我国木材防腐工业的状况、问题与对策
作者: 信息来源: 发布于:2015/11/25 点击量:
木材保护是I门研究预防木材劣化的科学,木材保护技术就是通过物理、化学手段防止木材劣化变质。在木材保护领域中,木材防腐应用最广泛,其主要作用是防止木材腐朽、虫蛀,以延长木材使用寿命,是节约木材的有效措施。
1木材防腐工业对节约木材、保护森林的贡献我国有木材防腐处理厂或车间约100家,其中10%的生产规模为1万-5万m3/a,40%的生产规模为0.5万M万m3/a,50%的生产规模为0.5万m3/a以下,每年防腐处理木材总量约60多万m3.近10年来,我国防腐处理枕木和电杆约300万m3,由于延长使用年限,相当于节约木材1 000多万m3;橡肢木的防腐处理量约为200万m3,节约木材600万m3以上;加上古建筑、集装箱、坑木、园林设施等木材的防腐处理量,近10年来总计节约木材2000万m3以上,为我国的经济建设和保护森林资源做出了重要的贡献。
木材防腐处理可延长木材的使用寿命,有助于保护森林资源,即使森林资源丰富的国家,对木材防腐也十分重视。比如,美国每年防腐处理木材1600万m3,相当于每年少伐林木4000多万m3,经济上受益70多亿美元。加拿大每年防腐处理木材约200万m3,相当于每年少伐森林面积50多万hm2,每年节省30亿加元以上。
目前,我国木材工业正处于由利用天然林木材为主向利用人工林木材为主的战略转变过程中,速生人工林木材将是今后我国主要的木材原料。由于速生人工林木材I般材质疏松、密度较低、易腐朽、虫蛀、霉变(蓝变),使用寿命短,而木材防腐处理可以保护木材,延长木材的使用寿命5-6倍甚至10倍以上,减少木材由于腐朽、虫蛀引起的降等、降级、废弃而造成的浪费,还可以起到提高木材产品质量、增加木材产品功能的作用。所以,木材防腐可充分发挥我国的人工种植速生树种木材的资源优势,既可为人工林木材的充分利用开辟更广阔的市场,也将为我国木材原料转向以人工林木材为主提供有力的保证。
2我国木材防腐工业的发展与成就2.1枕木和电杆防腐我国较早成规模的木材防腐工业主要是铁路枕木和电杆的防腐处理,并于20世纪70年代达到顶峰,创造了年产防腐枕木超100万m3的最高记录。40年来铁道部门防腐处理的枕木和电杆总量约2700万m3,为国家节约木材近1亿m3,不仅为我国的铁路建设和经济发展做出了巨大贡献,也为我国的森林保护做出了积极贡献。
2古建筑木结构的防腐与西方国家古建筑多用石质材料不同,我国古建筑多为木结构,在设计、建造、维修方面具有I定的独特性,是我国建筑史上珍贵的历史文化遗产,具有极高的历史及艺术价值,其中皇家宫殿和寺庙的建筑更是古建筑中杰出的艺术代表。
我国古木结构建筑,经过长期的风化及自然界生物(包括昆虫和微生物)的侵害,存在不同程度的腐朽,严重的已成安全隐患。近20年来,中国林科院木材工业研究所先后对北京天安门、颐和园、地坛公园、西藏布达拉宫、青海塔尔寺、天津独乐寺、承德普宁寺、山海关望海楼、北京老山汉墓、辽金城垣金中都水关遗址等著名古建筑(包括地下建筑)维修中的木结构和木构件进行了防腐、加固处理,处理木材面积达10万m2以上。处理后的木结构和木构件的寿命延长了数倍,也将大大延长了今后的维修周期,降低维修成本。这些木材防腐工程的实施不仅为这些古建筑的维修、加固提供了技术保障,而且为民族团结做出了巨大贡献。
2.3橡肢木防腐我国于50年代开始种植橡肢树,25年后即产肢期过后需采伐更新。由于橡肢木中富含大量糖类物质,因而极易受到菌类(主要为变色真菌)和虫类的侵袭,大大降低了橡肢木的商业价值。因此,最初橡肢树砍伐后,通常就地烧掉或作为薪炭材(烧材)。
20世纪80年代开始,I系列橡肢木防腐防虫新技术的运用,有效地保护了橡肢木免受微生物侵害,使橡肢木作为商品材成为现实。经过防腐处理后的橡肢木颜色淡雅、纹理美观、结构细密、加工性能良好,1994-2011ChinaAcademicJournalElectronic具有与许多珍贵阔叶树木材相类似的装饰效果,但其价格却不到珍贵阔叶树木材的1/3.因此,橡肢木家具、细木工板广受市场欢迎,形成了I种高效益的产业,也成为我国出口家具的重要部分。
