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【木屋维护】木结构木屋维护知识大全

木结构是单纯由木材或主要由木材承受荷载的结构,通过各种金属连接件或榫卯手段进行连接和固定。这种结构因为是由天然材料所组成,受着材料本身条件的限制,因而木结构多用在民用和中小型工业厂房的屋盖中。木屋盖结构包括木屋架、支撑系统、吊顶、挂瓦条及屋面板等。

木屋的维护措施,需要做到防腐、防虫、防火!

木材腐朽是受木腐菌侵害的结果。木腐菌体内的水解酶能将组成木材细胞壁的纤维素、木质素及细胞内含物分解作为养料,使木材的强度逐渐降低,直至失去全部承载能力。

木腐菌的生长必须同时具备下列三个条件:木材含水率高于18%;温度在 2~35°C的范围内;有氧气供应。如能去除其中之一,即可防止腐朽。中国有“千年不烂井底木”的古话,是说明木材在水中缺氧而不腐。

木结构与人类生活分不开,温度和氧气无法排除,只能将木材含水率控制在18%以内,即使其处于干燥状态,防止木腐菌的侵蚀。因此,要求木结构各个部分,特别是支座节点等关键部位,要处于通风良好的条件下,即使一时受潮,也能及时风干。

故在设计木结构时,首先要考虑结构的构造防腐措施:如设置隔温顶棚的木屋盖,必须将顶棚吊在木屋架下弦下面,并使下弦底面与隔温层保持一定距离,使整个屋架位于同一温度场内。如将隔温层置于木屋架下弦之上,则只好将屋架的支座节点砌在墙内,构成封闭的空间,以保证隔温层下面的正温度场的良好效果。但当屋檐稍有渗漏,就能浸湿支座节点,由于处于封闭状态,难以短期风干。

木材只要在一定的时间内含水率高于18%,木腐菌就能生长,而木腐菌在繁殖过程中将要排出数倍于原来用以维持生长的水分,湿润毗邻的木材,产生恶性循环,使腐朽蔓延。过去不少木屋架的支座节点曾因此而严重腐朽毁坏,甚至引起整个屋盖的塌倒。  

埋入土中的木电杆或木桩,在土层表面上、下一个区段内,被土中的水分侵湿,又有氧气供应,所以遭致腐朽。深埋于土中的部分不腐的原因是缺氧。地表以上较高部分不腐的原因是缺水(即含水率低于18%)。因此,对于经常受潮或间歇受潮的木结构或构件,以及不得不封闭在墙内的木梁端头或木砖等,都必须用防腐剂处理以防木腐菌繁殖生长。  

防腐剂是由具有一定毒性的化学品配制的,分水溶性、油溶性、油类及浆膏等几种。对于经常受潮的木构件,宜采用属于油类防腐剂的混合防腐油,也称蒽油,由煤杂酚油(即木材防腐油)和煤焦油配制,遇水不易流失,药效较长。沥青在外观上呈黑色粘滞状,与蒽油类似,常被误用作防腐剂。但沥青只能防水而不能防腐,用沥青涂在未经干燥的木材上,则适得其反,阻碍了木材的风干。  

不同的树种木材,由于细胞的内含物不同其耐腐性也有差别。马尾松、桦木等即属于耐腐性差的树种。对于同一树种的木材,边材较心材易腐,所以边材所占比率较大的树种,其耐腐性也较差。当采用这些树种的木材制作木结构时,均应用防腐剂处理。

蛀蚀木材的昆虫主要有白蚁和甲虫。白蚁的危害较甲虫广泛而严重。  白蚁是一种活动隐蔽,过群体生活的昆虫。在世界上共有2000多种,在中国也有近百种之多,主要分布于长江流域和南方温暖潮湿地区。白蚁以木材为主要食料,也离不开水分,且其生活有畏光性,到巢外取食,都在泥土筑成的蚁路中行进。故常在有木构件或木制品而靠近水源的地方筑巢。因此厨房、浴室等处阴暗潮湿部位的木构件最易受白蚁蛀蚀。  

