木材防腐剂都有哪些(木材防腐防护选择指南)
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木材防腐剂都有哪些(木材防腐防护选择指南)
木材防腐通常是为了保护木材或木制品不受木腐菌、蓝变真菌、霉菌、昆虫或航运生物（如蛀船虫）等的侵袭。
在瑞典，木腐菌是影响木材性能最常见的真菌。因此，当使用木结构建筑时，结构的设计和组装必须尽可能防止木腐菌的侵蚀。木材防腐最主要是控制木材不会长期处于过高的含水率。如果木材含水率升高，应该及时得到干燥，回到正常水平。
经防腐处理的木产品
在某些情况下，结构性防护无法实现，木材始终处于高含水率状态。这时应该选用更耐用的树种，或者添加一些化学物质，使得木材更耐腐蚀。加压浸渍木材的技术已经颇为成熟，可运用多种铜盐处理。其他处理方法还包括糠醇和乙酰浸渍木材、热处理的改性木材。
除了改善木材耐久性的防腐处理外，还有一些方法可以改善木材和木材产品的防火能力、硬度和尺寸稳定性。
木材防护选择指南
在木建筑中，木材防腐至关重要。结构设计、材料选择和建筑维护等方面的综合考量，对建筑的功能和使用寿命起决定性的作用。在结构设计阶段，最先考虑的是结构的排湿性，避免水分困在某一部分难以排出，导致材料的腐坏。
由于可选择的材料众多，选择合适的木材防腐方法时应考虑以下几点：
- 建筑结构的预期使用寿命要求
- 建筑结构是否经历大风和极端天气，与地面或水面是否接近，是否能够防止水分滞留
- 建筑结构损坏是否容易检查
- 结构意外破坏的后果，造成人身伤害的风险
- 技术性能或与其他材料的相互作用，是否有特殊要求；是否为承重结构；是否褪色；是否可以上漆
- 在使用寿命周期内所需要的维护；建筑结构的维护、维修和替换是否容易
- 废料（边角料）是否可以回收利用，是否需要送到废物处理站
在评估微生物侵蚀的风险时，若是木结构与地面或水面长久接触，则很可能腐坏。不直接与地面接触的木结构，也不能排除各种程度的腐坏风险，并且较难评估。
加压浸渍木材
加压浸渍处理是建筑行业最常见的提高木材防腐性的方法。 这是一种工业处理方法，主要用于赤松。 赤松的边材能够吸收注入的药剂，而心材只在浅层吸收一部分。 因此，暴露在木板表面上的心材只在表面有一层防腐剂。
如图为经加压处理赤松的横截面呈棕色。在木材防腐级别NTR/M, NTR/A 和 NTR/AB中，防腐剂浸入心材。
云杉也可以经过加压浸渍处理，但是云杉只能在表面有限吸收药剂，所以此方法对云杉木材效果比赤松差。
根据欧洲标准，北欧木材防腐委员会（NTR）也制定了北欧国家加压浸渍木材的分级体系，目的是让用户能够根据用途做出正确的木材保护。此分级主要针对工业处理的赤松和云杉。分级系统见表23。
图表23
北欧市场大部分防腐木的质量都是严格监控的，并且有NTR标志。监控由第三方独立认证，并且与最终成品的质量相关。监控包括了边材的化学物质吸收量和渗透量。在瑞典的市场上也能找到未经NTR监控的防腐木材，主要为进口木材。
浸渍木地板
通过北欧木材防腐委员会（NTR）分级的加压浸渍木材通常用于建筑的地上部分，例如室外地板或其他室外用材。占总产量约三分之一的A级浸渍木材用于建筑直接与地面或淡水接触的部分。因为需求较小，使用其他木材分级结构的产量也比较小。
木地板在山上或石头结构边自然连接楼梯与楼道。此处为白化压力处理浸渍材。
为了建筑市场上选购加压浸渍木材，防护等级NTR AB和NTR A也规定了木材的尺寸。 较小的尺寸最大为38宽度为125毫米的浸渍材主要用于地面以上，分级为NTR AB。 大尺寸用于建筑直接与地面或淡水接触的部分，或者建筑结构的关键部位，必须等级达到NTR A。 具体请参阅表24。
图表24
按照NTR的木材防护等级在建筑市场上出售的浸渍木制品，均须经过以铜为活性物质的水性防腐剂进行处理。铜元素使木材呈现绿色。部分浸渍材，尤其是浸染成棕色的室外地板， 颜色不能持久，必须定期用木油着色，以免失去颜色。
棕色浸渍木地板
