木材生物危害缺陷是什麼

時間 2021-05-04 12:43:47

1樓:中國農業出版社

木材由於受真菌、細菌、昆蟲、海生鑽孔動物等的侵害而形成的變色、腐朽、蟲眼或蛀孔等缺陷。因危害木材的生物種類不同,破壞程度差別很大。在大多數情況下,生物侵害所引起或形成的缺陷都會使木材的構造和物理、力學、化學等性質發生變化而降低木材的使用價值和利用率。

變色常見的變色如藍變,主要損害木材外觀,並增加木材吸水性,抗衝擊強度略有降低。木腐菌初期引起的變色材如保管不善或使用不當,能發展為腐朽。偽心材是在立木時期,真菌侵入樹幹內部,所造成的一種深變色,常見於闊葉樹材心部,呈圓形、星狀或不規則狀,具暗褐色、紅褐色、淡紫色、紫色或深綠色等色調,與邊材間常由深色帶分隔。

主要損害木材外觀,降低順紋抗拉強度,並增加脆性。(見木材變色)

腐朽木材在適宜的環境條件下,主要受木腐菌、細菌的侵害,使細胞壁受到破壞,木材色澤和結構改變,最後變得鬆軟易碎,呈篩孔狀、粉末狀或海綿狀等形態。從衰老的立木到伐倒木、原條、原木、鋸材、木製品以及各種建築結構材等都會遭受木腐菌的侵害形成腐朽。木腐菌感染途徑及其造成的缺陷是:

①在活立木上,孢子和菌絲常以根部、幹部或梢部的傷口或斷枝處侵入,形成根腐、幹腐或梢腐。由於邊材系活細胞,有生命力,故有抵抗菌類侵害的能力,因此,木腐菌只侵入心材,造成心材腐朽,或稱內部腐朽(圖1a),周圍材質完好的空心稱鐵眼。②在貯運中的伐倒木或原條、原木上,邊材逐漸失去活力,水分不斷減少,致使邊材喪失抵抗菌害的能力,使木腐菌得以侵入而形成邊材腐朽(圖1b)。

③使用期間的木材和木製品,也能受到木腐菌侵害。特別是與水或土壤接觸和受潮的木材,容易受到感染。有的木材在製成各種結構材和木製品之前,已經受到菌類感染,潛伏在木材中的菌絲或孢子一旦條件合適,就能復甦繼續繁殖,形成腐朽。

木材腐朽可分為初期、中期和後期等階段。①初期腐朽:木材顏色發暗或變淺,用顯微鏡觀察,細胞腔內有少量的菌絲。

②中期腐朽:木材顏色變淺或加深。細胞腔內積聚著大量菌絲,細胞壁被菌絲分泌的酶溶蝕,逐步變薄,有的還穿蝕成許多不規則的孔洞,致使細胞壁遭受破壞,木材基本性質發生顯著改變。

③後期腐朽:木材即成朽木,呈纖維狀、層狀、塊狀或綿軟狀,發生皺痕、龜裂或多孔而成碎片。根據腐朽材的形態和色澤,可將腐朽分為白腐、褐腐和軟腐等3種型別。

圖1白腐

主要由白腐菌破壞木質素,同時也破壞纖維素所形成。受害木材多呈白色或淡黃白色,或淺紅褐色,露出纖維狀結構。外觀似大理石狀者,稱大理石狀腐朽;似海綿狀者,稱海綿狀腐朽;似蜂窩狀者,稱篩孔狀腐朽(圖2a)。

白腐後期材質鬆軟,容易剝落。

褐腐主要由褐腐菌破壞纖維素所形成。外觀呈紅褐色或棕褐色,質脆,中間有縱橫交錯的塊狀裂隙。褐腐後期受害木材易捻成粉末,故又稱為粉末狀腐朽(圖2 b)。

褐腐在危害用材特別是危害建築結構材中常分為幹腐和溼腐兩類。①幹腐:由於幹腐菌的侵害所致。

該菌菌絲能輸導水分使位於通風不良的乾材變潮而遭受侵害,形成典型的紅褐色塊狀腐朽,是木建築構件的重要腐朽型別。②溼腐:多由粉孢革菌等的侵害所形成。

受害木材多處於潮濕條件下,如在建築物內有漏水或凝結水的木構件部位,常引起木材呈紅褐色塊狀,且多為縱裂腐朽。其次亦見於礦柱、橋梁、倉庫、枕木等處的溼木材。也有時見於貯木場的原木等。

