碳化木是什么木材，定义、特性及其在现代建筑中的应用

木材碳化，这听起来就很有科技感的词儿，其实就是对木材进行一种特殊处理的技术。说它特殊，是因为它在一定的温度范围，像160到250℃之间，利用水蒸气、惰性气体、油、水这些导热介质来让木材发生些改变。这就仿佛是给木材做一个高温下的“桑拿”，当然这个“桑拿”可是很有讲究的。

1. 木材碳化与木材性质改变的原理

高温下，木材里的那些组分可就要“忙起来”了，像是半纤维素、纤维素无定形区还有连接纤维素与半纤维素的氢键都是重点“关注对象”。就拿把木材加热到175℃左右，还得在无氧状况来说，部分半纤维素就像被下达了分解的指令一样开始降解，羟基等亲水结构减少了。这一减少，木材就变得对湿度更有抗性了。而且，这时候木材结晶比例还会增加，就像给木材内部结构强化了一样，尺寸稳定性和强度都跟着增强。木素网状体横向连接也增加了，这木材的稳定性和强度又再次被拉高，就像给木头装上了双层保险。过程中产生的甲酸、乙酸、酚类化合物也是功不可没，它们像是木头的守卫者，让腐化的速度延缓，木头保存期限自然就延长了。

2. 木材碳化工艺的“小秘密”

那这具体的工艺流程，也就是温湿度曲线，每个生产商就好比有自己独特的“武功秘籍”一样。因为这需要很多次的尝试和总结错误才能确定。这个加热的温湿度和时间可必须得精确无比。要是温度超过了纤维素、半纤维素的玻璃化温度之后，时间再长一点，它们就会大量降解，想象一下，这就像一个原本坚固的建筑，重要的支撑结构被破坏，那木材就容易出现强度下降这些负面的问题。同样的道理，如果氢键减少得太多了，对整体强度就像釜底抽薪，让强度降低。就好比一个团队，每个成员都有它的作用，少太多成员可就没法好好运转了。

3. 碳化对木材性质影响的“详细报告”

3.1密度降低

你别看木材碳化后密度降低了，其实没你想的那么糟糕。主要是半纤维素有点损失了，不过大部分研究指出，5 8％的半纤维素降解对结构强度的影响几乎可以忽略不计。这就像是从一堆沙子里拿走一点点，沙堆还能稳稳地在那儿。

3.2强度增加

在合适的温度下给木材做碳化处理，就像给木材健身了一样，强度会增加。但要是温度太高或者碳化过度，那就坏事了，木材会像过度劳累的运动员一样强度下降。

3.3水分含量降低

所有的木材都想在大气中“喝”点水分，而木材的平衡含水率和相对湿度还有内部结构是息息相关的。碳化的时候，羟基等亲水基团有点损失了，这木材吸取水分的能力就变弱了。所以碳化木材在相对湿度一定的时候，平衡含水率更低，而且平衡含水率随相对湿度升高的增量也降低了。这也就意味着木材在体积上不容易膨胀和收缩，这就像一个很有定力的人，不容易被外界左右。从图表里就能很明显地看出来，碳化木材对湿度没那么敏感了，稳定性蹭蹭往上走。

3.4尺寸稳定性和颜色变化

碳化能让木材除去或者缓释内应力，提高尺寸稳定性。半纤维素的变化在这里起着大作用，一旦半纤维素特别是多糖醛苷发生化学变化，变成弱吸湿性单体，那就好比给木材内部的不稳定因素上了一道锁。还有这碳化木材的颜色会随着温度升高越来越深，就像在变身一样。这种颜色的变化主要就是化合物在捣鼓碳化木是什么木材，半纤维素、木素、某些抽提化合物的降解就是背后的“小能手”。

3.5防腐能力提升

碳化后的木材仿佛穿上了防腐铠甲。这背后的原因是木材在碳化过程中组分发生了改变，菌类赖以生存的营养物质来源就被切断了，就好比断了敌军的粮草。含水率的降低也抑制了菌类的生长，这木材的耐腐性自然而然就提高了。

木材碳化技术可不是还在实验室里的东西，现在已经可以在工业里应用了。像*、*这些国家还有我国的某些地区，都对碳化木材从各个方面进行研究，而且也已经取得了不少成果。在未来，这种看着不起眼却有大作用的木材碳化技术说不定会在更多的领域发挥它独特的影响力。你是不是也好奇这木材碳化技术还能在哪些新领域大显身手呢