符合木材标准要求的都要造材利用。在保证提高造材出材率的前提下，考虑市场畅销且售价高的树材种，使两者之间有效地结合起来，将有限的森林资源充分利用，做到材尽其用。

三、充分掌握森林计测学、测树学中树木计测理论，最大化减少木材检验误差

在传统的粗放型检尺工作中，我们往往并不注重计测方法、计测误差等理论。但如果想要提高木材检验水平，就必须充分学习森林计测学和测树学中的树木计测理论，把住伐区木材检验关。在伐区木材检验中，必须严格执行国家木材标准，要特别注意原木不规则断面的径级以及弯曲、内腐、外腐等常见问题的判断与检查，做好归楞描号工作，达不到标准的木材一律不准下山。对归楞装车木材检尺要严格控制，装车时检验员要装一根检一根。要充分借鉴伐倒木测定中的各种误差处理方式，对误差的处理要科学合理。如果没有森林计测学作为基础的话，就无从谈起误差地处理了，因此，作为新时期的木材检验人员，学握足够的森林计测学理论是基本的要求。

四、充分掌握森林经理学中木材标准理论，为降耗节省资源做贡献

森林经理学中的木材标准是重要的林学基础知识，同时也是国家的标准化法计量法重要的依据，木材检验贯彻标准化法、计量法，认真学习木材标准，是加强林政资源管理、执行限额采伐的强有力措施和必要的手段。作为木材检验人员，一定要熟悉木材检验标准的各项细则，遵循国家标准、行业标准、地方性标准和有关法规文件，练就过硬的检验技能和综合能力，保证木材检验工作顺利进行，实现低消耗、高质量、高产出的目标，为国家节约宝贵的森林资源，为森工企业创造更大的经济效益。

五、利用林分生长模型理论中的节子剖析技术来深入了解节子

木材化学处理方法篇6

关键词：成炭率八硼酸钠硅溶胶

中图分类号：S781文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）01（a）-0049-02

木材具有良好的视觉特性、触觉特性、调温调湿机能和较高的强重比等特点，且是一种可再生环保型建筑材料，因此被广泛应用于建筑结构、建筑装饰等领域。但是木材固有的易燃性不仅限制了其应用范围，同时也给人们的生产生活带来了巨大的损失[1]。据统计，2012年我国共发生火灾11万起，直接财产损失12.5亿元。由此可见，木材阻燃剂的研究与开发，对于预防和减少建筑火灾的损失具有重要的意义。木材阻燃剂是一类能赋予木材难燃性质的化学物质[2]。不同类型的阻燃剂因其成分的差异，表现出不同的阻燃效果，诸如延长点燃时间、降低热释放速率、减少总放热量等。燃烧成炭率，即燃烧剩余物质量占燃烧前总质量的百分率，是衡量阻燃效果的有效指标之一。因为木材燃烧的过程，即木材中的可燃成分受热分解并释放出烟和气体的过程。成炭率越高，表明可燃物残余量就越大，燃烧就越不充分，阻燃效果越好。

八硼酸钠（DOT）是一种环保型阻燃剂，为粉状非晶态微粒，速溶于水。由硼酸钠的水合物及其他原料改性而成，是硼酸盐的聚合物。无色、无味，对人畜和环境无危害；pH值接近于中性，因此对木材的酸碱性质无影响；处理后不改变材色，不改变木材的力学强度，便于着色、油漆与胶合[3]。但因其作为无机阻燃剂水溶性较大，容易流失从而限制了其在木材阻燃领域的使用范围；二氧化硅溶胶（SiO2）具有良好的抗流失性能，但其阻燃性能仍有较大的改进空间。但采用八硼酸钠与二氧化硅溶胶这两种环保型阻燃剂，对杉木试件进行二次加压浸注处理，制得DOT/SiO2/木材表现出较好的抗流失性能。即二氧化硅溶胶提高了八硼酸钠在木材中的固着度，扩大了其适用范围。但DOT/SiO2/木材这一无机质复合木材的阻燃性能如何，仍需进一步确定。该文利用锥形量热仪法（CONE）研究了八硼酸钠与二氧化硅溶胶复合处理对木材燃烧成炭率的影响，从而并为判定DOT/SiO2/木材这一无机质复合木材的阻燃性能提供依据。

1材料与方法

1.1材料

（1）杉木试件

实验中所用的杉木取自浙江省杭州市临安县林场，树龄12年。取各树干距地面0.5～4m部分进行去皮、切割、刨光等处理，将其加工成为100mm×100mm×10mm规格，用于成炭率测定。

