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炭化加工

作者:恩鑫木業   來源:恩鑫木業   時間:2017-07-03 15:57:35   點擊量:

 炭化木的簡介

1.1    背景

早在20世紀30年代,德國和美國對熱處理木材都有研究,但并未取得顯著成果。后來

美國人繼續深入研究這個課題,取得了較大的成果。到20世紀90年代,這項技術在中國得到大大提高和廣泛地應用。

由于我國華東華南的濕度較歐洲等地區大,因此炭化木在建筑上的使用是非常廣泛的。恩鑫木業炭化木木結合已有的先進技術對美國南方松炭化木進行了深入研究。木材經過至少180攝氏度高溫加熱處理,高溫蒸汽使木材具有良好的防腐防蟲功能,除此之外,蒸汽還改變了木材原來的化學特性。高溫炭化后的炭化木安全環保,木材顏色變深,在不斷變化的濕度環境中,炭化木穩定性比正常未經處理的木材要高,保濕性能得到大大改善。在足夠高溫下炭化處理的木材,其壽命也遠遠延長。

 

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1.2    炭化過程

 恩鑫木業在與美國PR木業的共同合作下,發展并擴大了高溫炭化的產業規模。炭化木的炭化過程是經美國炭化木協會授權認證的。恩鑫木業炭化主要為:深度高溫炭化A(美國松木,經高溫212°C處理,室內外都可用)。

 

恩鑫炭化木的炭化過程可以分為以下主要步驟:

-步驟1. 升溫,高溫窯干

加溫加熱,窯溫度迅速升高到100°C。

然后,等溫度升到130°C并保持穩定的時候,木材窯干開始,含水量幾乎降到為零。

-步驟2. 熱處理

一旦窯干開始,窯內部的溫度要上升到185°C到215°C之間。根據炭化木最后的使用用途,這個溫度要持續2-3個小時不等。

-步驟3. 冷卻和濕度調節

最后的階段是使用水噴淋系統降溫;當溫度降到80-90°C,再次開始加濕,使木材含水量達到4-7%的可用水平。

 

2. 恩鑫炭化木的主要特征

穩定性

恩鑫炭化木的收縮率只是同等價值未經處理美國松木的50%,而美國南方松炭化木收縮率更低,僅為0.8%。因為高溫處理的過程減少了木材結構的內部壓力,內部壓力的減少使木材不易變形。另外平衡含水率下降。在濕度不斷變化的條件下,含水量的多少和木材體積穩定性之間存在著一定的相互關系。 

 

例如: 當50%RH→90%RH時,38mm厚,140mm寬的南方松炭化木尺寸變化

炭化木 MC 改變了4.5% (5%>10%)

厚度改變(%)4.75%×0.26=1.235%          寬度改變(%)4.75%×0.16=0.76%

厚度變化mm:0.01235×38mm=0.4693mm    寬度變化mm:0.0076×140mm=1.064mm

耐久性

恩鑫炭化木由于其吸水功能團半纖維素(阿拉伯糖,半乳糖,木糖,甘露糖)被降解,從而改善了耐久性。這些半纖維素是具有腐蝕性真菌和細菌的營養物質,因為這些營養的缺乏導致他們不能在炭化木中生存。

炭化木具有高耐腐蝕的能力。恩鑫炭化木(松木,深度高溫炭化A類)在一般情況下具有高耐久性(1級),危害等級分為1-3級。如果炭化木(松木,深度高溫炭化A類)使用時直接接觸地面,將會收到真菌(菌胎盤)的嚴重危害,耐久性只有3級。

 

 

炭化木可以防止長角甲蟲,各類霉菌和真菌的侵蝕危害。

 

注:炭化木不能防止藻類在其表面正常生長,這些生物從周圍的空氣中活的營養,不會對木材造成結構性破壞。然而在許多建筑中它們影響了審美觀。要阻止這些生物的生長可以對炭化木進行表面處理。

