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木材变色和腐朽的成因.doc 5页
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木材变色和腐朽的成因　　摘要：木材因为自身结构因素和受自然因素的影响会出现变色和腐朽。本文简要分析了木材变色和腐朽的成因。　　关键词：木材变色腐朽成因　　中图分类号：Q949.32文献标识码：A文章编号：（2013）04（b）-0084-01　　木材是树木砍伐后，经初步加工，可供建筑及制造器物用的材料，是一种重要的天然材料。但由于木材具有其自然独特的优良特性，在建筑工程尤其是装饰领域中，始终保持着重要的地位。然而木材因为自身结构因素和受自然因素的影响会出现变色和腐朽等现象，直接影响建筑工程质量或者装饰效果。　　1引起木材变色的主要成因　　1.1木材改变颜色　　木材改变颜色就是受环境的影响（比如太阳光照射、水的侵蚀、温度和湿度）和微生物（主要是真菌）的作用，使得木材表面颜色发生了不同程度的变化。采伐后的原木和加工后的木制品受环境和微生物的作用，都可能发生颜色的改变。采伐后的原木端头和不完好树皮下是最容易发生颜色改变的部位。加工后木材，由于加工过程中的锯子削及存放地点的环境、时间长短等因素，也容易发生颜色改变。即使木材被制成可供使用的木制品后，在使用过程中也会发生颜色变化。　　1.2木材改变颜色的主要因素　　木材由本色改变成其他颜色其主要原因可分为两种，其一，是化学因素引起的变色，比如单宁变色、氧化变色等；其二是微生物（真菌）引起的颜色改变。　　1.2.1化学因素引起的变色　　（1）光化学降解引起的变色。光化学降解引起的木材退色、变色最主要的是紫外光与可见光的照射。当木材放置在有阳光的地方，在紫外线的照射下，木材表面会迅速发生一系列化学降解，经过相应的时间，从而使木材表面颜色逐步发生改变。影响光化学降解变色的因素有：①温度。在光的照射下，温度会逐步升高。温度就如同加速剂，温度越高化学降解反应和氧化反应的速度就越快，最终促使木材表面颜色由本色改变成其他颜色，如粉色、红色、灰色等。②空气中的水分。水分慢慢浸透到木材的细胞壁，促使细胞壁逐步膨胀，细胞壁沉降强度也逐步增加，组成木材的分子间距离加大，阳光更容易透入，自由基数量的越来越多。如此，木材中的水分子与自由基结合，就会形成自由基-水络合物。　　1.2.2化学反应引起的变色　　（1）单宁类化学物质引起的变色。单宁中文又称鞣酸、丹宁酸。许多种树木的树皮和果实中都有单宁存在。树木受昆虫侵袭后所生成的虫瘿中的主要成分也是单宁。单宁有以下主要特点：为无定形、松散粉末，颜色为黄色或棕黄色，有很强的吸湿性；单宁不溶于乙醚、苯、氯仿，但易溶于水、乙醇、丙酮；单宁还能与重金属盐和碱土金属氢氧化物溶液形成沉淀；与过渡金属形成络合物，生成黑或绿色沉淀；单宁在空气中由于酶作用下易氧化，形成发色化合物。　　（2）黄酮类和木质素以及酚类物质引起的化学反应变色。黄酮类、木质素和酚类这三种化学物质，是导致木材显色和颜色变化的主要化学成分。原因在于这些化合物都具有较强的氧化还原能力，经过化学过程形成的氧化产物，会使木材显色或使木材颜色加深。再有，黄酮类、木质素和酚类也易与过渡金属作用而显色。　　（3）铁离子与其他物质化学反应引起的变色。这也被称为铁变色。木材中含有的单宁、酚类以及黄酮类、木质素与铁离子发生化学反应，可以使木材由本色变色为灰黑色。铁变色是木材表面变色，不进入木材的射线。同样过渡金属铜离子也会产生有类似的化学反应，形成单宁铜或者是单宁酸铜，使木材由本色变色为浅红色。　　1.3真菌引起的木材变色　　赵桂华等在《木材变色和变色菌的研究现状》一文中，研究了真菌引起木材变色，认为木材变色是由真菌菌丝产生黑色素引起的。木材深层变色是由黑色菌丝引起的，或者产生色素扩散到木材中使木材细胞壁变色。引起木材变色的最常见的真菌有子囊菌（主要是长喙壳真菌）、半知菌（黑酵母菌、黑霉菌、霉菌）等。　　