圖2軟腐

由軟腐菌或稱微真菌所引起。木材表層材質軟化變黑,類似燒焦的木材,乾燥時軟腐層呈細小塊狀開裂,易成碎片剝落。軟腐可繼續向深層發展,但進展緩慢。

木材長期在高溫潮濕的環境中,容易遭致軟腐。

此外,細菌也能侵害木材,但較真菌輕微,一般與真菌一起危害木材,形成菌腐現象。

木材蟲害缺陷

因各種昆蟲蛀蝕或鑽孔所造成的危害缺陷。大體分為使用前的蟲害缺陷和使用期的蟲害缺陷兩類(見木材蟲害)。

木材在使用前的蟲害缺陷

害蟲對伐倒木或原木所造成的危害缺陷,主要是蟲眼和對立木有時能形成的髓斑。

蟲眼主要由鞘翅目的棘脛小蠹科、長小蠹科、象蟲科、天牛科、吉丁蟲科、筒蠹科,膜翅目的樹蜂科等的害蟲蛀蝕所形成。根據蛀蝕程度,可分為表面蟲眼或蟲溝、小蟲眼和大蟲眼等。①表面蟲眼或蟲溝:

主要指木材遭蛀蝕的深度不足10公釐的蟲眼和蟲溝(按中國國家木材缺陷和檢驗標準規定)(圖3)。多由某些小蠹蟲及某些天牛等的侵害所形成。主要蝕害新伐倒木樹皮下的韌皮層而傷及邊材表層,咬穿坑道,形成表面蟲眼和蟲溝。

②小蟲眼:主要指蟲孔最小直徑不足3公釐的蟲眼,多由棘脛小蠹科、長小蠹科與筒蠹科等科的某些小蠹蟲所造成。它在樹皮下蛀蝕的蟲眼、蟲溝常擴充套件或延伸至邊材部位。

蟲孔深度3~5厘公尺,甚或10多厘公尺不等。蟲道在木材內呈水平或垂直樹枝狀分叉。③大蟲眼:

蟲眼圓形或扁圓形,最小直徑在3公釐以上,深度在10公釐以上(按中國國家木材缺陷和檢驗標準規定),主要由天牛、松樹皮象和樹蜂等害蟲所形成(圖4)。蟲道常有絲狀或粒狀蛀屑充塞或排出。例如:

光胸幽天牛(中國東北林區稱小蛤蟲眼),主要危害雲杉、冷杉、紅松和落葉松等針葉樹材的邊材,有時靠近邊材的心材部分也受其害,其中雲杉受害最為嚴重;雲杉大黑天牛(中國東北林區稱大蛤蟲眼),主要危害針葉樹材的邊、心材;松墨天牛,又稱松褐天牛、松天牛,主要危害馬尾松、雲杉、冷杉、落葉松、檜屬等樹種;松瘤象,主要危害馬尾松,尤其是直徑大的帶皮原木和伐根。

圖3圖4一般表面的蟲眼和蟲溝可隨板皮一起鋸除,故對木材的利用基本沒有影響,分散的小蟲眼影響也不大。但蛀蝕較深的大蟲眼和深而密集的小蟲眼,常能破壞木材的完整性和纖維的連續度,並降低力學強度。所有蟲眼都給變色菌和腐朽菌帶來了傳播和繁殖的有利條件。

髓斑系立木在生長時期形成層受到昆蟲的侵害,癒合後所形成。在某些樹種的橫斷面上常見到色澤較深的半圓或半月形的斑點,其長徑在弦向約為0.16~0.

32厘公尺。大量存在時會影響木材強度。髓斑常見於樺木、槭木、椴木、柳木、櫻桃木等樹種。

導致髓斑形成的昆蟲主要有雙翅目。例如樺木的髓斑主要由蠅類幼蟲侵入所致。

木材在使用期間的蟲害缺陷

鋸材、建築結構用材、家具材等常遭受鞘翅目的蠹科、長蠹科、粉蠹科和天牛科,等翅目的鼻白蟻科、木白蟻科和白蟻科,以及膜翅目的木蟻等害蟲的侵害。所造成的缺陷可分為針孔粉柱狀缺陷、大孔粉柱狀缺陷和蜂窩狀缺陷3類。

針孔粉柱狀缺陷

主要由粉柱甲蟲如竊蠹科、長蠹科、粉蠹科等科的害蟲侵害所形成。蟲道都被細的蛀屑所填塞。幼蟲在木材中縱橫不規則地鑽蛀,木材表層呈現許多細孔,孔徑0.

