木材防腐处理工艺简介

2016-03-22 10:47:38

木材防腐处理工艺简介 

1) 加压处理法

 1. 满细胞法 

该法也称完全浸注法(Full-cell Process,Bethell Process)、全吸收法,由英国工程师John Bethell于1838年发明,至今已有160余年的使用历史。尽管处理设备和工艺有了很大的改进,尤其是自动化程度有了极大提高,但是工作原理无变化。其工艺过程如下:木材→入罐→前真空→注药→加压→卸压、排液→后真空→出罐→养护(木材干燥,防腐剂固着)。主要工艺说明如下: 

(1)前真空 将木材置于密闭的罐内,施加真空,令罐内的绝对压力值为65~80 kPa, 时间持续15~60 min (一般30 min以上)。其目的是抽出木材内的空气,减小液体浸注的阻力,同时减轻卸压时防腐剂液体的反弹。 

(2)注药液并加压 在保持前真空的前提下,向罐内注入防腐剂药液,待药液达到一定的液位高度后,立即加压(气压和液压均可),直到一定的压力值(罐内压力与大气的压力差,其数值为压力表的读数,一般为0.8~1.5 MPa),保持压力,并持续到规定时间或木材达到规定的吸收量或拒受点为止。在卸压的同时,排泄罐内残剩的药液。 

(3)后真空 排尽罐内残剩的药液后,尽快施加一定程度的真空,令罐内的绝对压力值为80 kPa以下,使木材细胞内多余的药液排泄。保持真空,并持续时间10~30 min。 (4)卸真空  通大气,排泄罐内残剩的药液。然后,卸出木材。 

该法适宜于油类药剂和水载型药剂处理野外露天用木材,药液吸收量可达到200~400 kg/m3。有时,为了提高药液吸收量和药液透入深度及其均匀度,在前真空前可对木材进行喷蒸预热;有时为了避免处理材排液不尽(油类药剂),材面浮液过多,可在后真空前施加热浴(或喷蒸),提高药液温度,尽可能使木材细胞内多余的药液排泄,然后施加后真空。顾名思义,此法使防腐剂或防腐液充满木材细胞,木材中的防腐剂含量达到最大。因此,一般适用于水载性防腐液(常温)处理气干后的木材。当用防腐油处理海港用材时,也可采用此法,并将防腐油加热至65~100℃,以便降低粘度和提高渗透性。 该法特点:生产效率高,防腐剂含量高和透入度大,应用广泛  

2. 空细胞法 

该法也称定量法和吕宾法(Rueping Process),由德国工程师Max Rüeping于1902年发明,至今已有100余年的使用历史。其工艺过程如下:木材→入罐→前空压→注入药液→加压→卸压→后真空→出罐→养护(木材干燥,防腐剂固着)。主要工艺说明如下: 

(1)前期较低的空压 将木材置于密闭的罐内,施加一定程度的气压,令罐内的压力高出大气0.2~0.6 MPa (视药剂类型、所需药剂保持量及其透入度和处理树种而定,易浸注树种可稍高,难浸注树种可稍低。), 气压持续时间为10~60 min,其目的是使木材细胞内的空气压缩到一定程度,以便在药液排泄时能将木材细胞腔内的残余液体反弹出去。 

(2) 注入药液 在保持前期低的空压的前提下,向罐内注入药液。注入方式有2种:第一种是有机动罐的前提下,机动罐在处理罐的上方,利用药液的落差药液自动流入处理罐,并将处理罐内的空气排向机动罐。第二种是借助于液压泵,在维持原有的前空压的前提下,将药液泵入处理罐内。 

(3) 加压 向处理罐内施加压力(气压和液压均可),直到一定的压力值(一般为0.8~1.4 MPa),保持压力,并持续到规定时间或木材达到规定的吸收量或拒受点为止。压力的大小和持续时间视处理木材树种、规格和用途等而定。一般地说,易浸注树种压力为0.8~1.0 MPa,持续时间2~4 h;难浸注树种压力为1.0~1.4 MPa,持续时间4~6 h,个别为7~8 h。 

(4) 卸压 保持压力,并持续一定的时间后,释放罐内压力。当木材细胞内的压力高于大气时,木材细胞腔内的空气膨胀,将细胞腔内的残余液体反弹出去。反弹的程度与压力差(细胞腔内的气压与大气压之差)成比例。有时,为加大反弹量,可进行热浴(或喷蒸)处理,升高药液的温度,以便防止处理木材的“溢油”。 

