自然老化杉木梁的分区可处理性

摘要

【目的】分区域研究自然老化对杉木梁可处理性的影响，为木质文物建筑的保护以及古旧木材的再利用提供科学依据。【方法】以现代杉木为对照，将一根使用约100年的自然老化杉木木梁沿着径向从外到内分为边材、外心材和内心材3个区域，通过真空浸渍法测定各区域的可处理性，并从化学成分、微观结构和孔隙结构方面深入分析各区域可处理性变化的机理。【结果】老化杉木各区域中孔径较大的孔隙数量和比例明显提高，改善了木材内部孔隙之间的连通性，造成老化杉木各区域的可处理性明显高于现代杉木。横截面显示：防腐剂在各区域的渗透深度明显增加，边材、外心材和内心材的载药量分别是现代杉木的2.98、3.17和6.94倍。化学成分分析表明：老化杉木边材中主要是木质素和半纤维素发生降解，且木质素降解程度更高；外心材中主要是半纤维素发生降解；内心材的化学成分没有发生明显降解。微观结构分析显示：老化杉木梁在径向上越靠近内部，管胞被压缩的程度越高，可能是由木梁长期承受径向载荷导致的。这个规律很大程度上解释了老化杉木载药量相对于现代杉木的倍数从边材到内心材依次增长的现象。【结论】老化杉木木梁径向上不同区域的老化程度和机理明显不同，因此各区域可处理性出现不同程度的提高。长期载荷对老化木梁内部微观构造的影响程度更大。

关键词

孔隙结构 / 孔径 / 微观结构 / 化学成分 / 载荷 / 材料老化 / 杉木梁 / 可处理性

基金资助

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（CAFYBB2023PA004、CAFYBB2019ZB008）; 国家自然科学基金项目（31971588）