8~1.5或2.1公釐,危害嚴重時,木材僅外殼保持完整,而內部則呈粉柱狀破壞。

粉蠹科的甲蟲多侵害硬闊葉樹材如櫟木、白蠟、山核桃等的導管。木材受害程度,視其澱粉含量而定。竊蠹科的甲蟲如家具竊蠹多危害闊葉樹材和針葉樹材的邊材及一些淡色的闊葉樹材心材,常見於乾燥的木建築物和木器家具等木製品。

長蠹科的甲蟲既危害乾燥的木材,也傷害剛伐下的新鮮闊葉樹材,特別是帶皮的闊葉樹材。其成蟲在樹皮中築起無蛀屑的蟲道,產卵,卵孵化成幼蟲後,即在邊材上鑽食澱粉食物,並將蟲道用細的蛀屑填塞住,蟲道圓柱形。被害木材常僅留一層紙樣外殼。

大孔眼粉柱狀缺陷

主要由天牛科的某些天牛侵害所形成。木材表層可以見到蛀孔或蟲眼,木材內部則充滿粉柱狀的蛀屑,破壞嚴重時不堪使用。在中國危害木材的有家天牛和長角鑿點天牛。

①家天牛:又名腐木天牛。常侵害氣幹狀態的原木,特別是針葉樹材製成的建築物構件和電線桿等。

卵產在縫隙內,幼蟲咬蛀成不規則的坑道,坑道伸向各方,但主要與纖維並行。幼蟲的蟲眼較大,直徑6~8公釐。深入邊材內部,斷面呈橢圓形,坑道均充滿細的蛀屑。

幼蟲完成其發育後,即轉向表層在其稍下方築蛹室,用細的蛀屑堵住蛹室化蛹。經羽化後的成蟲,即從咬蛀成直徑為0.5~1.

0厘公尺的卵形孔中飛出。確定木材的受害程度時,要用小錘敲打,憑藉聲音來判斷。同時,敲打受害木時,會有白色微細的粉末蛀屑從縫隙內震出。

②長角鑿點天牛:又稱長角櫟天牛。分布在中國山東、廣東、台灣等地。

主要危害房屋建築和家具木材。被害樹種很多,多是闊葉樹材的邊材。成蟲卵產在細小的縫隙或小蟲孔中,深約5~7公釐。

幼蟲孵出後,即蛀入木材以澱粉和可溶性醣類為食,外面無任何痕跡。幼蟲坑道極不規則,坑道內充滿粉狀蛀屑。坑道深度可達20~24公釐,直徑7~10公釐。

老熟幼蟲在坑道末端築室化蛹,新成蟲常穿鑿橢圓形羽化孔鑽出。

蜂窩狀缺陷

這類缺陷主要由等翅目的白蟻和膜翅目的木蟻等的侵害所形成。①白蟻:是危害使用期內木材的最主要害蟲。

這類昆蟲在溫暖潮濕地區特別是在中國南方地區最為猖獗;能侵害房屋建築、枕木、電桿、柱材、樁木、礦柱、橋梁等用材。木材內部常形成蜂窩狀或片狀的破壞。白蟻為群居性昆蟲,其破壞活動非常隱蔽,不易被發現,即使木材內部完全蛀空,其外面表層仍很完整。

根據白蟻的棲居習性和營巢位置,可分為木棲、土木棲和土棲3類。木棲類的堆砂白蟻型,屬木白蟻科,完全生活在木材中,與土壤不發生關係,主要危害房屋建築構件或衰弱的活立木。土木棲類又可分為家白蟻和散白蟻兩個不同的巢居型別。

家白蟻型,屬鼻白蟻科。在室內或野外築巢,常見於大樹幹內,專蛀蝕早材,是中國長江以南地區房屋建築物的大敵。散白蟻型,不築大型巨巢,群體多分散,多危害立木根部或近地面樹幹,房屋構件也常受其害。

土棲白蟻類,屬白蟻科,築巢於地下,深達1~2公尺,是河堤、水庫的大敵,也蛀蝕木材。②木蟻:大的和小的黑色或褐色木蟻常危害根株、陳舊原木和衰弱的立木。

亦能危害使用的木材,如建築材和電桿等,尤其是已發生腐朽並開始軟化的木材。不如白蟻那樣隱蔽,在被害木附近常可見到。

海生鑽孔動物危害缺陷

浸在海水中的樁木、護木、漁船和其他木結構,常受到海生鑽孔動物的蛀蝕,形成蜂窩狀的缺陷。這些動物主要有軟體動物的船蛆和海筍、甲殼動物的蛀木水蝨和團水虱等。(見海生鑽孔動物危害)

木材伐倒以後,因生物危害所產生的缺陷多數可以控制。一方面根據木材不同的用途所容許的缺陷限度,合理利用木材,或改進加工工藝。同時也可改善貯存期間的木材保管技術和加強用材的防腐、防蟲處理,嚴格限制生物對木材的侵害。

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