李兆邦　劉　磊　蘇海濤　梁林慶　黃麟峰　林紹奕
(廣東省林業(yè)科學(xué)研究院　廣州　510520)

　　
　　摘要　對馬尾松、濕地松和尾葉桉3種木材用A、B、C 3種防腐劑處理,通過室內(nèi)促進試驗測得各種防腐劑使用量的臨界值,結(jié)果表明,3種木材的天然耐腐性均屬不耐腐或易腐爛等級,經(jīng)防腐劑處理后,木材的防腐效果較好,且A防腐劑較B、C為好。試驗結(jié)果可為實際處理生產(chǎn)工藝的制定及預(yù)測防腐劑的處理效果提供參考。
　　關(guān)鍵詞　尾葉桉　濕地松　馬尾松　木材　防腐處理　木材耐腐性

　　
　　 木材經(jīng)防腐處理后的期望使用壽命以年計算,通過實際應(yīng)用檢驗其耐腐性,需要觀察5年,甚至15年以上,所以通常在木材防腐研究中設(shè)置永久性的埋地試驗場(Graveyard Test),將試樣埋地長期觀察。但是在實際防腐處理技術(shù)應(yīng)用中,必須對處理的效果通過試驗方法更快作出判斷。 防腐劑的實驗室室內(nèi)促進試驗(Wood preservatives accelerated test)是測定對目標(biāo)材種的防腐處理效果的標(biāo)準(zhǔn)方法。試驗的目的是"確定所用的防腐藥物對選定材種,在理想的實驗室條件下對防止指定真菌的最小有效用量"(ASTM Standard, 1983),即防腐劑用量的臨界值(threshold)。試驗結(jié)果也可以與經(jīng)驗數(shù)據(jù)對比,評價木材的天然耐腐性和預(yù)測防腐處理材的使用效果。
　　 根據(jù)研究項目的需要,我們選定尾葉桉、濕地松和馬尾松作為試驗材種,通過室內(nèi)促進試驗,對目標(biāo)材種的A、B、C 3種防腐劑處理效果進行驗證。

　　1　試驗材料和方法

　　1.1　試驗材料

　　1.1.1　設(shè)備　包括培養(yǎng)室(溫度 26~28℃,濕度85%以上);烘箱(105±2℃);蒸汽高壓消毒器(壓力0.25 MPa, 溫度138℃);分析天平( 0.01 g);真空泵(100 mmHg);浸注儀器;真空干燥器;保護裝置;漏斗或燒瓶;真空表或壓力計;20目、30目土壤篩各1個。

　　1.1.2　藥品　防腐試劑A、B、C均是以美國木材防腐學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)(AWPA Standard, 1995)的CCA, CCB和ACC為基礎(chǔ),根據(jù)原材料和用途修改配制,符合AWPA標(biāo)準(zhǔn)。試驗所用水如無特殊說明皆為去離子純凈水。

　　1.1.3　木材

　　1.1.3.1　試材　尾葉桉(Eucalyptus urophylla)4~5年生邊材,無霉、無腐和無天然缺陷;馬尾松(Pinus massoniana)邊材, 無節(jié),未見樹脂,2~4個年輪/cm, 無霉、無藍變和無腐爛;濕地松(Pinus elliottii)邊材, 無節(jié),未見樹脂,1~3個年輪/cm, 無霉、無藍變和無腐爛。3種試材均切割成大小為19 mm×19 mm×19 mm的試塊,同一種處理內(nèi)試塊重量差異不超過0.5 g。

　　1.1.3.2　飼木　飼木材種為馬尾松邊材,尺寸19 mm×19 mm×10 mm(紋理方向),每塊飼木上面放一個試塊,試塊徑面朝上。

　　1.1.4　菌種　尾葉桉采用采絨革蓋菌(Coriolus versicolor (L.ex. Fr) Quel),濕地松和馬尾松采用綿腐臥孔菌(Poria placenta (Fr) Cook)。菌種來源于中國林科院熱帶林業(yè)研究所。

