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木材的生物敗壞(一)木材是可再生材料,它具有其它材料無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。但是,對于大多數樹(shù)種,特別是人工速生的木材樹(shù)種來(lái)說(shuō),在釆伐、運輸、貯存、加工和使用的過(guò)程中,如果沒(méi)有得到適當地保護,就會(huì )在外界因素的作用下,發(fā)生敗壞變質(zhì),使木材過(guò)早地失去其使用價(jià)值,造成重大的經(jīng)濟損失,也是對資源的巨大浪費。這些外界因素包括生物的、物理的和化學(xué)的,但以生物的敗壞最為嚴重,危害性也最大,應引起人們足夠的重視。 一、木材的基本構造和成分 木材是天然高分子有機體,是由各種不同的細胞組成。由于細胞的種類(lèi)、組成、排列以及內含物的不同,所以,不但不同樹(shù)種的木材的構造和性質(zhì)不同,就是同一樹(shù)種的不同個(gè)體,乃至同一個(gè)體的不同部位的構造和性質(zhì)也有一定的差異。特別在抵抗生物敗壞的性能、物理力學(xué)強度性質(zhì)以及干燥和防護處理的難易程度方面也有所不同。 1. 針葉材和闊葉材 工業(yè)上使用的木材主要來(lái)自裸子植物和被子植物的樹(shù)木。針葉材屬裸子植物,它產(chǎn)生針葉材。總的說(shuō)來(lái),針葉材材質(zhì)比較軟,所以又稱(chēng)軟材。闊葉材屬被子植物,它產(chǎn)生闊葉材。因為闊葉材的材質(zhì)總的說(shuō)來(lái)比較硬,所以又稱(chēng)硬材。 針葉材和闊葉材的構造和材性都有差別,針葉材的構造比較簡(jiǎn)單且呈均勻性,主要由縱向管胞、木射線(xiàn)和縱向樹(shù)脂道組成,縱向管胞既是輸導組織,又能起機械支撐作用;闊葉材的構造比較復雜且呈不均勻性,主要由導管、木纖維、木射線(xiàn)和縱向薄壁細胞組成,木纖維在闊葉材中起機械支撐作用,而導管則起輸導作用。 2. 早材和晚材 樹(shù)木通過(guò)形成層的活動(dòng),在一個(gè)生長(cháng)季節中所產(chǎn)生的次生木質(zhì)部,在橫切面上出現一個(gè)完整的輪狀結構成為生長(cháng)輪。樹(shù)干徑向生長(cháng)有一定的季節性,且在每一個(gè)生長(cháng)季節中形成一個(gè)生長(cháng)輪成為年輪。在一個(gè)生長(cháng)輪或年輪內,即在一個(gè)生長(cháng)季節中,開(kāi)始形成的木材部分叫做早材(或春材),后來(lái)形成的木材部分叫做晚材(或夏材)。在一個(gè)生長(cháng)季節內,由早材過(guò)度到晩材常是漸進(jìn)的。一般說(shuō)來(lái),在早材里,細胞大,但壁薄,比較疏松;而晚材的細胞小,但壁厚,比較緊密。 3. 邊材與心材 在一段原木的橫斷面上,木材的結構和色澤常在不同區域表現樹(shù)干生理老化的過(guò)程。我們習慣上把靠近樹(shù)皮以?xún)炔煌穸鹊倪吘壞静慕凶鲞叢?從樹(shù)干中心到邊材部分的木材叫做心材。后來(lái)把邊材和心材中間的區域稱(chēng)心邊材過(guò)度區或中間區。邊材木質(zhì)部一般色澤較淡,而心材的顏色較深,且會(huì )出現細胞壁加厚,針葉材管胞的閉塞紋孔出現,并沉積有許多樹(shù)木生命活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的膠質(zhì)、樹(shù)脂、侵填體和浸提物,造成心材重量的增加、空隙率的減少、耐久性增加、滲透性減少,所以一般而言,心材比邊材更能耐腐抗蟲(chóng)。此外這些沉積物使心材的尺寸更加穩定,在含水率發(fā)生變化時(shí),心材的抗脹縮性要比邊材好得多,但心材在干燥和防護處理時(shí)會(huì )遇到一定的困難。 4. 木材的基本成分 如上所述,木材是由各種不同的細胞組成,而細胞又是由細胞壁和細胞腔組成。構成木材細胞壁和胞間層的化學(xué)成分成為木材的主要成分,包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。纖維素是骨架物質(zhì),半纖維素是基體物質(zhì),木質(zhì)素是結殼物質(zhì),它們之間的關(guān)系就像鋼筋混凝土中鋼筋、石子和水泥一樣,是一座建筑物的支撐物。這三種成分的總量達木材的60%以上。 除了上述三種主要成分以外,木材中還含有一定數量的次要成分,它們可以用適當溶劑浸提除去而不影響木材細胞壁的物理結構,所以又稱(chēng)浸提成分。它們大多數存在于細胞腔內或特殊組織中,有時(shí)也沉積在細胞壁內。木材次要成分的類(lèi)型和數量的變化,不僅對于木材的色、香、味和耐久性有密切關(guān)系,而且對于木材材性的均勻性、加工利用的方式也有重要影響。木材次要成分可以分成六大類(lèi):揮發(fā)油、天然樹(shù)脂、油脂與脂肪酸、碳水化合物及多元醇類(lèi)、芳香族化合物和礦物質(zhì)成分等。通常心材中的浸提物含量比較高,其中酚類(lèi)化合物如木質(zhì)酚類(lèi)、黃酮類(lèi)和單寧等,能賦予心材抵抗菌、蟲(chóng)的能力,所以心材比邊材具有較強的耐久性。 |