木材在建筑里被用了几千年。它天然、可再生、用途广泛,但它对湿气的反应,是设计和选材时必须考虑的问题。湿度变化会让木材膨胀、收缩,长期暴露在潮湿环境中,还可能为真菌腐朽创造条件。所以过去在户外用木,要么选天然耐久的树种,要么给材料做保护,要么在设计上绕开木材的"脾气"。
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木材改性提供了另一条路:改变材料本身的某些性能。
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改性木材仍然是真正的木材,只是经过了一道专门改变其自身性能的工艺。目标是在保留木材原有优点的同时,提升耐久性、尺寸稳定性这类特性。商业化应用的技术有几种,包括热处理、糠醇化处理和乙酰化处理。它们原理不同,得到的性能表现也不同。
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和传统的防腐处理不一样。防腐处理通常是引入某些物质,帮木材抵御生物侵害;改性改变的则是木材自身的性能。根据不同工艺,改变的不仅是耐久性,还有木材对湿气和环境变化的反应方式。
乙酰化是一种在分子层面改变木材的改性工艺。乙酰基本来就天然存在于木材中。乙酰化过程中,容易吸水的羟基被转化为乙酰化基团,木材吸收结合水的能力因此大幅下降。
落到实际使用中,木材的膨胀和收缩变小,尺寸更稳定,抗真菌腐朽的能力也更强。Accoya就是乙酰化木材的一个商业例子。通过乙酰化,生长快速的辐射松被转化为高耐久、尺寸稳定的材料。
可以想象这些场景:户外地板先淋雨、再被烈日暴晒;外墙挂板经历一季又一季的冷热与湿度变化;门窗在持续的风吹日晒中仍要保持严密的公差;泳池周边和沿海环境里,反复的潮湿暴露对材料提出更高要求。
当木材吸收的结合水更少、形变更小,它的表现就更容易预测。地板板材之间的缝隙能保持得更一致,挂板能更稳定,门窗构件之间的配合也不容易被形变破坏。形变减少,还能减轻涂层承受的应力。
耐久性提升,也意味着木材可以被考虑用在那些长期暴露、原本对未改性木材不太友好的场景里。如今,Accoya被用于地板、外墙挂板、门窗、景观构筑物、桥梁和其他基础设施,其性能有地上50年、地下或淡水中25年的质保作为支撑。
几个世纪以来,选木材很大程度上就是找一个天然性能匹配用途的树种。木材改性给材料选择增加了新的考量。今天,性能得到提升的乙酰化木材,让建筑师在更广泛的外应用场景中,可以重新考虑真正的木材能用在哪里、怎么用。
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