霉菌和变色菌多寄生于边材的射线薄壁细胞和轴向薄壁细胞中，并且以这些细胞中的营养物为养分维系生存和繁殖。繁殖的数量急剧扩大，菌丝向木材四周蔓延并向木材内部侵人，如此木材的表面或者内部的颜色便开始产生变化。由于菌种和树种以及环境因素的不同，木材产生变色后的颜色也不尽同。　　2木材的腐朽及成因　　木材的腐朽。木材细胞壁被腐朽菌（多数为真菌）或其他微生物分解引起的木材腐烂和解体的现象，包括白腐、褐腐和软腐。木材腐朽包括木材的菌害、虫害和变色等，主要是因为木材内部的多糖和木质素等主要成分在水和空气的作用下，发生了改变。木材的腐朽包括活立木（树木）和采伐后的倒木、经初步加工的板材以及其制品的腐朽等。　　（1）活立木（林木）腐朽。活立木（林木）腐朽大多是由寄生性病害引起的。以成熟林、过熟林为主，受寄生性病害的影响木材材质会下降，有的还会引起林木生长量降低，甚至导致其死亡。菌类在朽材或活立木腐朽枝干的表面上着生，呈多样形态和形状。致
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1木材的变色夏其种类木材变色,简单地说,就是由于受环境(阳光、氧气、水份、温度)和微生物(真菌)的作用,其表面发生的颜色变化。原木锯材、木制品都可能发生变色。树木砍伐后,原木端头及不完好树皮下容易发生变色。原术加工后,锯材(板材、方材) 在存放、加工过程中,也容易发生蓝变、褐变、霉变等。木材制成木制品后,在使用过程中仍有可能发生变色。木材颜色变化的种类很多,从木材本色(白色/淡黄色/浅褐色等)变为粉色、红色、蓝色、绿色、灰色、深灰色、褐色、灰褐色、深褐色、黑色等等。木材的变色因其发生原因的不同,可分为两类,一类是化学变色,包括单宁变色和氧化变色;另一类是真菌变色,包括霉变和蓝变(又称青变、边材变色)。其中真菌变色更为常见,造成的影响更为严重。一般所说的木材变色是指真菌变色。 2木材的化学变色许多树种的木材,当其含水率较高时或较长时间地暴露在潮湿的空气中会发生变色,不是由真菌侵染木材造成的,而是由于木材中的某些成分发生化学反应而引起的,称为化学变色。木材中的单宁、色素、生物碱、糖类、酚类及其它有机物的氧化缩合反应,其中最主要的是木材中酚类物质的氧化。酚类化合物具有苯环结构,易于被氧化,这是产生化学变色的原因。酚类化合物氧化前为无色,有些可溶于水;氧化后,生成不溶于水的缩合物,颜色为红色、红褐色、褐色,因此化学变色又称为氧化变色。某些术材中含有单宁,又称植物鞣质,是多元酚类的混合物,当在潮湿条件下与铁接触,其中的单宁与铁会发生化学反应(络合反应)形成单宁酸铁。单宁酸铁呈黑色,是用来制造墨水的主要原料,因此使得木材的颜色变黑。根据铁量·’0·的多少和木材与铁接触时间的长短,木材的颜色变为浅灰色至蓝黑色。同样,将木材浸泡在含铁量高的水中,木材也会发生这种化学变色。另外, 木材与铜或铜台金接触.由于木材中的单宁与铜发生化学反应,生成单宁酸铜,也会使木材变色(浅红色)。在木材干燥过程中+也常发生化学变色。这主要是由于木材干燥速度慢造成的,与垫木接触的部位尤其如此。化学变色的特点是变色深度浅,变色比较均匀一致。 3木材的霉变木材发霉会使木材的表面和边材变色,但发霉的变色范围更浅一些,其变色是由有色孢子产生的。由于霉菌的孢子只是在木材的表面上繁殖生长,所以木材的发霉只限于木材的表面或靠近表面很浅的一层。发霉常使木材呈绿色、白色、黑色,偶尔也呈其它颜色。霉菌造成的变色常呈絮状或斑点状。在温暖和潮湿的气候下,或在通风不良的环境中,容易使沉积在木材表面的霉菌孢子繁殖而长霉。引起木材霉变的真菌有木霉(Trichoderma sp . )、青霉(Penicillium spp . )、曲霉(Aspergillus spp . )、毛霉(Mucro) 等。木霉属真菌中最主要的是绿色木霉,受这种真菌感染的木材表面呈绿色。青霉属和曲霉属真菌种类很多,晟常见的如黑曲霉,木材感染这种霉菌后,表面呈黑色斑点,有时连成片。霉菌对环境和基物的适应性和忍耐力比兰变菌和腐朽菌要强,霉菌对化学药物的耐药性也很强,甚至与某些有毒性的化学药物接触时仍能生长,因此在某些防腐处理后的术材上仍能发现霉变。