近10年来,我国橡肢木的防腐处理量已达每年20多万m3,橡肢木家具等制品的年产值达数亿元,每年出口创汇数千万美元,已成为I种深受市场欢迎的可持续利用的热带人工林木材。
2.4集装箱底板防腐据海关总署统计,2000年我国向50个国家和地区出口集装箱110.7万个创汇23. 8亿美元。出口集装箱所用的木底板(肢合板)需要进行防腐处理,以延长集装箱底板(木材)的使用寿命,使木底板的使用寿命与集装箱的寿命接近;同时防止有害生物(如木材腐朽菌、木材害虫)随集装箱的流通而传播。
目前,集装箱制造用三大材料中的钢板、油漆绝大部分由国内生产、供货,而木底板则仍有相当数量依赖进口。据估算,我国每年需集装箱底板40万m3.自90年代末期开始,我国I些企业相继开发生产集装箱底板,目前已达到了约10万m3/a的生产规模,而且近年来生产规模还在扩大,木底板的防腐处理量也将相应地增加。
2.5园林木结构及户外景观木材的防腐随着社会经济的发展,人们对于居住环境包括住宅小区的园林景观的要求越来越高,而木材是园林景观中常用的软性材料,能够体现人与自然和谐相容的关系,满足人们对回归自然的追求。经过防腐处理的木材,既不失木材的本质(如木材本身的花纹),使用寿命又大大延长。近几年来,在我国I些城市的市政工程、公园和居住小区中,防腐木材被用来建设了大量木质的栈道、休闲步道、座椅、花坛、围栏、垃圾桶、候车亭、景观桥等户外设施,使木质园林景观作品焕发了青春。以北京为例,2001年开始推广防腐木材在园林景观中的应用,仅1年时间已有30余个房产物业的园林景观使用防腐木材,防腐木材在园林景观中的用量达数百m3,另有10余项市政工程使用防腐木材。
2.6防腐处理设备木材的防腐效果,既与防腐剂的种类密切相关,也与防腐剂在木材中的保持量和分布密切相关,因此,防腐处理的质量是保证木材防腐效果的重要因素之I.加压处理设备是木材防腐处理的主要生产设施,在引进、消化、吸收国外防腐处理设备的基础上,近十几年来我国已有5家企业生产制造了约80套加lng压处理设备,并已在全国20多个省市投入使用,为我木材防腐产品的分析方法;④木材防腐产品的质量检国木材防腐事业的发展起到了积极的推动作用。测等。诸多方面的基础研究还很薄弱。
3我国木材防腐工业发展中存在的问题3.1防腐处理木材使用量少、产品单调我国是I个木材消费大国,年木材消费量达1.6亿m3,但每年防腐处理木材总量仅约60万m3,不足木材产量的1%,与世界发达国家和准发达国家相比,差距甚远。近年来防腐木材的需求范围虽然在不断扩大,但实际应用量还是较少,这是因为我国木材防腐工业产品单调,市场开拓能力不强,市场营销手段落后。如我国已于1999年11月1日起实施馘市房屋白蚁防治管理规定》,要求凡白蚁危害地区的新建、改建、扩建、装饰装修的房屋必须实施白蚁预防处理“而木材防腐处理就是I种有效预防白蚁危害的措施,却未能广泛应用。
2缺乏相应的法规保证在市场环境方面,我国对防腐处理木材的应用还缺少必要的政策、法规和相应的标准规范。我国正在制定木材节约代用管理办法》,其中对I些用途的木材提出了防护的要求,另外,正在修订的木结构设计规范》和木结构工程施工质量验收规范》也增加了木材防腐的内容,规范要求:为确保木结构达到设计要求的使用年限,应根据使用场合和所使用的木材树种耐腐或抗虫蛀的性能,确定是否采用防护药剂进行处理。并根据不同的使用场合,推荐了适用的防腐剂及其保持量和透入度。但我国目前尚无在不同使用场合时各树种木材耐腐或抗虫蛀的性能的标准,因此,很难确定是否应采用防护处理。
3.3高毒防腐剂仍在使用I些高毒防腐剂,特别是国际上已被禁止使用或限制使用的防腐剂仍在我国使用,例如,林丹在国际上已被禁止使用;五氯酚与五氯酚钠在大多数国家已被禁止使用,在I些国家被限制使用;CCA由于含砷,美国、欧盟已颁布法规于2003年底禁止在民用场合中使用w,。
