一种活立木防腐处理方法与流程

1.本发明涉及木材防腐技术领域，具体而言，涉及一种活立木防腐处理方法。


背景技术：

2.木材作为一种天然有机复合体，含有多种生物所需的营养成分，因此，极易遭受各种生物的败坏，为了延长木材的使用寿命，需要对木材进行防腐处理。常用的防腐剂为加铬砷酸铜(cca)或氨溶季铵铜防腐剂（acq）。cca 防腐剂由砷化物、铬化物和含铜化合物按一定的比例配制而成，起防腐防虫作用的是铜、铬、砷元素。由于 cca 防腐剂含有的铬和砷等有毒元素对人体及环境的危害较大，因此被很多国家禁止或限制使用，取而代之有acq、铜唑、有机类防腐剂等。
3.常见的木材防腐处理有常压法和加压处理法，都需要提前对木材进行干燥，方能达到理想的浸渍效果。如果木材含水率过高，木材内没有充足的空间供防腐药剂进入，进而很难达到理想的防腐效果。同时，木材在经过防腐处理后，需要二次干燥，生产程序繁琐，周期较长。有学者尝试对待砍伐的活立木做防腐处理，利用树木中水分的传输通道将防腐剂输送到活立木的木质部，进而达到防腐的目的。现有的活立木防腐多是利用树木的蒸腾拉力作用，春、夏季节在树木的基部注射防腐剂，通过树木的蒸腾作用，把防腐剂输送到树木的上部，同时，防腐剂横向扩散作用使得药剂可以均匀的分布于树干内。
4.春、夏季，树木生长旺盛，木质部含水率较高（一般＞150%），此时对活立木注射防腐剂，则导致其含水率进一步增加，将来木材的干燥所需的能耗较大、时间必然延长。冬季（初冬），树木落叶之后，随着蒸腾作用的减弱，枝条和树干中的水分在重力作用下会逐渐向根部转移，从而降低地上部分含水率（一般＜120%），以便于过冬。冬季活立木注射防腐剂存在的问题是蒸腾作用较弱，无强力向上传输动力。