由于木材霉变的结果只是使木材表面变色,且变色的范围较浅,因而可用刷子清除,也可用刨掉表面层的方法清除。霉变对木材本身质是的影响不大,因此,通常不认为是缺陷但是霉菌侵染木材后,可增加液体对木材的渗透性.从而可促进兰变的生成 4木材的蓝变木材蓝变通常指木材出现的所有边材变色, 蓝变是木材边材变色的一种总称除变为蓝色外,还包括其他颜色的变化,如黑色、粉色、绿色等。引起木材蓝变的真菌有球二孢属(Botryo — diplodia sp . )、长喙壳属(Ceratoeystis sp . )、色二孢属 Diploda sp . )等,危害橡胶木最严重的是可可二球孢(B0try0dlpl0dia theobromae Pat . ) 4. 1蓝变的特点蓝变在针叶材和阔叶材中都能发生,但是通常只发生在边材。在适宜的条件下,蓝变多发生在锯材的表面和原木的端头。若条件适宜,蓝变菌可从木材表面渗透到术材内部,导致深层变色。浅色木材更易遭受蓝变菌的侵害,如橡胶木、红松、马尾松、柳桉、枫木等。蓝变不会导致木材结构的损失(不影响木材强度),但蓝变木材翩成的成品客户难于接收。 4. 2木材易于蓝变的原因木材的变色是由于变色真菌在木材上繁殖、生长引起的。木材的变色受以下因素影响; 1)水分:只有当木材含水率高于 20 时,变色真菌等微生物才能繁殖、生长因此,采伐后的木材若能立即干燥到含水率为 2O 以下,而且在加工和使用中始终将含水率保持在 20 以下时就能防止蓝变。 2)营养物质(养料):各种木材真菌所需的最适宜的营养成分是不同的,但是,所有真菌都能从木材中得到它们所需的营养物质。术材中的碳水化台物,即淀粉和单糖是蓝变菌生长所需要的能量另外.木材中的微量物质(无机盐、氮化合物等)也是真菌生长所必需的,但需要量极少。由于橡胶木中的淀粉和单糖含量比其他木材高很多,因此橡胶木比其他木材更容易发生蓝变。 3)空气:大多数真菌都是好气菌,必须在有氧气的状况下才能生长。但它们所需的氧气量很少,当空气中的氧气含量达到 1时,真菌就能生长,因此,用隔绝空气(氧气)的办法来控制蓝变苗的生长是不现实的。 4)温度:木材微生物在一定的温度范围内才能生长,并有其最适宜的生长温度、最高生长温度和最低生长温度。真菌生长最适宜的温度为 20 ~ 30( .温度低于 10c 、高于 35 C,真菌生长的速度都较慢。低温(寒冷)不能致死真菌,只能起到抑制作用,使其休眠。高温(如窑干、高温灭菌)可杀死木材中的真菌。 4. 3蓝变的危害 4. 3. 1蓝变的术材更易腐朽通常.木材先发生蓝变,然后再发生腐朽而有时可能只看到蓝变后期形成的明显的腐朽虢陷也呵说,变色是腐朽的先兆。 4. 3. 2变色增加了木材的渗透性由于蓝变真菌菌丝的穿透,形成了许多的小孔,这就增加了木材的渗透性。干燥后的蓝变木材的吸湿性增加,吸潮后腐朽菌易于生长繁殖。 4. 3. 3如果不加预防,蓝变菌的菌丝能深入到木材的深处,形成内部变色。木材内部变色是由于感染变色真菌的木材表面很快干燥,干燥的木材表面没有足够的水分提供给真菌,使真菌发展成有色的菌丝。这样,木材表面的菌是无色的(还未发展为有色的菌丝),因此木材表面看不到变色。但是,干燥的木材表面并不能阻止菌丝向木材内部蔓延。如果木材内部是潮湿的,那么菌丝就会在术材内部继续繁殖、发展,从而成为有色的菌丝,造成木材内部变色。 4. 3. 4降低木材价值由于变色,使木材的外观、不好看,用户往往拒绝接受这种变色的木材或木制品,特别是作为装饰用术材、家具以及其它木材外观较重要的领域中使用的木材,或者要求降价,因此在商业上,防治术材变色是保持木制品价值的一个重要方面。 4. 4蓝变的预防和控制 1)砍伐后,原木应尽快加工,越快越好因为变色菌和霉菌危害新鲜原木、新鲜锯材、未干燥和半干燥板材,因此采伐后的原木应尽快锯解加工,以减少生物因子侵害原木端头(新鲜表面)的可能性 2)1
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