木材变色和腐朽的成因

木材变色和腐朽的成因
摘要:木材因为自身结构因素和受自然因素的影响会出现变色和腐朽。

本文简要分析了木材变色和腐朽的成因。

关键词:木材变色腐朽成因
木材是树木砍伐后,经初步加工,可供建筑及制造器物用的材料,是一种重要的天然材料。

但由于木材具有其自然独特的优良特性,在建筑工程尤其是装饰领域中,始终保持着重要的地位。

然而木材因为自身结构因素和受自然因素的影响会出现变色和腐朽等现象,直接影响建筑工程质量或者装饰效果。

1 引起木材变色的主要成因
1.1 木材改变颜色
木材改变颜色就是受环境的影响(比如太阳光照射、水的侵蚀、温度和湿度)和微生物(主要是真菌)的作用,使得木材表面颜色发生了不同程度的变化。

采伐后的原木和加工后的木制品受环境和微生物的作用,都可能发生颜色的改变。

采伐后的原木端头和不完好树皮下是最容易发生颜色改变的部位。

加工后木材,由于加工过程中的锯子削及存放地点的环境、时间长短等因素,也容易发生颜色改变。

即使木材被制成可供使用的木制品后,在使用过程中也会发生颜色变化。

1.2 木材改变颜色的主要因素
木材由本色改变成其他颜色其主要原因可分为两种,其一,是化学因素引起的变色,比如单宁变色、氧化变色等;其二是微生物(真菌)引起的颜色改变。

1.2.1 化学因素引起的变色
(1)光化学降解引起的变色。

光化学降解引起的木材退色、变色最主要的是紫外光与可见光的照射。

当木材放置在有阳光的地方,在紫外线的照射下,木材表面会迅速发生一系列化学降解,经过相应的时间,从而使木材表面颜色逐步发生改变。

影响光化学降解变色的因素有:①温度。

在光的照射下,温度会逐步升高。

温度就如同加速剂,温度越高化学降解反应和氧化反应的速度就越快,最终促使木材表面颜色由本色改变成其他颜色,如粉色、红色、灰色等。

②空气中的水分。

水分慢慢浸透到木材的细胞壁,促使细胞壁逐步膨胀,细胞壁沉降强度也逐步增加,组成木材的分子间距离加大,阳光更容易透入,自由基数量的越来越多。

如此,木材中的水分子与自由基结合,就会形成自由基－水络合物。

1.2.2 化学反应引起的变色
(1)单宁类化学物质引起的变色。

单宁中文又称鞣酸、丹宁酸。

许多种树木的树皮和果实中都有单宁存在。

树木受昆虫侵袭后所生成的虫瘿中的主要成分也是单宁。

单宁有以下主要特点:为无定形、松散粉末,颜色为黄色或棕黄色,有很强的吸湿性;单宁不溶于乙醚、苯、
氯仿,但易溶于水、乙醇、丙酮;单宁还能与重金属盐和碱土金属氢氧化物溶液形成沉淀;与过渡金属形成络合物,生成黑或绿色沉淀;单宁在空气中由于酶作用下易氧化,形成发色化合物。

(2)黄酮类和木质素以及酚类物质引起的化学反应变色。

黄酮类、木质素和酚类这三种化学物质,是导致木材显色和颜色变化的主要化学成分。

原因在于这些化合物都具有较强的氧化还原能力,经过化学过程形成的氧化产物,会使木材显色或使木材颜色加深。

再有,黄酮类、木质素和酚类也易与过渡金属作用而显色。

(3)铁离子与其他物质化学反应引起的变色。

这也被称为铁变色。

木材中含有的单宁、酚类以及黄酮类、木质素与铁离子发生化学反应,可以使木材由本色变色为灰黑色。

铁变色是木材表面变色,不进入木材的射线。

同样过渡金属铜离子也会产生有类似的化学反应,形成单宁铜或者是单宁酸铜,使木材由本色变色为浅红色。

1.3 真菌引起的木材变色
赵桂华等在《木材变色和变色菌的研究现状》一文中,研究了真菌引起木材变色,认为木材变色是由真菌菌丝产生黑色素引起的。

木材深层变色是由黑色菌丝引起的,或者产生色素扩散到木材中使木材细胞壁变色。

引起木材变色的最常见的真菌有子囊菌(主要是长喙壳真菌)、半知菌(黑酵母菌、黑霉菌、霉菌)等。

霉菌和变色菌多寄生于边材的射线薄壁细胞和轴向薄壁细胞中,
并且以这些细胞中的营养物为养分维系生存和繁殖。

繁殖的数量急剧扩大,菌丝向木材四周蔓延并向木材内部侵人,如此木材的表面或者内部的颜色便开始产生变化。

由于菌种和树种以及环境因素的不同,木材产生变色后的颜色也不尽同。

2 木材的腐朽及成因
木材的腐朽。

木材细胞壁被腐朽菌(多数为真菌)或其他微生物分解引起的木材腐烂和解体的现象,包括白腐、褐腐和软腐。

木材腐朽包括木材的菌害、虫害和变色等,主要是因为木材内部的多糖和木质素等主要成分在水和空气的作用下,发生了改变。

木材的腐朽包括活立木(树木)和采伐后的倒木、经初步加工的板材以及其制品的腐朽等。

(1)活立木(林木)腐朽。

活立木(林木)腐朽大多是由寄生性病害引起的。

以成熟林、过熟林为主,受寄生性病害的影响木材材质会下降,有的还会引起林木生长量降低,甚至导致其死亡。

菌类在朽材或活立木腐朽枝干的表面上着生,呈多样形态和形状。

致病真菌从林木的断枝桩或者动物伤以及人工造成的机械伤等伤口侵入后,可单独导致林木腐朽。

木材颜色变化首先出现在活立木的伤口附近,木质部由于创伤的刺激和真菌、致腐菌类的共同作用,发生色素沉淀,单宁和填充体大量积累,使木质部颜色变深,质地变硬。

变色的木质部特别容易被非致腐菌类所感染,感染后木质部又变得容易为致腐真菌所着生繁殖。

(2)倒木、板材以及其制品的腐朽。

林木被采伐后,一般先存放在林地或者贮木场,生产者按照不同的需要将原木加工成各类板材和相应的制品。

使得倒木、板材以及其制品腐朽的微生物(真菌)的种类远比导致活立木腐朽的种类多得多。

活立木成活期间对一些菌类如木蹄层孔菌、松生拟层孔菌等具有较强抗性,这些菌类还不能侵染活立木,但采伐后这些菌类却能引起木材的腐朽。

倒木和原木上最常见还有彩绒革盖菌、粗毛纤孔菌、离边粘褶菌等致腐菌。

引起建筑物中木材腐朽的菌类与倒木、原木有所不同,主要是干朽菌。

3 结语
木材的色变和腐朽由多种因素造成的,为了保证木材的价值,需要有针对性地采取防护措施。

在这里特别要指出的是,活立木(林木)是木材的来源,由于会受到腐朽菌类的侵蚀,故此需要加强林木的抚育、保护和管理工作,减少菌类对林木的腐蚀,有效促进林木成活、成材。

对于那些病腐感染率较高的林分,要保持林内卫生,不断清除那些影响林木成材的病、虫木,为林木生长创造良好生态环境。

参考文献
[1]郭梦麟,蓝浩繁,邱坚.木材腐朽与维护[M].中国计量出版社,2010.
[2]王景昌.木材检验工程师技师晋升指导[M].吉林科学技术出版社,1998,12.。