技术实现要素：

5.本发明在于提供一种活立木防腐处理方法，其能够缓解上述问题。
6.为了缓解上述的问题，本发明采取的技术方案如下：本发明提供了一种活立木防腐处理方法，在冬季且日均气温0℃以上的时间段对能够使用的竖直活立木进行防腐处理，包括：在活立木主干的1/2到2/3高度处钻注射孔，所述注射孔朝向所述活立木主干的中轴线，且从上斜向下延伸，长度等于活立木主干当前高度位置的半径；通过依次连接的输液吊袋、输液导管以及注射针头，从注射孔向活立木内部注射防腐剂，所述输液吊袋位于所述注射孔上方至少80cm高度的位置，所述防腐剂在自身重力，以及活立木内树液导管的导向作用下，向活立木内的各区域扩散。
7.其中，防腐剂的浓度和用量需根据活立木树干的体积及防腐指标计算得到。以acq-d为例，如树干体积预计为0.5m3，防腐木按照c3等级处理，每立方米需要4.0kg防腐剂，acq的浓度配制为2%，则需要至少100l药液。为了减少药液注射量和作业时间，可适当提高药剂浓度。
8.活立木可以是杨树、柳树、泡桐等常见阔叶木材，例如青杨、毛白杨、黑杨等常见杨树，以及旱柳、垂柳等常见柳树。
9.注射孔的直径视注射针头直径而定，要求是注射针头可紧密的插入注射孔，无漏液现象。
10.能够使用的活立木指的是有经济价值的部分。
11.在本发明的一较佳实施方式中，在活立木钻有注射孔的高度位置，沿活立木环向至少等距离布置有三个注射孔。
12.在本发明的一较佳实施方式中，所述注射孔的倾斜角度为45
°
。
13.在本发明的一较佳实施方式中，所述防腐剂为cca、acq、铜唑和有机防腐剂中的任意一种或多种的组合。
14.在本发明的一较佳实施方式中，在注射防腐剂的过程中，所述注射针头过盈插接于所述注射孔。
15.在本发明的一较佳实施方式中，每一所述输液吊袋配置有至少三个所述注射针头。
16.在本发明的一较佳实施方式中，在向活立木注射防腐剂的过程中，定期对活立木的木材载药量、木材含水率以及防腐剂的流速进行检测。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明是一种高效、环保、节能的木材防腐处理方法，其在冬季且日均气温0℃以上的时间段对活立木进行防腐处理，该时间段的木材含水率较低，可大大降低木材砍伐后干燥所需的时间和能量消耗；同时，采用输液法向活立木注射防腐剂，对注射孔的位置、结构尺寸进行了合理限制，对输液吊袋的高度位置进行了合理限制，解决防腐剂无传输动力的问题，防腐剂能在自身重力，以及活立木内树液导管的导向作用下，向活立木有效主干内的各区域扩散，使防腐剂能均匀的分布于木质部。
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例1试验地点：本次试验地点为北京市海淀区中国林科院户外试验苗圃场，海拔约200m，典型的温带季风气候，四季分明，试验时间选在初冬2021年12月7号，晴，气温0-10℃，树木已完全落叶。
22.试验材料：3年生杂交杨木，接地端直径6.2cm，1.5m高处5.1cm。防腐剂为0.5%铜氨溶液，共计1kg。输液吊袋为1l装，每袋3个注射针头，针头外直径约3mm。
23.试验方法：1、防腐剂配制。自制0.5%铜氨溶液。称取1kg装入输液吊袋中备用，注意排空输液管内的空气。吊袋悬挂于待注射树木上方，与注射位点的高度差80cm。
24.2、树干打孔。在树干离地1.5m处，沿着周长均分为三分，用3mm钻头斜向下45
°
钻出注射孔，注射孔深度为该处树干半径长度。如选中的树木1.5m处周长约16cm，则间隔5.3cm分别钻取2.5cm深的注射孔。
25.3、注射防腐剂。钻孔结束后，迅速将注射针头插入注射孔内，确保密封后打开注射开关，开始注射，注意观察，确保无漏液现象。
26.4、流速测量。采用重力称称取初始输液吊袋重量，每隔一段时间称取一次重量，根据重量变化和时间长短，计算防腐剂流速。
27.5、活立木药剂分布：待防腐剂注射结束间隔3-5天后，钻取生长锥观察防腐剂的分布情况，可以发现铜防腐剂基本扩散均匀，时间越长分布越均匀，但也存在药剂流失风险。
28.6、载药量检测。砍伐活立木后取样检测木材载药量，同时测量木材含水率。
29.对比例1将实施例1中杨树砍伐后，取注射孔上方无防腐剂部分，截取树干部分，干燥后进行传统防腐处理，防腐剂类型和浓度与实施例1相同，气干，参照标准ly t 1283-2011木材防腐剂对腐朽菌毒性实验室试验方法进行测试耐腐性能。
30.实施例2试验地点：本次试验地点为北京市海淀区中国林科院户外试验苗圃场，海拔约200m，典型的温带季风气候，四季分明，试验时间选在初冬2021年12月7号，晴，气温0-10℃，树木已完全落叶。
31.试验材料：3年生杂交杨木，接地端直径5.4cm，1.5m高处4.2cm。防腐剂为0.5%铜氨溶液，共计1kg。输液吊袋为1l装，每袋3个注射针头，针头外直径约3mm。
32.试验方法：1、防腐剂配制。自制0.5%铜氨溶液。称取1kg装入大树注射吊袋中备用，注意排空输液管内的空气。吊袋悬挂于待注射树木上方，与注射位点的高度差80cm。
33.2、树干打孔。在树干离地1.5m处，沿着周长均分为三份，用3mm钻头斜向下45
°
钻注射孔，注射孔深度约为该处树干半径长度。如选中的树木1.5m处周长约13cm，则间隔4.4cm分别钻取2.1cm深的注射孔。钻孔结束后，迅速将注射针头插入注射孔内。
34.3、伐树。将待处理树木上端用绳子固定在周围的树木上，用锯子将树木从基部快速锯断，断面垫上无纺布或者其他不易堵塞树木管道的物品，保持新伐的活立木处于竖直状态。
35.4、注射防腐剂。打开注射开关，开始注射防腐剂，注意观察有无漏液现象。
36.5、流速测量。采用重力称称取初始输液吊袋重量，每隔一段时间称取一次重量，根据重量变化和时间长短，计算防腐剂流速。
37.6、活立木药剂分布：待防腐剂注射结束间隔3-5天后，钻取生长锥观察防腐剂的分布情况，可以发现铜防腐剂基本扩散均匀，时间越长分布越均匀，但也存在药剂流失风险。
38.7、载药量检测。取样检测木材载药量，同时测量木材含水率。
39.对比例2
选取常见毛白杨板材，干燥后进行传统防腐处理，防腐剂类型和浓度与实施例1相同，气干，参照标准ly t 1283-2011木材防腐剂对腐朽菌毒性实验室试验方法进行测试耐腐性能。
40.实施例3试验地点：本次试验地点为北京市海淀区中国林科院户外试验苗圃场，海拔约200m，典型的温带季风气候，四季分明，试验时间选在初冬2021年12月7号，晴，气温0-10℃，树木已完全落叶。
41.试验材料：4年生柳树，接地端直径6.5cm，1.5m高处5.2cm。防腐剂为0.5%铜氨溶液，共计1kg。输液吊袋为1l装，每袋3个注射针头，针头外直径约3mm。
42.试验方法：1、防腐剂配制。自制0.5%铜氨溶液。称取1kg装入输液吊袋中备用，注意排空输液管内的空气。吊袋悬挂于待注射树木上方，与注射位点的高度差80cm。
43.2、树干打孔。在树干离地1.5m处，沿着周长均分为三份，用3mm钻头斜向下45
°
钻注射孔，注射孔深度约为该处树干半径长度。如选中的树木1.5m处周长约16cm，则间隔5.4cm分别钻取2.6cm深的注射孔。
44.3、注射防腐剂。钻孔结束后，迅速将注射针头插入注射孔内，确保密封后打开注射开关，开始注射，注意观察有无漏液现象。
45.4、流速测量。重力称称取初始吊袋重量，每隔一段时间称取一次重量，根据重量变化和时间长短，计算流速。
46.5、活立木药剂分布：待防腐剂注射结束间隔3-5天后，钻取生长锥观察防腐剂的分布情况。
47.6、载药量检测。砍伐活立木后取样检测木材载药量，同时测量木材含水率。
48.试验结果将上述立木防腐处理组与对比例组试材，参照gb_t13942.1-2009木材耐久性能第1部分_天然耐腐性实验室试验方法测试其室内耐腐性能，结果表1所示。
49.表1 室内耐腐朽测试结果
从表1可知，实施例中活立木载药量均未达到实验设计的4.0 kg/m3，原因是注射时流速较快，部分药剂从根部直接流失，同时，由于树皮的微弱蒸腾作用，有少量药剂沿木质部向上移动，后续应加大初始注射液浓度。对比例达到ⅰ级强耐腐等级，实施例由于载药量较低，耐腐等级为ⅱ级耐腐。
50.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。