木材(木地板)如何做到尺寸穩(wěn)定?
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-------談?wù)勀镜匕宓摹傲娣馄帷迸c“木材碳化”
在中國木地板的質(zhì)量標準中,有一項指標叫做尺寸穩(wěn)定性。所謂的尺寸穩(wěn)定性,指是材料在受機械力、熱或其他外界條件作用下,其外形尺寸不發(fā)生變化的性能。這項指標,在強化木地板與實木復合地板的國家標準中都有明確的規(guī)定,但是在實木地板的國家標準中卻沒有。因為實木地板用原始的木材做成,完全保留了木材 濕脹干縮和各向差異的材料學特點,而這恰恰是實木地板容易變形的根本原因。
什么叫濕脹干縮?木材的含水率在纖維飽和點以下,由于含水率的增加而引起尺寸和體積的膨脹稱為濕脹;由于含水率的減少而引起尺寸和體積的收縮稱為干縮。木材的這種濕脹和干縮性質(zhì)稱為脹縮性。什么叫各向差異?通常一塊方形木材(例如地板)有三個面,即徑切面、弦切面和橫切面,這三個切面的濕脹干縮率是不同的。因為木材有濕脹干縮和各向差異的特性,使木材的尺寸和體積不能保持穩(wěn)定,而隨空氣中的濕度和溫度變化而變化。 為了使木材能做到尺寸穩(wěn)定,古埃及人類發(fā)明了木材復合技術(shù),即將木材削成薄片,變成木皮。木皮使三維的木材變成近似二維的木材,各向差異變成了一向差異,然后用膠水將木皮縱橫交錯粘合起來。木材本身的濕脹干縮率被木皮的縱橫交錯相互抵消,從而降低了變形率。這就是實木復合地板的結(jié)構(gòu)原理,也是實木復合地板被優(yōu)先考慮為地暖地板的主要原因。
實木地板以原始木材為地板坯料,保留了木材濕脹干縮和各向差異的全部特性。開啟地暖時,在很短的時間內(nèi)向地板加熱,地板木材迅速失水,造成嚴重的變形。但是市場上還是有實木地熱地板在供給,特別是去年冬天一來,借著“有膠就有甲醛”、“實木復合地板在高溫下甲醛超標”的謊言與恐嚇,實木地熱地板甚至有了銷量上升的跡象。從現(xiàn)象上講,實木地熱地板似乎克服了因濕脹干縮各向差異而造成的變形。其實仔細閱讀實木地熱地板的宣傳文件,除了“高溫甲醛”等恐嚇性語言之外,還流露了兩個秘密,即“六面封漆”和“木材碳化”。
通常為了地板的耐用,人們只是在地板的表面涂漆,叫做“單面涂裝”。油漆是一種塑料(聚氨酯或丙烯酸),它能隔絕外界空氣與地板木材的交流作用。一塊地板六個面,單面涂裝,保留了與外界的接觸與木材的本性,如果六面都涂裝,就把外界與地板的接觸全部隔離了。外界濕度與溫度的變化暫時不會影響到地板的木材內(nèi)部(但是時間長了,塑料與木材會脫離),不會引起濕脹干縮了,地板是不變形了,但是木材變成塑料了。
碳化是指用190℃---212℃的高溫高壓對木材進行長時間熱解處理。碳化有兩種工藝,表面碳化是用氧焊槍燒烤,使木材表面具有一層很薄的炭化層,對木材性能的改變可以類比木材的油漆。深度炭化木也稱為完全炭化木、同質(zhì)炭化木,是經(jīng)過200度左右的高溫炭化技術(shù)處理的木材,其營養(yǎng)成分被破壞,其吸水官能團半纖維素被重組,濕脹干縮率下降。碳化使木頭內(nèi)的多糖(纖維素)高溫分解形成單糖,單糖附著在木材表面。隨著時間的增長,表面易發(fā)生腐朽,表面呈褐色或黑褐色。同時,碳化木吸收結(jié)合水的能力不強,但吸收自由水的能力很強。為了減緩這些現(xiàn)象,可在炭化木的表面涂飾三層油漆。正如六面封漆而使木材變成了塑料,碳化使木材變成了焦炭。碳化木一般用于室外。
木材是四大類建材(金屬、硅酸鹽、高分子和動植物纖維)中與人類比較親近的材料,人類將木材應(yīng)用于室內(nèi)空間的時候,它能起到調(diào)節(jié)室內(nèi)微環(huán)境的濕度與溫度的作用。木材具有生命力,就是指這一點。在空調(diào)發(fā)明之前,室內(nèi)的木材是室內(nèi)主要的環(huán)境調(diào)節(jié)器。近幾十年來,木材學發(fā)展了一門科學,叫做木質(zhì)環(huán)境學,它提出了一個與人類日常生活休憩相關(guān)的概念,叫做“木量”,即人類賴以生存的室內(nèi)空間,要有一定比例與數(shù)量的木材,與之對應(yīng)的是設(shè)計界的“室內(nèi)濕度設(shè)計”。濕度是人類室內(nèi)居住的一個非常重要的環(huán)境指標,它直接與人的生命和人的健康相關(guān)。以細菌和病毒為例,在相對濕度低于40%,或者高于80%的情況下,它們可以生存24小時以上,但是,在相對濕度50%-60%的情況下,它們只能存活3分鐘,這也就是為什么醫(yī)院和軍隊的野戰(zhàn)醫(yī)院都將手術(shù)室的濕度作為一個嚴格控制的指標的原因。那么,如何保持室內(nèi)濕度在50%-60%之間呢?室內(nèi)有足夠的木量就可以做到這一點。因為在通常的條件下,木材平衡含水率恰好與這一濕度區(qū)間相關(guān)。
為了使室內(nèi)有足夠的木量,同時使木量調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的質(zhì)量提升,近年來歐洲木地板的一個發(fā)展趨勢是在涂裝方面的改進,將原來以塑料為主的油漆,改為以木蠟油為主的油脂。木蠟油涂布在地板的表面,形成一層油脂性薄膜,起到了保護地板的作用,它同時又是開放的,室內(nèi)空氣中的水分,能比用塑料涂裝更自由地進入與逸出地板的木材,從而更好地起到自動調(diào)節(jié)室內(nèi)微環(huán)境的作用。在歐洲地板市場上,木蠟油涂裝的地板已經(jīng)占到80%以上。有一家專做實木地熱地板的廠家宣傳說,歐洲和日本正在大規(guī)模地采用地熱地板,但是他們沒有告訴消費者,歐洲和日本的地熱地板90%以上都是實木復合地板,而且越來越多地用開放性的木蠟油,不像在中國一部分人所做的那樣,將地板“六面封漆”和“木材碳化”。
“六面封漆”和“木材碳化”以后,地板就不再是木材了,因為它已經(jīng)失去了木材對人類比較友好的特性。將木材變成塑料,將木材變成焦炭,個別廠商的利益,消費者的悲哀。
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