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4种国外竹天然耐久性的综合评价
时间:2014年10月08日信息来源:不详点击: 加入收藏 】【 字体:

    全球竹子地理分布为三大竹区,即亚太竹区、美洲竹区和非洲竹区。非洲竹区和亚太竹区一些产竹国家的竹子开发利用技术比较落后,常常在山区仅仅用作水管或者直接用作燃料。国内学者对上述地区的竹子资源培育及其对生物多样性保护作用等方面展开一些工作,但对其竹资源的产业化利用研究较少。为了帮助这些地区开发利用竹资源,本文研究了南亚地区的尼泊尔和非洲地区的埃塞俄比亚储量丰富的4种竹材,从天然防蛀、防腐以及防霉防变色3个方面综合比较了这几种竹材天然耐久性的优劣。这些竹材均可以用于建筑构造,因此本研究可为其在竹木质建筑和室外景观设施等方面的利用提供依据,并为竹建筑的防护提供参考。

    1  材料与方法

    1.1试验材料

    本研究采用尼泊尔和埃塞俄比亚储量丰富的4个竹种,选伐的竹材眉高直径>5 cm,壁厚>1 cm,干形通直,竹龄均为3~4 a,各试材基本情况见表1。

    1.2试验方法

    (1)天然防蛀性:参考GB/T 12860-2000《木材防腐剂对白蚁毒效实验室试验方法》进行测试,同时选取火炬松(Pinus taedaL)为对照样,验证试验有效性。为了进一步对比各竹种的防蛀性,当对照样的被蛀等级达到4级,即停止竹材的蛀蚀,以失重率高低比较各竹种的天然防蛀性。

    (2)天然防腐性:参考GB/T 13942.1-2009《木材天然耐久性试验方法木材天然耐腐性实验室试验方法》进行测试,同时选取毛白杨( Populus tomentosa Carr)为对照样,以失重率高低比较各竹种的天然耐腐性。

    (3)天然防霉防变色性:参考GB/T 18261-2000(防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的试验方法》进行测试。根据试菌侵染面积及蓝变程度,评价并记录试件的被害值(共分0-4五个级别,其平均被害值越低,试材防霉性、防蓝变性越好),由此比较各竹种的天然防霉防变色性。

    1.3试验试样

    (1)防蛀试样:50 mm(顺纹方向)×25 mm(横纹方向)×壁厚,每个竹种3个试样,共12个。

    (2)防腐试样:20 mmx20 mm×壁厚,每个竹种随机取样24个,其中12个进行白腐菌侵染实验,12个进行褐腐菌侵染实验,共96个。

    (3)防霉试样:50 mm(顺纹方向)×20 mm(横纹方向)×壁厚,每个竹种24个试样,其中6个做蓝变菌侵染实验,18个做3种霉菌侵染实验,共96个。

    1.4试菌试虫

    (1)防蛀试验:台湾乳白蚁( Coptotermesformosanus Shiraki)。

(2)防腐试验:白腐菌:黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium,简称PV);褐腐菌:密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum,简称GT)。  

(3)防霉防变色试验:蓝变菌:可可球二孢(Botryodiplodia theobromea,简称Bt);霉菌:a)黑曲霉(Aspergillus niger,简称As);b)桔青霉(Penicillium citrintim,简称Pe);c)绿色木霉(Trichoderma lignorum,简称Tr)。

    2  结果与分析

    4个竹种的防蛀、防腐性能测试结果及比较列于表2,天然防蛀和耐腐性的方差分析结果见表3。整体来看,不同竹种间的天然防蛀和耐腐性能差异显著。

    2.1天然防蛀性能

    不同竹种的防白蚁试验的失重率结果见图1。可以看出,4个竹种的平均失重率均小于对照样南方松,其中竹种I的失重率最小,仅为3.17%,竹种Ⅳ的失重率最大,达到10.52%。方差分析表明(见表3),4个竹种防白蚁失重率差异极显著(0.01水平)。多重比较结果表明(见表2),竹种I与竹种Ⅱ的失重率差异不显著,但与竹种Ⅲ、竹种Ⅳ差异显著,竹种Ⅲ与竹种Ⅳ之间的差异也显著。相对而言,这4个竹种中,竹种I的防蛀性最好,竹种Ⅳ的防蛀性最差。