（2）八硼酸钠

采用常州市化学用料厂生产的八硼酸钠，白色粉末或颗粒，易溶于水。配制成质量分数为5%的处理剂。

（3）硅溶胶

采用杭州卡瑞特化工有限公司生产的二氧化硅溶胶，为乳白色或淡青色透明溶液，基本成分为无定型的二氧化硅，分子式为mSiO2、nH2O，其中SiO2以胶团形态分散在水或有机溶剂中；具体参数：SiO2含量为25%，溶胶中稳定剂Na2O含量小于0.5%，呈微弱碱性[4]。

1.2处理方法

（1）将试件置于烘箱中，103℃下烘12h，测定初始质量W1。

（2）将试件置于真空加压釜中，用真空泵抽真空30min，真空度保持0.094MPa。

（3）在真空状态下向真空加压釜中吸入DOT溶液，然后解除真空。

（4）打开氮气加压装置，对真空加压釜加压至1.0MPa，保持1h，使阻燃剂进入木材。

（5）解除压力，取出试件，冲洗并擦干表面。

（6）将试件置于烘箱中，103℃下烘12h，测定处理后质量W2。计算载药率WPG=（W2-W1）/W1。

（7）重复上述步骤，对试件进行硅溶胶浸注处理，得到初始载药率。

1.3成炭率测定

锥形量热仪可模拟多种火焰强度，同时提供热、烟、质量变化及烟气成分等的相关参数和重要信息。试验结果与大型燃烧试验相关性良好，是一种小比例火灾模拟试验仪，被公认为具有科学性、合理性与先进性。CONE参数设置：辐射功率：50kW/m2，相应温度为780℃；每隔1s自动测一组数据。采用锥形量热仪法（CONE）测定处理前后杉木试件燃烧过程的残余质量随时间变化的曲线，最终根据残余质量计算成炭率。

2结果与分析

2.1残余质量

由图1可见，素材的Mass曲线很陡，在有焰燃烧阶段（从燃烧开始至第250s左右）质量急剧下降，表明可燃成分的分解与烟的释放主要集中在这一阶段。硅溶胶处理材的Mass曲线与素材比较相似；八硼酸钠处理材和八硼酸钠/硅溶胶复合处理材的Mass曲线比素材平缓，说明在燃烧过程中可燃物分解比较缓慢均匀，也即燃烧过程热量释放较均匀，这有利于避免温峰的急速上升而导致火势迅速蔓延，对于降低热量向木材的反馈是非常有利的[5]。

2.2成炭率

木材试样在燃烧前后的质量如表1所示，计算得出各改性剂处理后的成炭率如图2所示。素材成炭率为9.21%，表明燃烧非常充分，仅残余一些灰烬。硅溶胶处理材的成炭率为38.6%，八硼酸钠处理材的成炭率为42.26%，较素材大幅提高，分别为素材成炭率的4.2倍和4.6倍。说明硅溶胶与八硼酸钠均能抑制木材的燃烧，减少可燃成分分解，提高残余炭的质量。八硼酸钠/硅溶胶复合处理材的成炭率为50.16%，为素材的5.4倍。说明八硼酸钠/硅溶胶复合处理能大幅提高成炭率，抑制了木材的燃烧，阻燃效果明显。同时八硼酸钠/硅溶胶复合处理材较硅溶胶单一处理材成炭率提高了30%；较八硼酸钠单一处理材成炭率提高了19%。说明硅溶胶与八硼酸钠表现出较好的协同作用（图2）。

3结语

综合以上结果与分析，可以得出要如下结论：木材试件经过八硼酸钠与硅溶胶二次加压浸注处理后所得到的DOT/SiO2/木材这一无机质复合木材，具有较好的阻燃性能，表现为成炭率达到了50.16%，是素材的5.4倍。八硼酸钠与硅溶胶复合处理能大幅提高木材的成炭率，使可燃物分解比较缓慢均匀，表现出较好的协同作用。[6]

参考文献

[1]叶箐箐.碳酸钾与硅溶胶复合对木材阻燃改性研究[J].新型建筑材料，2011（9）：24-28.

[2]吕文华，赵广杰.木材/木质复合材料阻燃技术现状及发展趋势[J].木材工业，2002（11）：31-34.

[3]肖景波.四水八硼酸钠的发展现状及展望[J].河南化工，2008（25）：10-11.

[4]叶箐箐.八硼酸钠/硅溶胶对木材的改性研究[D].浙江大学，2012.