第四周-1纯天然材料.doc

第四部分:天然资源环境材料、环境替代材料及净化材料

一、木材的开发和利用
1、木材的结构和成分
木材是利用土壤中的水分、空气中的二氧化碳以及太阳能通过光合作用而成良的有机体,具有各种各样的年轮结构、组织结构、细胞形态、空隙结构及化学组成。其大致结构及成分如表4-1所示。从结构上看,木材主要由管状细胞结构和软组织构成;从成分上看,木材主要成分是纤维素、半纤维素和木质素组成。
木材是森林的主产品,是一种可以永续利用的再生资源,除了可以做建筑、家具、乐器、枕木、桥梁外,还可制成各种多功能的人造板。木材的易胀缩、易腐朽、易蛀蚀、易燃等缺陷,可以通过改性、防腐、防虫、阻燃等处理,提高其利用价值。
表4-2是木材与钢材和水泥的部分性能比较。可见木材的密度较小,大约只有钢材的1/20、水泥的1/4。而且,木材的导热性最小,吸水串较大,具有钢材和水泥所不具备的特点,作为室内结构和装饰材料有明显的优势。
2、木材的环境特性
近年来越来越多的研究表明,作为一种天然材料,木材具有优异的环境性能,在树木的生长、木材的加工和使用过程中对环境具有非常友好的特性。
为了利用木材,需要进行干燥、切削、粘结等各种加工。表4-3中列出了木材及其他材料加工过程中的一些环境特性数据。可见与钢材、铝合金、混凝土及纸材相比,加工木材的过程中,特别是自然干燥木材的矿物燃料消耗和二氧化碳排放量都是最小的。随着对木材加工程度的增加,其能耗和二氧化碳排放量相应增加。相对来说,三合板和硬质纤维板在加工过程中的能耗和二氧化碳排放量比混凝土加工要高,但也远远低于钢材和铝合金加工过程的环境影响。
下面简述木材的一些典型环境特性,如木材的再生性、固碳作用、调湿性,以及与人类有关的视觉特性和触觉特性等。
再生性
作为环境保护的一个重要内容,
放的有效途径。与不可再生的矿产资源相比,木材的可再生性是矿产资源不可比拟的,符合人类社会可持续发展的战略构想。
今天,世界上作为可利用的木材资源已发性重要变化,人工林资源正在替代天然林资源。木材是一种最早的、最标准的环境材料。
(2)固碳作用
从1860年到现在,大气中的二氧化碳浓度已由280×10-6上升到353×10-5,%的速度继续增长。据专家预测,到2050年以后大气中二氧化碳的浓度将会是现在的两倍。以二氧化碳为主的温室气体累积产生的温室效应,将导致全球气候逐渐变暖。
木材中的C,H,O,N等元素的来源各不相同,以占其中50%的C元素而论,主要来源于大气中的二氧化碳。早期的树木研究就已表明,二氧化碳浓度的增加时植物有“施肥效应”,这非常有利于生物圈对大气中二氧化碳的吸收。通过光合作用,,,将碳元素固定在树木中形成纤维材料,这种固碳作用和造氧机能是其他材料所不能比拟的,对地球生物圈的生态平衡有着重要的作用。
(3)木材的调湿性
材料的调湿特性是指靠材料自身的吸湿或解吸作用,直接缓和环境的湿度变化,使湿度稳定在一定范围内。
调湿性是木材的独特性能之一,也是其广泛作为室内装饰材料和家具材料的优点所在,对人体健康和物品保存提供了一种环境调节作用。
判断材料的调湿性通常有两种方法:一种方法是以水蒸气变化为基准判断不同材料的凋湿性,另一种是以温度变化为基准判断不同材料的凋湿性。将这两种方法进行综合来判断常用居室装饰材料的调湿性,结果发现软质纤维板的调湿性能最好,实体木材、胶合板、刨花板、石膏板的调湿性能也属优良。有些材料虽然基材的调湿性好,但若表面用调湿性不好的材料处理,仍然不能得到很好的调湿性能。
(4)木材的视觉特性
产品特点:这款产品古典气息浓厚,纹理逼真自然。地板表面独特的V型槽设计,铺装后使室内的视觉效果更加开阔。并且快步地板可以保证多年使用不出现缝隙。
(5)木材的触觉特性
产品特点:木材具光泽、结构细、纹理漂亮、木材稳定性好、耐腐、抗蚁性强,干燥性能良好
3、木材改性和应用
木材也有许多不足之处,如硬度强度不够高、易腐朽、变色等。为了增加使用的可靠性和避免其缺点,通常要对木材进行加工改性后再使用。改性方式包括整体改性、表面改性及细微复合处理等。
作为传统家具的原材料,我们祖先原来采用的是榆木、松木、榉木,楠木等中度硬度的木材,后来由于材料的短缺才改用热带硬木。既然传统家具已改用硬木,并且已被市场接受,那么,我们应该利用现代的科技和手段,去改变木材的性能,以符合市场的需求。不应该违反国际与国内法,不应该去破坏人类的热带雨林,而应该以人工为材料,进行改性。
(1) 整体改性
木材的整体改性可用于各种功能和各种用途。目前,整体改性主要有物理改性和化学