如果要保持染色浸渍木材的颜色，必须采用特殊的生产工艺。第一步是使用水基木材防腐剂浸渍，第二步是将木材在带染料的亚麻籽油中真空加热，使染料渗入木材表面，并将第一步中添加的水分蒸发干燥，达到目标含水率。不带染料的亚麻籽油也可以给木材增加一层防水表面，最大程度地减少水分吸收和木材开裂。
浸渍和未浸渍木材的技术性能（例如强度和吸湿性）基本相同。 但是两种材料对金属的影响不同。在潮湿环境中使用浸渍木材时，建议使用不锈钢、热浸镀锌钢的紧固件和配件，或者使用具有相同耐蚀性的材料。
浸渍过的木材应避免加工，但在不可避免的情况下，应使用渗透性基底油或用于表面处理的木材防腐剂对加工过的表面进行处理。
浸渍木材有时会受到环保方面的质疑。不过，欧洲的木材防腐剂必须遵守严格的法律，即《欧盟生物杀伤性法规》（BPR），该法规对化学物质的环境和健康影响提出了非常严格的要求。
瑞典和国外独立机构的多项研究记录了加压浸渍材对环境的影响。2018年，由丹麦技术研究所和IVL瑞典环境研究所发布了生命周期分析的研究比较成果。报告描述了几种材料对气候的影响，包括NTR AB等级的加压浸渍木材、西伯利亚落叶松和木塑复合材料。使用这些材料建造一个30平方米的大露台，预期使用寿命为30年，计算出碳足迹。最终结果是木材对环境影响最佳，而且最有益的是加压浸渍木材。
改性木材
木材的耐久性也可以通过改性来改善，即对木材进行化学处理（不使用基于对生物有害的制剂）或者物理处理，以提高木材对微生物的抵抗力。木材的改性通过工业生产进行，市面上常用三种不同的方法：用乙酸酐浸渍制得的乙酰化木材、用糠醇浸渍制得的糠醛化木材和经热处理的热改性木材（TMT）。热处理木材是通过在无氧环境下加热至160-215°C而成。
北欧木材防腐委员会（NTR）开发的木材保护分级体系也适用于改性木材，与加压浸渍木材的分级系统对应。 但是，该体系尚未对市场产生影响。与压力浸渍的木材相比，市场上改性木材的数量仍然相对较小。瑞典不生产糠醇和乙酰浸渍的木材。
热处理木材
针叶材和阔叶材都可以进行热处理，热处理能够改变木材的化学和物理性质，增强木材的稳定性。木材处理后呈棕色，暴露在室外后呈灰色。热处理木材吸水和传导水能力减弱，强度变小而显脆性，所以不适合作为承重结构。
亚麻油、压力浸渍和热处理的室外地板能够减少水分的吸收
通过热处理木材协会认证的公司将热处理木材产品分为两个级别：稳定级（S，Stability）和耐用级（D，Durability）。稳定级是尺寸稳定的木材，耐用级是防腐能力强化的木材。热处理木材仅适用于建筑地面以上的部分，不可与地面直接接触。建议使用不锈钢配件和紧固件。
表16 热处理木材的运用
室内 S（稳定） | 室外D（耐腐蚀） |
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乙酰浸渍木材
乙酰化木材由新西兰辐射松制成，森林管理委员会FSC认证，进口到瑞典。 测试表明，乙酰化木材具有非常好的耐久性，与加压浸渍木材相当。浸渍的辐射松不包含心材，并且基本上不含节子，这意味着木材可以达到完全浸渍。它的尺寸也很稳定，适用于阳台和外部墙板以及要进行表面处理的室外细木工。
乙酰化不会使浸渍过的木材变色，但是在户外使用时会随时间推移变成灰色。它具有醋的淡淡气味，个别情况下会持续较长一段时间。建议使用不锈钢配件和紧固件。
乙酰浸渍处理的外墙、楼梯、屋顶和地板
糠醇浸渍木材
糠醇浸渍木材部分由森林管理委员会（FSC）认证的辐射松制成，进口到瑞典，部分由赤松制成。 防腐浸渍液糠醇，是由生物基原料制成的。 浸渍后的木材在测试中显示出良好的耐久性，并且主要适用于外墙板、建筑地面以上的室外地板和其他部分。
与乙酰化木材相同，辐射松可以达到木材的完全浸渍，而赤松则不能浸渍心材。糠醇浸渍木材尺寸稳定性和硬度明显优于未处理的木材，而且重量增加。 浸渍后，木材变成深棕色，随着时间的推移会变成灰色。
建筑的配件和紧固件建议使用不锈钢材料。
糖醇浸渍木栈道, Farsta strand.
