木材碳化,又称木材高温热处理,是以水蒸气、惰性气体、油、水等为导热介质,在160~250℃温度下,对木材进行短期热解处理的一种环保型木材物理保护技术。高温下对木材的处理可以使得木材组分发生物理变化和化学变化,从而可以改善木材的尺寸稳定性、耐久性和颜色。热处理后木材性质的改变状况,很大程度上取决于木材树种的不同和工艺条件的差异。
目前碳化方式主要有5种。这5种方式的区别主要在于导热介质和温度范围,这也导致了碳化木材强度存在一定差异
主要碳化方式
芬兰ThermoWood:先对生材或者预干的木材进行干燥,然后进行蒸汽热处理。目前,已在商业上获得巨大突破,且应用最为广泛。
法国Retification:在210℃以上,高氮且氧气含量<5%的条件下,对含水率为12%的木材进行处理。
法国Le Bois Perdure:生材干燥之后,利用木材中水分产生的蒸汽进行加热处理。
荷兰Plato process:在温度>160℃、加压条件下,对饱水木材进行热处理;当木材干燥至含水率10%时,再在170~190℃,常压、无氧条件下固化
德国Oil:在160℃以上进行热油浴。目前正在进行添加化学反应基团,将化学改性与热处理相结合的油处理试验。
上述工艺是通过将氧气维持自较低水平,来避免木材在高温处理过程中着火。但处理周期长、能耗高,产品的质量参差不齐;特别是对温度和压力的控制要求较高,即便是1℃或之差,都可导致木材内裂的发生。