深度炭化木施工工藝研究

1、深度炭化木施工工藝研究 摘要:針對當(dāng)前國內(nèi)比較普遍的現(xiàn)代仿古建筑中運(yùn)用到的深度炭化木工藝的特點(diǎn)、施工工藝流程及操作特點(diǎn)進(jìn)行分析，探究深度炭化木所運(yùn)用到的材料和設(shè)備，如何把握質(zhì)量、安全施工，以便爭取最大經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：深度炭化木施工工藝 中圖分類號：tu74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號： 1、概況 現(xiàn)代仿古建筑中使用了大量木材，且絕大多數(shù)木材需在露天環(huán)境下使用，這些木材經(jīng)過現(xiàn)代手段加工，雖滿足了建筑的基本使用，但難于達(dá)到防腐和古舊的要求。為了達(dá)到防腐和古舊的要求，經(jīng)過公司技術(shù)人員會同設(shè)計單位結(jié)合工程技術(shù)要求，對其樣品考察研究，決定運(yùn)用深度炭化木工藝。該工藝不僅提高了木材的防腐和耐久性能，且使木

2、材具備樣式古舊的特點(diǎn)。在使用中效果明顯并具備明顯的社會和經(jīng)濟(jì)效益。 2.深度炭化木特點(diǎn) 2.1炭化過程使木材表面顏色隨炭化溫度升高而加深，經(jīng)加工刨光后表面如絲質(zhì)光滑飽滿、色澤溫潤、紋理突出、極其自然美觀，達(dá)到了較理想的古樸觀感效果。 2.2木材炭化處理為純物理技術(shù)，其過程中只涉及到溫度和水蒸汽，不添加任何化學(xué)藥劑，且加工廢料可回收利用，故炭化木相當(dāng)環(huán)保和安全，是環(huán)境友好型材料。且炭化處理使一些速生木材（可替代部分珍貴木材）具有穩(wěn)定性、防腐和珍貴木材的顏色，因此炭化木具有環(huán)境保護(hù)意義。 2.3炭化過程使木材抗彎和抗裂性能下降，所以深度炭化木不推薦做承重木結(jié)構(gòu)使用，但是炭化過程并不影響抗壓性能和彈

3、性模量等物理性能。 2.4木材經(jīng)炭化處理，使炭化木與外界水分的交換力顯著下降，使其幾乎不變形、不開裂、尺寸穩(wěn)定，并延長了木材戶外使用年限，加之炭化過程可降解木材的樹脂等營養(yǎng)成分，在防腐、防蟲方面收到了顯著效果。又因不受紫外線，空氣中的水分含量和空氣中的溫度改變其材質(zhì)穩(wěn)定性，所以它耐候性極強(qiáng)。 2.5炭化木內(nèi)外一致顏色，在整個板面也能保證顏色的均勻，加之炭化木防腐、穩(wěn)定性好、防潮，所以炭化木保存不需要特別的倉庫，也不需要對倉庫進(jìn)行溫、濕度控制，日常使用中的維護(hù)相當(dāng)容易。 3.深度炭化木施工工藝流程及操作要點(diǎn) 3.1施工工藝流程 3.2操作要點(diǎn) 3.2.1備料驗料備用的木材必須干燥含水率不25%、

4、無裂痕、無蛀腐，無2cm寬蟲節(jié)眼，表面不能有明顯的缺陷。 3.2.2材料初加工及設(shè)備調(diào)試梁、枋等方形材料的初步加工，應(yīng)先選一面為底面。先將底面刮刨直順，光平，注意加工后的面絕不能扭曲。底面刮刨完畢后，再加工側(cè)面。以底面為準(zhǔn)，用90角尺在迎頭勾畫底面的中垂線，要保證構(gòu)件兩端中垂線互相平行。然后以中線為準(zhǔn)，按材料實用厚度畫出左右側(cè)面線。再將迎頭的側(cè)面線彈在長身的上下兩面，然后按線砍刨去荒，使材料的薄厚符合構(gòu)件的尺寸要求。 柱、檁類圓形構(gòu)件的初步加工是取直，砍圓、刨光。傳統(tǒng)的方法是放八卦線：將已經(jīng)截好的柱子（或檁）荒料兩端墊平，先在圓木兩端畫出十字中線；兩根中線要互相垂直，圓木兩端對應(yīng)的中線要互相平

5、行。其他的構(gòu)件材料，如墻板、飛椽、望板等可按常規(guī)加工成需要的規(guī)格尺寸，但必須注意所有木材初加工尺寸需比設(shè)計尺寸大5mm,以備炭化后尺寸的準(zhǔn)確。木材初加工完成后，即可進(jìn)行后續(xù)炭化處理。 3.2.3木材加熱過程初加工的木材放入炭化爐內(nèi)，可根據(jù)構(gòu)件類別分開堆放、分類別分開炭化：板材類構(gòu)件入爐時可將同種型號板材每10張成捆后，按每捆上下間距80mm放置；其余枋類、椽類、梁柱類等構(gòu)件按每種規(guī)格單根分開放置，間距上下100mm。以上都需平放在炭化爐的鋼板上，以免受力點(diǎn)不均導(dǎo)致加工時產(chǎn)生形變。 將木材在加熱設(shè)備中快速加熱至100，板材用時為2-3h，枋類、椽類、連檐類中型構(gòu)件用時為3-4h，桁檁類、梁柱類構(gòu)