其他化学保护措施
木材防腐剂表面处理
使用市场上销售的木材防腐剂可对木材进行人工涂层或浸涂。 不过，经过这种处理方法的木材防腐剂渗透深度非常有限。因此，经表面人工处理的木材仅适用于外部应力不太大的建筑结构，例如不与地面永久接触的室外木材（例如外墙板），或对预期使用寿命的要求不高的部位。表面防腐处理的制剂也可用于处理浸渍木材上的机械零件。
硅基防腐产品
基于硅元素的一种相对新型的木材保护产品在市面上已经出现了数年，可用于工业浸渍和表面处理。 浸渍材主要用于室外地板用木。经过表面处理的产品既可用于外墙板和室外地板，也可用作压力浸渍木材的表面处理。处理后的木材最早呈银灰色。
由于文献资料和实践经验有限，而且缺乏长时间的防腐测试，硅基产品对木材的防腐保护作用存在质疑。 但是，化学物质渗透较深的浸渍总是能比表面处理提供更好的保护。
防火木材
通过浸渍或喷涂阻燃剂可以使木材达到防火效果。经过防火处理的木材可以用作室内墙板、室内天花板，在一定条件下还可以用作外墙板。
用于浸渍木材的防火剂可以影响着火时间，控制火焰蔓延，从而获得比未经处理的木材更高的表层或覆层防火等级。 阻燃剂的化学性质会影响木材本身的性质，例如吸湿性、油漆黏着性、胶合性、外观、颜色和强度。 不同的防火剂可能具有不同的防潮性，因此将防火木材分为室内和室外使用类别。
在木材表面喷涂的阻燃剂在火中会膨胀，起到延长木材点燃时间的作用。
热处理和防火处理的外墙和地板. 高层住宅Qville, 哥德堡.
木材防火须知
浸渍木用于木材防火的防火产品和系统：
- 必须已通过室内和室外使用的防火和耐久测试，以确保防火措施在规定的时间内保持有效，因为这与防火和生命安全有关。
- 必须进行质量控制。浸渍木通常可以实现良好的质量控制，而建筑现场进行表面处理则需要特殊的质量控制系统。
- 必须根据制造商的说明进行定期维护，以确保建筑物整个生命周期的防火。
尺寸稳定木材
尺寸稳定处理的目的是减少木材的收缩和膨胀，多用于专业运用，例如防止木雕开裂。最常见的方法是在木材结构中填上热处理塑料，减少水分的吸收。
硬化处理木材
不同树种的硬度不同，硬度与木材密度密切相关。例如，赤松和云杉的硬度比橡树小。但是木材能够通过压缩来提高密度，提高硬度。为了保证压缩效果持久，木材浸渍在塑料中加压，木材结构被压缩固定。硬化木材常用于地板铺设
木材保护选择须知：
浸渍防腐木
- 带NTR标志的木材带20年的防腐质量保证
- 耐用性是市面上有记录最好的木材
- 如果对木材等级还有更专业和细节的要求，需要在订购时明确声明，见“木材等级”
- 精加工表面应使用渗透性底油或用于表面处理的木材防腐剂进行表面防护
- 木材在交付时须达到准确的目标含水率
- 从防腐保护的角度来看，浸渍过的木材无需维护，但是为了防止开裂，必要时可用木油维护木材表面
- 化学防腐剂通常无法完全渗透入大尺寸锯材的心材。为了获得最佳耐用性和与地面接触的最长使用寿命，应选择边材被完全浸渍的圆木或方木。
- 浸渍木材通常可用未处理木材相同的方式进行表面处理。表面处理时的表面含水率不得超过16％。
热处理木材
- 热处理木材仅可用于建筑地面以上的部分，不能与地面有直接接触
- 热处理木材相对于未处理的木材强度较小，显脆性，不适用于承重结构，防止开裂木片划伤手脚
- 热处理木材可以根据最新的改性木材保护等级进行分级
糠醇和乙酰浸渍木材
- 乙酰化木材可提供良好的防腐保护，但如果出现对霉菌有利的湿度和温度条件，则相对容易受到霉菌攻击。
- 糠醇可以透彻浸渍新西兰辐射松，可达到最佳耐久性
- 糠醇和乙酰浸渍木材可以根据最新的改性木材保护等级进行分级
天然防腐木材
- 木材的天然防腐性不仅在不同树种中差别大，在相同树种之间也会有较大差别
- 赤松和落叶松对有害微生物的防护性相同
- 所有树种的边材耐腐蚀性都较差
- 与赤松相比，热带树种的含水率变化和收缩膨胀度不尽相同。为了避免尺寸错误，应严格遵循供应商的安装指南
- 热带木材有可能来源于濒危雨林。购买时应选用FSC或PEFC认证的木材。具体见林业环境标章节
防火处理外墙板. Kv. Taklampan, Hammarbyhöjden, 斯德哥尔摩.
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