第四节 木材的防腐与防火
木材具有很多优点，但也存在两大缺点，一是易腐，一是易燃，因此土木建筑工程中应用木材时，必须考虑木材的防腐和防火问题。
一、木材的腐朽与防腐
（一）木材的腐朽
木材的腐朽为真菌侵害所致。真菌分霉菌、变色菌和腐朽菌三种，前两种真菌对木材质量影响较小，但腐朽菌影响很大。腐朽菌寄生在木材的细胞壁中，它能分泌出一种酵素，把细胞壁物质分解成简单的养分，供自身摄取生存，从而致使木材产生腐朽，并遭彻底破坏。真菌在木材中生存和繁殖必须具备三个条件，即：
（1）水分。真菌繁殖生存时适宜的木材含水率是35%～50%，亦即木材含水率在稍超过纤维饱和点时易产生腐朽，而对含水率在20%以下的气干木材不会发生腐朽。
（2）温度。真菌繁殖的适宜温度为25～35℃，温度低于5℃时，真菌停止繁殖，而高于60℃时，真菌则死亡。
（3）空气。真菌繁殖和生存需要一定氧气存在，所以完全浸入水中的木材，则因缺氧而不易腐朽。
（二）木材防腐措施
根据木材产生腐朽的原因，通常防止木材腐朽的措施有以下两种：
1.破坏真菌生存的条件
防治菌害和虫害的关键是控制木材的含水率，一般应对木材进行干燥处理，将含水率降至20%以下。常用的干燥方法有大气干燥和人工干燥两大类。人工干燥又可分为常规干燥、高温干燥、除湿干燥、太阳能干燥、真空干燥、高频与微波干燥、真空冷冻干燥、压力干燥、溶剂干燥等方法。对木制品表面应进行油漆处理，使木材隔绝空气和水分，也可提高防腐蚀性。因此木材油漆首先是为了防腐，其次才是为了美观。
2.把木材变成有毒的物质
将有一定毒性的化学防腐剂注入多孔结构的木材中，使真菌无法寄生。木材防腐剂种类很多，一般分水溶性防腐剂、油质防腐剂和有机溶剂防腐剂三类。水溶性防腐剂常用品种有氟化物、硅氟酸钠、硼铬合剂、硼酚合剂、铜铬合剂（CCA／B）、氟砷铬合剂（FCAP）等；特点是处理后木材表面干净，无刺激气味，影响油漆和胶合性能，不增加可燃性，但增加湿胀干缩等，多用于室内木结构的防腐处理。油质防腐剂常用的有煤焦油、煤杂酚油、混合防腐油等；特点是广谱杀菌，耐候性好，持久，但颜色深、有恶臭，接触皮肤有刺激等，常用于室外木构件如枕木、电杆等的防腐。常用的有机防腐剂有氯化苯、五氯苯酚、环烷酸铜等溶于一定的有机溶剂如石油、液化气、乙醇中，具有毒性强、持久性好、处理后变形小、表面干净、工艺方便等优点，但成本高、防火要求高、不适合食品工业用材等。还有一种由粉状防腐剂、油质防腐剂、填料和胶结料（煤沥青、水玻璃等）等按一定比例混合配制而成的膏状防腐剂，可用于室外木材防腐。
二、木材的防火
所谓木材的防火，就是将木材经过具有阻燃性能的化学物质处理后，变成难燃的材料，以达到遇小火能自熄，遇大火能延缓或阻滞燃烧蔓延，从而赢得扑救的时间。
木材属木质纤维材料，易燃烧。木材在热的作用下要发生热分解反应，随着温度升高，热分解加快。当温度高至220℃以上达木材燃点时，木材燃烧放出大量可燃气体，这些可燃气体中有着大量高能量的活化基，活化基氧化燃烧后继续放出新的活化基，如此形成一种燃烧链反应，于是火焰在链状反应中得到迅速传播，使火越烧越旺，此称气相燃烧。达350℃以上，木材形成固相燃烧。在实际火灾中，木材燃烧温度可高达800～9 300℃。
根据燃烧机理，阻止和延缓木材燃烧的途径，通常可有以下几种：
1.抑制木材在高温下的热分解。实践证明，某些含磷化合物能降低木材的热稳定性，使其在较低温度下即发生分解，从而减少可燃气体的生成，抑制气相燃烧。
2.阻滞热传递。通过实践发现，一些盐类、特别是含有结晶水的盐类，具有阻燃作用。例如含结晶水的硼化物、含水氧化铝和氢氧化镁等，遇热后则吸收热量而放出水蒸气，从而减少了热量传递。磷酸盐遇热缩聚成强酸，使木材迅速脱水炭化，而木炭的导热系数仅为木材的1／3～1／2，从而有效地抑制了热的传递。同时，磷酸盐在高温下形成的玻璃状液体物质覆盖在木材表面，也起到了隔热层作用。
3.稀释木材燃烧面周围空气中的氧气和热分解产生的可燃气体，增加隔氧作用。如采用含结晶水的硼化物和含水氧化铝等，遇热放出的水蒸气，能稀释氧气及可燃气体的浓度，从而抑止了木材的气相燃烧，而磷酸盐和硼化物等在高温下形成玻璃状覆盖层，则阻滞了木材的固相燃烧。另外，卤化物遇热分解生成的卤化氢，能稀释可燃气体，卤化氢还可与活化基作用而切断燃烧链，终止气相燃烧。
木材阻燃途径一般不单独采用，而是采用多途径手段，亦即在配制木材阻燃剂时，选用两种以上的成分复合使用，使其互相补充、互为加强阻燃效果，称为协同作用，以达到一种阻燃剂同时具有几种阻燃作用。
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