6、件大型構(gòu)件用時為4-5h。期間溫度須控制在100，過高易導(dǎo)致木材材質(zhì)發(fā)生質(zhì)變，過低造成木材含水率太高，都不利于進(jìn)一步木材的炭化。 3.2.4木材干燥過程木材干燥至含水率3-4%，根據(jù)木材類別約用時6-16h，把控好時間，用時過少，木材含水率過高，用時過多，木材含水率過低，兩者都不利于木材炭化。期間一般將和加工材料同大小的樣品一起放入加熱爐中同時加熱，以便隨時取出樣品檢驗其含水率。 3.2.5炭化及冷卻過程根據(jù)不同的炭化等級要求設(shè)定時間，讓木材在炭化爐中加熱到190-212，持續(xù)加溫24h后，隨后炭化爐內(nèi)溫度下降到低于100，再使水蒸氣充斥整個窯內(nèi)。 3.2.6水蒸氣穩(wěn)定過程木材吸收水蒸氣，含水

7、率有所提高，用時6-10h。期間應(yīng)充分保證時間，溫度也要嚴(yán)格控制在90-60，這樣木材才能充分吸收水分，使木材在使用過程中達(dá)到應(yīng)有的強(qiáng)度。 3.2.7降溫冷卻過程讓木材在室內(nèi)常溫下進(jìn)行降溫，用時4-6h，主要是使木材內(nèi)部達(dá)到穩(wěn)定。 3.2.8成品驗收及分類炭化木加工完成后，根據(jù)構(gòu)件類別分開堆放，檢查其外觀是否全部炭化到位，炭化深度是否達(dá)到要求，顏色一致否，發(fā)現(xiàn)小瑕疵用氧焊槍進(jìn)行修補(bǔ),大瑕疵或顏色不一致的應(yīng)立即更換,確保其美觀一致。 3.2.9現(xiàn)場安裝仿古處理炭化木制品或板材等構(gòu)件到達(dá)工地后，根據(jù)構(gòu)件類別和下料尺寸分型號堆放，現(xiàn)場安裝時可根據(jù)木材紋路進(jìn)行安裝，墻板安裝時使用長木板減少接頭，以求美

8、觀。盡量避免木材二次加工，其余可按相應(yīng)仿古規(guī)范要求進(jìn)行安裝。安裝完后可涂刷耐紫外線木材涂料防止輕微變色。 3.3施工注意事項 3.3.1炭化木不宜接觸土，炭化木的抗彎和抗裂性能下降，不推薦做承重木結(jié)構(gòu)使用。 3.3.2炭化木較未處理木材握釘力有所下降，所以推薦使用先打孔再釘孔安裝來減少和避免木材開裂。 4.深度炭化木所需材料與設(shè)備 所需的材料如下： 5.深度炭化木的質(zhì)量控制 炭化木原木選材時原木不得有木節(jié)或已填補(bǔ)的木節(jié)。死節(jié)及直徑較大的蟲眼須在允許限值以內(nèi)。炭化木制作時,期間溫度和木材含水率應(yīng)嚴(yán)格控制，溫度可利用溫度控制開關(guān)對其進(jìn)行設(shè)定，而含水率需經(jīng)過含水率測定儀經(jīng)過精密檢測。炭化期間木材可能

9、會因炭化過程失水有所縮小，所以在材料初步加工時預(yù)留厚度5mm。炭化時應(yīng)確保每次炭化處理過程的時間，炭化后應(yīng)著重檢查木材的炭化深度，其深度不能 深度炭化木施工安全、文明措施 6.1施工現(xiàn)場的臨時用電嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。 6.2施工現(xiàn)場使用的手持照明燈使用36v的安全電壓。 6.3木材加工設(shè)備應(yīng)有相應(yīng)的安裝防護(hù)裝置,并安裝漏電保護(hù)裝置。 6.4進(jìn)入施工場所，嚴(yán)禁吸煙。施工現(xiàn)場應(yīng)配置相應(yīng)的消防器材，做到配量充足，布局合理，使用有效。消防器材旁不準(zhǔn)堆放商品、雜物，不準(zhǔn)堵塞、占用消防通道，不準(zhǔn)在設(shè)施和器材上掛放它物。 6.5木工使用的材料要精打細(xì)算，節(jié)約各種木材，并不

10、得將帶釘?shù)哪绢^、木板隨地亂丟，以防傷害他人，刨花、木屑等易燃物，每天必須清除干凈，必要時隨積隨清。 6.6凡需動用電焊等明火作業(yè)的，事先要得到工地負(fù)責(zé)人或工地管理員的批準(zhǔn)辦好“動火證并做好動火周圍的安全工作，配好監(jiān)護(hù)員。 6.7設(shè)立廢舊木材回收站,對廢舊木、加工過程中細(xì)木條、刨木花進(jìn)行集中回收，進(jìn)行二次利用。 6.8木材制作安裝優(yōu)先選用先進(jìn)的環(huán)保機(jī)械。采取設(shè)立隔音墻、隔音罩等消音措施降低施工噪音到最小,同時盡可能避免夜間施工。 7.深度炭化木帶來的經(jīng)濟(jì)效益 深度炭化木具有防腐防蟲性能，不含任何有害物質(zhì)，使木材的使用壽命增長，且不會在生產(chǎn)和使用過程中對人畜和環(huán)境有任何負(fù)面影響，真正達(dá)到綠色環(huán)保、且在處理和維修節(jié)約了成本