　　1.1.5　培養(yǎng)介質(zhì)　麥芽瓊脂培養(yǎng)基:2%麥芽糖、1.5%瓊脂;河砂鋸屑培養(yǎng)基。

　　1.2　試驗方法

　　1.2.1　培養(yǎng)基配制　參照AMSD1413-76木材防腐室內(nèi)促進試驗標(biāo)準(zhǔn)和GB/T13942.1-92標(biāo)準(zhǔn),用225 ml廣口瓶加入洗凈干河砂(粒度20~30目)75 g,馬尾松邊材鋸屑7.5 g,玉米粉4 g,紅糖0.5 g,拌勻平整,在培養(yǎng)基表面放入飼木2塊,各自分開,徐徐加入50ml麥芽糖液(波梅氏比重1.03),高壓蒸汽滅菌1 h,待冷卻后接種。

　　1.2.2　防腐處理　每樹種各防腐劑每濃度處理均用10個試塊,稱重后將已知重量(W₁)、體積(V)的一組氣干后的試塊放在一個燒杯中,并壓上重物,將燒杯放在真空干燥器中,用真空泵抽真空30 min。然后將不同濃度(見表1)的各種防腐劑緩慢注入干燥器內(nèi)。當(dāng)溶液浸沒試塊后,將干燥器內(nèi)的壓力升至常壓,試塊在溶液中浸泡30 min后取出,用紙將試塊表面的藥液吸干后稱重(W₂),計算試塊增重(WPG),公式如下:
　　WPG=(W₂-W₁)d/V×100%,
　　 式中d為防腐劑的濃度(g/L)。

表1　防腐劑濃度　　　　　　　單位:g/L

　　1.2.3　菌種侵染試驗　將防腐處理后的試塊及對照(空白)試塊置于烘箱60℃烘至恒重(按AMSD1413-76要求應(yīng)將木塊放在一恒溫恒濕室內(nèi)將木材調(diào)至水分平衡,然后稱重,現(xiàn)因受試驗條件限制,在木材受腐朽菌侵染前后均以60℃烘至恒重)、稱重(W₃),然后在氣干條件下達到水分平衡,將每組試塊裝入225 ml瓶中,然后擰緊蓋,放在高壓蒸氣消毒器中滅菌20 min(避免水份蒸發(fā)),冷卻后備用。木腐菌預(yù)先接種在有麥芽糖瓊脂培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中生長10天左右,然后將其菌絲塊(直徑5mm,帶瓊脂培養(yǎng)基)在無菌條件下接入飼木上。接種后置于培菌室中培養(yǎng)10天左右,待菌絲在培養(yǎng)基表面長滿時,把冷卻后的試塊放在飼木的菌絲上,把瓶蓋擰緊,然后放松1/4圈,培養(yǎng)12周。
　　 12周后取出試塊,輕輕地刮去表面菌絲和雜質(zhì),在烘箱中60℃烘至恒重后稱重(W₄),求出試塊腐朽后重量損失率(W)。計算公式如下:
　　W=(W₃-W₄)/W₃×100%。

　　2　結(jié)果與分析

　　2.1　木材天然耐腐性
　　 3樹種試材的天然耐腐性,均以試驗中對照樣本的試驗結(jié)果作為判斷依據(jù)。對照各組的平均失重率,濕地松為17.6%,馬尾松為21.3% , 與GB/T13942.1-92木材的天然耐腐性等級表(表2)標(biāo)準(zhǔn)比較,均屬耐腐等級;而尾葉桉為37.5%,與標(biāo)準(zhǔn)比較屬稍耐腐級。如果參照W.P.K. Findlay結(jié)果(表3),則馬尾松和濕地松材屬不耐腐等級,尾葉桉材屬易腐爛等級,這一判斷結(jié)果與實際使用似更吻合。廣東省林業(yè)科學(xué)研究所1978年曾對馬尾松和濕地松采取"土壤―木塊法、半埋土及露天不觸土暴露試驗", 結(jié)果也認(rèn)為馬尾松和濕地松材"均屬不耐腐的木材",其中濕地松材稍優(yōu)于馬尾松,其木材在廣東的氣候條件下,與土壤接觸使用壽命在1年以內(nèi)。

　　表2　耐腐性等級表(Standard of decay resistence)