在中国常见的危害木材的甲虫是家天牛、家茸天牛、粉蠹和长蠹。天牛以木材的纤维为食,幼虫在木材内蛀成坑道,老熟后在坑道末端成蛹,成虫羽化后向外咬一椭圆形孔飞出。主要危害木麻黄等阔叶树材。粉蠹及长蠹以木材的淀粉和醣类为食,故以危害阔叶树材的边材为主。成虫喜在木材表面的管孔中产卵。因此管孔较大的栎木、山核桃、刺槐等树种受害最烈。幼虫将木材内部蛀成粉末状,只剩下一层薄薄的外壳,表面上小虫眼密布,其周围常有粉末状蛀屑。  

甲虫主要侵害含水率较低的干燥木材,而白蚁对潮湿的木材为害较烈。所以采取构造上的防潮措施,使木构件与水源隔断,对减小白蚁的危害,有一定的效果。但构造上的防潮对防虫仅是一种辅助措施,凡是有白蚁或甲虫的地区,木结构和木制品均应用防虫药剂处理。  

楠木、紫檀、柚木等树种有较强的抗白蚁性,杉木、柳杉、樟木等也有一定的抗白蚁性,但多数树种木材皆易受白蚁危害,如马尾松最易受白蚁蛀蚀。所以对于易受白蚁危害的树种木材制作的木结构或木制品,都要用防虫药剂处理。  

为了保证木结构的耐久性,目前世界各国都采用既能防腐又能防虫的药剂。如用硼酸、硼砂和五氯酚钠配制的硼酚合剂,是一种水溶性的药剂,可将木构件浸泡在药剂的水溶液中,若每立方米木材能吸收4.5~6千克的药剂(干剂重量),则能达到防腐防虫的目的。由于这种药剂遇水容易流失,故只宜用于不受潮的木构件。对易受潮的木构件,则应采用油溶性的五氯酚、林丹合剂。

对木结构及其构件的防火主要是测定其耐火极限,并根据建筑物耐火等级的要求,采取提高木构件耐火极限的措施。木构件的耐火极限,是指某种构件在专门的炉中,按模拟火灾温度(700~1000°C)的火焰进行燃烧,从开始到失去其原有的功能(对承重构件就是失去承载能力)的时间。如用厚度为 5厘米的方木胶合的门扇,其耐火极限为 1小时;截面为17×17厘米的木梁,其应力达到10兆帕,耐火极限为40分钟;截面为15×15厘米,高3.5米,应力达到4兆帕的木柱,25分钟后才破坏;而截面为29×29厘米的木柱,应力达6 兆帕,50分钟后才破坏。由此可见,木构件是具有一定的耐火性能,特别是截面较大的构件。

这是因为木材是由中空的细胞组成,热导率较小。并且木材在燃烧过程中,在表面形成一层木炭,而木炭也有良好的隔热性能,因而减慢了木材的热分解。  木构件在火灾作用下,前2分钟是着火燃烧,在此后的8分钟内的炭化速率约为每分钟0.8毫米,由于形成木炭层,在这以后炭化速率减慢到每分钟0.6毫米。不同树种的炭化速率有一定的差别。木构件的耐火极限,除试验测定外,还可以根据已掌握的不同树种的炭化速率进行估算。

对于无保护层的木构件来说,应尽量采用截面尺寸较大的整体木构件,以提高耐火极限。试验证明,层板胶合构件的耐火性能与整体截面的木构件相似。所以采用截面大的层板胶合木结构,有利于防火。提高木结构的耐火极限有两个途径,一是加抹灰层或石膏板,如30×30厘米的木柱加2.5厘米的钢丝网抹灰层,其耐火极限可提高到1.5小时,另一是采用防火药剂浸注或涂防火漆,如丙烯酸乳胶防火漆,在100~200°C的温度下能分解出磷酸使木材脱水炭化,减少可燃气体的形成,在250°C左右能膨胀起泡,形成蜂窝状的防火隔热层,做到小火不燃,以防止初期火灾的扩展,一经离开火焰即能自行熄灭。

文章来源:美国南方松防腐木

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