 

使用壽命

美國建筑研究有限公司審查了我們提供的證明,得出了結論:恩鑫炭化木(松木,深度高溫炭化A類)的使用壽命長達32年之久。

 

密度

水份含量為6%(濕度=65%,溫度=20 °C 的環境)的美國南方松炭化木的密度是350-510 kg/m3。少數板材會有一些自然的變化。炭化木板材的密度比美國松木低大約10%。

 

握釘力

在所有的軟木中,南方松木的握釘力功能最強。經過烘干炭化后的南方松木,由于炭化過程細胞組織的位置變化,握釘力得以增強。

 

防火性能

根據UK 13501(機構測試)南旗炭化木的結果顯示,恩鑫炭化木和未經處理的軟木一樣,火災等級為D級??梢詫μ炕M行防火處理以取得更好的防火等級。

 

熱性能

與正常的軟木相比,炭化木的導熱系數減少了20-25%。根據我們的測試,炭化木(A,松木)導熱系數λ10為0.099W/(m K)。同等價值未經處理的鋸材的導熱系數為0.12 W/(m K)。

 

顏色

炭化木的顏色受處理時溫度和時間的影響,溫度越高表面的顏色會越深。因為不同軟木的密度不同,它們的顏色變化也不一樣。當炭化木完全暴露在紫外線光下會褪色,除非用防曬涂料將其保護。

 

水份

恩鑫炭化木在生產過程中水份含量為5-7%(相對濕度50%)。這個值的變化決定于大氣條件的變化。這個平衡水份只是同等價值未經處理松木含水量的一半。(表1)

 

質量控制

恩鑫炭化木生產過程的外部質量控制和質量系統是由美國相關認證機構認證的。質量認證體系保證了炭化木始終如一的產品質量。外部質量控制是產品認證過程中的一個部分。

 

環境

木材炭化是可再生自然資源。恩鑫炭化木的原材料都是來源于經過可持續管理的森林,有效注冊商標是PIONEER。炭化木的生產過程使用生物能源,并且根據生命周期分析,炭化木對環境負荷影響較低。在熱處理的過程中沒有加入任何化學物質,其本身也不含有任何有毒有害成分。從炭化木中排放出的有機化合物(VOC)只有正常松木排放的一小部分。

 

 

附:炭化木危害等級分類

危害等級1級

木材上漆,完全受天氣保護并且不受潮。

這個環境下實木的水分含量是無意義的,因為有表面會滋生霉菌,生銹,木蟻侵蝕的危險。就是說尤其從木材整個壽命考慮,其含水量最大應為20%。然而,雖然昆蟲危害的頻繁性和重要性是依地理位置而定的,但是收木材鉆孔蟲,包括白蟻的侵蝕還是有可能的。

 

危害等級2級

木材上漆,完全收天氣保護但是高原環境的濕度偶爾會導致不能持續濕潤。

在這樣的環境下無論是全部還是部分組織的實木水分含量偶爾會超過20%,會遭到木材真菌的腐蝕。木材用于裝飾,會褪色,還會有表面霉菌和真菌的滋生。

 

危害等級3級

未上漆的木頭不接觸地面。是持久暴露在空氣中還是收天氣影想的保護都取決于頻繁濕潤。

這樣的環境中實木的含水量經常性地處于20%以上,因此會經常被破壞性的木材真菌襲擊。木材用于覆層,會褪色,表面會滋生霉菌和真菌。

 

危害等級4級

木材貨木材制品直接接觸土壤,或者暴露在空氣中,長久潮濕。

這樣環境中的實木含水量長期在20%以上,并被木材破壞真菌侵蝕。在某些地區還有白蟻的侵蝕。另外,一定的地面以上(或水面以上)的建筑,會受蛀木蟲侵害,如柵欄。

 

危害等級5級

木材長久置于鹽水中。

恩鑫木業施工流程

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