    2.2天然防腐性能

4个竹种的天然耐腐性试验结果见图2。从失重率平均值看(表2),竹种I达到强耐腐水平,竹种Ⅱ为耐腐水平,竹种Ⅲ、竹种Ⅳ为稍耐腐水平。4个竹种的失重率均小于对照样毛白杨,且每个竹种的褐腐侵蚀程度均比白腐严重。其中两类腐朽的失重率最小的是竹种 I,最大的是竹种Ⅲ。方差分析表明(表3),4个竹种腐朽失重率间差异极显著(0.01水平)。多重比较结果表明(表2),竹种I和竹种Ⅱ白腐失重率的差异不显著,但他们与竹种Ⅲ和竹种Ⅳ之间差异均显著;各竹种间褐腐失重率差异均显著。证明竹种对耐腐性影响显著,且竹种I的耐腐性最好。木材的天然耐久性,与其细胞壁木质化程度、纤维素的结晶度、木材密度有关,与其内含物的化学成分也密切相关。同样地,这4个竹种之间的天然耐久性的不同也应该由其结构、性质和化学成分的不同所引起。

2.3  天然防霉防变色性能

    经过4周的霉菌侵染,所有试材表面均被100%侵染,被害值均为4,说明4种竹材均不具有天然的防霉防变色能力。为了进一步了解4种竹材的天然防霉性能强弱,选取了侵染试样第5d的被害值进行比较(见表4)。从表4可以看出,4个竹种在天然防霉防变色性上存在差别,竹种Ⅱ的平均被害值最小,其次为竹种 I,再次是竹种Ⅳ,竹种Ⅲ的平均被害值最大,即竹种Ⅲ霉变和变色的速度最快,竹种I和竹种Ⅱ相对较慢。

    2.4天然耐久性综合评价和分析

本研究比较了4个竹种的防蛀性、防腐性、防霉防变色性能,竹种I和竹种Ⅱ在这三方面性能相对较好,竹种Ⅲ和竹种Ⅳ较差。竹材在实际使用过程中,变色发霉仅是影响竹材的表面颜色而对竹材的物理力学性质的破坏较小,腐朽和虫蛀往往会显著降低竹材的物理力学性能,而且白蚁偏好取食被某些木腐菌腐蚀过的材料,所以在竹材的天然耐久性综合评价中防腐和防蛀比较重要。因此,综合分析这4种竹材的天然耐久性顺序为:竹种I最好,其次为竹种Ⅱ,竹种Ⅳ和竹种Ⅲ的天然耐久性最差。  

从利用的角度看,在人造板生产中,原料的天然生物耐久性不但影响着原料在贮存过程中的质量稳定性,而且还影响着人造板制品的耐久性,如利用天然久性好的木材树种生产的板材其天然耐久性相应得到极大改善¨2],因此,从防护的角度看竹种I和竹种Ⅱ比较适宜于加工成的各种竹人造板和地板,但仍需进行适当处理,以提高其防霉性能。

    3  结  论

    (1)天然防蛀性能:虎克龙竹和马甲竹>埃塞俄比亚高地竹>埃塞俄比亚低地竹。

    (2)天然耐腐性:虎克龙竹>马甲竹>埃塞俄比亚低地竹>埃塞俄比亚高地竹。

(3)天然防霉防变色性能:马甲竹>虎克龙竹>埃塞俄比亚低地竹>埃塞俄比亚高地竹。  

(4)天然耐久性综合评价:虎克龙竹>马甲竹>埃塞俄比亚低地竹>埃塞俄比亚高地竹。  

因此,这4个竹种中,从原料的天然耐久性的角度看,虎克龙竹和马甲竹是原竹建筑利用和作为人造板原料较好的竹种,但仍需进行防霉处理。

 

安  鑫1  覃道春1  余  林2  任红玲1  张禄晟1(1.国际竹藤中心,竹藤科学与技术重点实验室,北京100102;2.江西省林业科学院,江西南昌330032)

第31卷第3期2012年8月竹子研究汇刊

 

(作者:佚名编辑:admin)

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