另外,我国木材防腐企业大多规模较小,科技投入很低,导致产品技术含量低、产品难于更新换代。同时,政府对木材防腐领域的基础性、公益性研究的投入也明显不足,使我国木材防腐的基础研究远远落后于国际水平,主要表现在:①木材腐朽、虫害危害程度、区域范围、造成的影响以及导致木材腐朽、虫害的生物因子的研究;②现有木材天然耐腐性的研究;③4促进我国木材防腐工业发展的对策建议为了拓展我国木材防腐工业的发展空间,应采取综合措施对我国木材防腐工业进行结构性调整,扩大木材防腐的应用范围;吸引民营、外资企业加入木材防腐行业;引进新技术、新产品;提升木材防腐在保护环境和改善生态方面的地位。
4.1宣传木材防腐的作用,普及防腐木材的知识提高政府和公众对木材防腐效益的认识。目前,社会各界对木材防腐具有的延长木材寿命、节约木材资源的作用还缺乏足够的认识,而政府和公众对木材防腐的作用的认识程度关系到木材防腐工业发展的快慢。因此,木材防腐工业界既要向政府宣传木材防腐在减少社会对木材需求量、保护森林资源方面的生态效益,也要向消费者宣传普及木材防腐在提高木材产品的耐腐朽和抗虫害性、延长木材使用寿命而获得的经济效益。要进行各种形式的宣传,包括木材防腐知识的普及、建立使用防腐处理木材建造的木结构示范工程等,也是培育市场、诱导需求的I种手段,能促进木材防腐工业的发展。
4.2加强速生人工林木材处理性能的研究我国林业六大工程的实施和五大转变的逐步实现,必将对我国木材供需结构产生重大影响。按规定,我国到2015年将建设速生丰产林1333万hm2,基地建成后,每年可提供木材13 337万m3.为了更好地利用和扩大利用人工林木材,应针对其易腐朽、虫蛀、霉变、使用寿命短的特点,大力开展人工林木材防腐处理技术的研究。应根据木材的最终用途和使用场合,设计防腐处理时防腐剂的载药量和渗透深度,这是保证防腐效果和质量的关键。为达到所需的载药量和渗透深度,需要根据木材的渗透性/可处理性(防腐处理的难易程度,主要指液体渗透性)设计处理工艺。
木材的渗透性是设计防腐处理工艺的基础,国外很多国家的研究机构已进行了大量的试验与研究,积累了大量木材渗透性/可处理性的数据。表1列出了北美部分商品木材的渗透性数据。
我国人工林木材的渗透性和可处理性数据基本是空白,因此需加强木材渗透性的研究。建议首先对我国常用的人工林商品木材如杨木、杉木、松木、桦木等的处理性能进行研究;对于渗透性差、难处理的木材,还要进行提高其渗透性的研究与开发,为木材防木材树种渗透性边材心材中等程度难渗透极难渗透中等程度难渗透难渗透中等程度难渗透难极难渗透易渗透难渗透易渗透难渗透中等程度难渗透难极难渗透中等程度难渗透极难渗透腐的应用提供技术支撑和保障。
3筛选与开发环境友好型木材防腐剂针对我国目前使用的木材防腐剂大多是高毒性的特点,应在研究与确定我国木材腐朽、虫害危害程度、区域范围的影响,以及导致腐朽、虫害的生物因子的基础上,研究开发适用于我国木材腐朽和虫害特征的防腐剂,并考虑药剂对人畜的毒性、药剂的腐蚀性、药剂的稳定性、药剂对环境和生态的影响。
当前国际上木材防腐剂趋向于硼化合物、铜唑(Copperazole)、氨溶烷基胺铜(ACQ)、拟除虫菊酿(有机溶剂防腐剂)等几大类,似可作为借鉴开发我国适用的环境友好型木材防腐剂并将其推广使用,这是我国学(术)界和(工)业界人士面临的I项艰巨工作,目前已有几家单位开发、使用ACQ. 4.4建立我国木材防腐质量监督检验机构我国木材防腐工业对产品质量缺乏检测和控制方法。有些企业为降低成本,忽略甚至有意降低产品质量,包括使用质量较差的原材料,所以,必须要有I个权威的木材防腐质量监督检验机构对产品质量进行检验和监督,以规范市场,提供公平竞争的环境,保护消费者的利益。木材防腐处理(或防腐处理木材产品)质量监督机构还可以代表政府进行有关注册,包括木材防护处理企业的生产注册和许可证的发放,防腐处理木材产品的注册,木材防腐剂的注册等。
我国木材防腐工业起步并不晚,且已为我国的经济建设和保护森林资源做出了I定的贡献,但还存在很多明显的问题,同时也具有巨大的发展潜力。专家建议解决木材防腐工业的问题,释放其潜力,必将促进我国木材防腐工业的大发展,为我国天然林保护和扩大森林资源做出更大的贡献。