原木樁的防腐處理對(duì)其力學(xué)性能的影響需結(jié)合處理工藝及木材種類綜合分析,不同防腐方法對(duì)強(qiáng)度的影響存在顯著差異。
1. 化學(xué)防腐劑的物理性影響
主流的CCA(鉻化)和ACQ(銅銨化合物)防腐處理通過(guò)高壓浸注將藥劑注入木材細(xì)胞腔。該過(guò)程會(huì)適度增加木材密度(約提升5%-8%),短期靜曲強(qiáng)度可提高10%-15%。但藥劑結(jié)晶會(huì)降低木材彈性模量,動(dòng)態(tài)荷載下的韌性下降約20%。美國(guó)木材保護(hù)協(xié)會(huì)(A)研究顯示,處理后的云杉抗沖擊強(qiáng)度損失達(dá)18%-25%,而松木因?qū)Ч芙Y(jié)構(gòu)差異僅損失8%-15%。
2. 熱改性處理的結(jié)構(gòu)性改變
熱改性木材在160-240℃環(huán)境中進(jìn)行熱解反應(yīng),半纖維素降解率可達(dá)40%,導(dǎo)致抗彎強(qiáng)度下降12%-30%。歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 408測(cè)試表明,熱處理后的橡木彈性模量下降約25%,但抗壓強(qiáng)度提升8%-10%。碳化處理深度超過(guò)20mm時(shí),表層材料脆性顯著增加,螺釘握裹力下降35%-50%。
3. 生物防腐的力學(xué)維持特性
乙?;幚硗ㄟ^(guò)改變木材羥基結(jié)構(gòu),在防腐同時(shí)保持原有力學(xué)性能。瑞典理工學(xué)院實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,乙?;赡镜目箯潖?qiáng)度僅下降2.3%,沖擊韌性保持率達(dá)97%。該技術(shù)使木材平衡含水率降低60%,尺寸穩(wěn)定性提升80%,特別適用于承重結(jié)構(gòu)。
防腐處理對(duì)木材強(qiáng)度的影響呈現(xiàn)工藝依賴性特征。化學(xué)處理在提升防腐性能時(shí)會(huì)造成韌性損失,熱改性顯著改變材料本構(gòu)關(guān)系,生物改性在力學(xué)維持方面具有優(yōu)勢(shì)。工程應(yīng)用需根據(jù)荷載類型選擇處理工藝,對(duì)于動(dòng)荷載結(jié)構(gòu)建議采用乙?;幚?,靜荷載場(chǎng)景可選用經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)的ACQ處理,高溫高濕環(huán)境則適用熱改性木材。美國(guó)林產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室(FPL)建議防腐木強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以0.65-0.9的修正系數(shù)。