表3　失重率與地面堆放壽命的關(guān)系

　　2.2　木材防腐劑的防腐效果
　　 3種藥物對3樹種試材的試驗結(jié)果表明,防腐效果是明顯的。但由于試驗設(shè)計中對預(yù)期防腐劑最小有效用量估計偏大,藥物濃度設(shè)置點偏高,所以在試驗結(jié)果圖中的臨界值左方,即受侵腐區(qū)只有一組以下數(shù)據(jù),因而無法形成直線與右方無侵腐區(qū)直線相交,未能得到準(zhǔn)確的臨界值位置,只能根據(jù)無侵腐區(qū)直線右邊的數(shù)據(jù)來估計臨界值所在區(qū)域。試驗共有3組結(jié)果圖,從圖中估測的臨界值結(jié)果見表4,文內(nèi)只給出一組圖(圖1),其它圖略。從圖表可見,只有尾葉桉B處理臨界值取值較理想,其臨界值在3 kg/m³, 而尾葉桉A處理臨界值≤1.5 kg/m³,C處理≤2.5 kg/m³; 濕地松3種藥物處理的臨界值均為≤1.5 kg/m³;馬尾松3種藥物處理的臨界值均為≤2.0 kg/m³。 這一結(jié)果與3種木材的天然耐腐性差異相一致。

表4　尾葉桉、馬尾松和濕地松木材A、B、C防腐劑處理的臨界值　　(kg/m³)

圖1　3種木材用B防腐劑處理的室內(nèi)促進試驗結(jié)果

　　3　結(jié)論與討論

　　3.1　濕地松和馬尾松木材同材種的3種不同防腐劑處理其臨界值很相近,尾葉桉的則除了B處理明顯差于A和C處理外, 后兩者相差不大。3種防腐劑處理的臨界值除了B處理的尾葉桉稍高外,其余的均較低,說明防腐效果好或較好,達到預(yù)期的目的。

　　3.2　3種藥物處理,在臨界值右方各組幾乎處于同一水平線上,說明其失重主要是木塊中的水溶性內(nèi)含物流失引起,藥物含量的差異對失重影響不大,且藥物流失量很少,只有A處理的馬尾松當(dāng)藥物含量達10 kg/m³時,失重量有上升,表示藥物有比較顯著的流失。

　　3.3　根據(jù)GD/T13942.1-92的耐腐性分級來判斷所試驗?zāi)静牡哪透?均屬耐腐等級,其結(jié)果與過去的試驗、所見的國外參考文獻以及實際的使用均有差異,我們認(rèn)為3種木材屬于不耐腐和易腐爛等級較合理。 造成其差異的原因值得進一步試驗和探討。

參考文獻

　　1　ASTM Standard, Wood Preservatives By Laboratory Soilblock Culture,1983

　　2　中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),木材防腐劑對腐朽菌毒性實驗室試驗方法(LY/T 1283~1998)

　　3　中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),木材防腐劑對軟腐菌毒性實驗室試驗方法(LY/T 1284~1998)

　　4　國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13942.1-92.木材天然耐腐性室內(nèi)促進試驗方法

　　5　W.P.K Findlay.The Nature and Durability of Wood.1985

　　6　朱志淞等. 濕地松.廣東科技出版社, 1991.236

　　7　AWPA Standard, Standard for Waterborne Preservative,1995.7~11

ACCELERATE TESTS OF EUCALYPTUS UROPHYLLA, PINUS ELLIOTTII
AND P. MASSONIANA TIMBER TREATED WITH PRESERVATIVES

Li Zhaobang　Liu Lei　Su Haitao　Liang Linqing　Huang Linfeng　Lin Shaoyi
(Guangdong Forestry Research Institute, Guangzhou, 510520)

　　
　　Abstract　An accelerated test, laboratory culture, was coducted for Pinus massoniana, P. elliottii, and Eucalyptus urophylla. treated with waterborne preservatives A, B, and C which are one kinds of CCA, CCB and ACC serieses respectively. The natural duarabilities and fresdhold are present in the paper. The natural wood durability of these species are belong to the non?durable and perishable. These results may be used for establishment of the technologies for production.
　　Keywords　Eucalyptus urophylla, Pinus elliottii, P. massoniana, Timber preservatives, accelerate test

　　廣東林業(yè)科技

　　2000年第16卷第2期