(5)后真空 为了尽可能将木材细胞腔内残剩的药液排除,需要尽快施加一定程度的真空,令罐内的绝对压力值为80 kPa以下,并持续时间30~60 min。 

(6)卸真空 通大气,排泄罐内残剩的药液。 

该法施加前空压,卸压后有反冲,将木材细胞内过量的防腐剂反弹出来,可节约药剂,即以最小的防腐剂吸收量,达到最大的防腐剂透入度。与完全浸注法相比,防腐剂使用量较低,降低成本;或者说,在防腐剂吸收量相同的前提下,防腐剂透入度高于完全浸注法。定量浸注法适用于防腐油和有机溶剂防腐剂处理枕木、电杆和室外用材等。  

3. 半空细胞法 

该法也称半定量浸注法或劳莱空细胞法(Lowry Process),由美国科学家Cuthbert B.Lowry于1906年发明的,当时使用较少。但是,到第二次世界大战期间,因该法无须空气压缩机和李宾机动罐,使木材防腐厂可以用相同的设备进行完全浸注法和半定量浸注法处理,所以得到较多的应用。其工艺过程基本上同空细胞法。 

该法特点:在注入药液前既不施加真空也不施加压力,而是在大气压力下,向处理罐内注入药液,再施加压力,木材内的空气受到压缩,当卸压时,木材内受压缩的空气将细胞腔内残余药液反弹出去(其数量相当于定量浸注法的40%~50%),一定程度上能避免木材“溢油”现象。但与定量浸注法相比,木材内空气受压缩的程度较小,残余药液反弹量也较小。半定量浸注法适用于防腐油和有机溶剂防腐剂处理处理枕木、电杆和室外用材等。   

2) 常压处理法 

1. 浸泡法 

在常温常压下,将木材浸泡在盛防腐剂溶液的糟或池中,木材始终处于液面以下部位。浸泡时间视树种、木材规格、含水率和药剂类型而定,具体以达到规定的药剂保持量和透入度为准。为了改善处理效果,在浸泡液中可设置超声波、加热装置,以及添加表面活性剂,改进木材的渗透性。 

视浸泡时间的长短,浸泡法可分瞬间浸渍(时间数秒至数分钟)、短期浸泡(时间数分钟至数小时)和长期浸泡(时间数小时至1个月)。适用于单板和补救性防腐处理,以及临时性的木材保管用的处理。  

2. 扩散法 

根据分子扩散原理,借助于木材中的水分作为药剂扩散的载体,药剂由高浓度向低浓度扩散,从而药剂被扩散到木材的深层。因此,扩散法防腐处理木材须具备如下条件:1)木材含水率足够高,通常为35%~40%以上,生材最好;2)水载性药剂(扩散型), 溶解度高,且固化慢;3)环境温度和湿度较高。 

按作业过程,扩散法可分浆膏扩散法、浸渍或喷淋扩散法、绑带扩散法、钻孔扩散法(或点滴扩散法)和双剂扩散法。扩散法处理设备投资少,生产工艺简单,易在广大的农村应用和推广。与此法类似的还有树液置换法。 

 3. 热冷槽法 

利用热胀冷缩的原理,使木材内的气体热胀冷缩,产生压力差,以便克服液体的渗透阻力,即将木材在热的液体中加热,令木材中的空气膨胀,部分水分也蒸发,木材内部压力高于大气压,空气和水蒸气向外部溢出,此时,迅速将木材置于较冷的液体中,木材骤冷,木材内的空气因收缩产生负压,冷的液体渗入木材内。按处理方法及冷槽的配置,可分双槽交替法、单槽热冷液交替法和单槽置冷法。由于处理效率较低(与加压法比),单位产品的能耗大,适用于小批量的木材防腐处理。  

4. 熏蒸法 

对于已经遭虫害,且蛀孔较深,数量教多时,用一般的喷雾或表面涂刷很难奏效,则可以选择熏蒸法处理。熏蒸法多在储木场内的露天堆垛进行,先用塑料薄膜或防水布覆盖,四周密闭严实,下面用土夯实,薄膜开缝处用胶布封住,然后用盛有熏蒸剂的钢瓶用软管通入材剁的内部,按照用量缓慢放入药剂,熏蒸期间要注意密封,划出隔离范围,熏蒸结束后揭开覆盖物,通风排毒

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