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表 20 南方松試材處理四種防腐藥劑的帄均吸收量(kg/m3

Table 20 The average retention of southern yellow pine specimens treated with the four types of preservatives used (kg/m3).

藥劑吸收量(kg/m3)

藥劑濃度(%) CCA ACQ MCQ CA

0.002 0.011(0.002) 0.012(0.003) 0.010(0.002) 0.012(0.002) 0.01 0.033(0.006) 0.038(0.004) 0.034(0.003) 0.032(0.003) 0.05 0.154(0.030) 0.168(0.031) 0.136(0.014) 0.126(0.024) 0.10 0.445(0.022) 0.444(0.074) 0.367(0.034) 0.384(0.059) 0.25 1.104(0.059) 1.144(0.045) 1.211(0.169) 0.805(0.133) 0.50 2.239(0.100) 2.362(0.126) 2.172(0.117) 1.481(0.101) 0.75 4.352(0.358) 4.736(0.233) 3.381(0.183) 2.840(0.149) 1.00 6.337(0.457) 7.691(0.460) 4.836(0.154) 4.132(0.498) 1.50 9.094(0.669) 10.771(0.524) 7.271(0.386) 7.203(1.076)

註:括號內數值為標準偏差。

(一)藥劑抵抗褐腐菌 Gloeophyllum trabeum 之效能

南方松試材經過 G. trabeum 褐腐菌接種腐朽 12 週的時間後其質 量損失率(%)如表 21 所示,對照組帄均質量損失率(%)為 17.74%,經 CCA 藥劑處理其質量損失率介於 12.67~ -0.56%之間;經 ACQ 藥劑處 理質量損失率介於 14.97~ -0.11%之間;經 MCQ 藥劑處理質量損失率 介於 10.31~ -0.90%之間;經 CA 藥劑處理質量損失率介於 17.28~ -0.66%

之間。發現試材經各藥劑處理後皆可明顯的減低受褐腐菌 G. trabeum 的危害情形。

各藥劑吸收量對南方松試材之質量損失率(%)如圖 4 所示。發現 CCA、ACQ、MCQ、CA 藥劑對褐腐菌 G. trabeum 的抑制趨勢是相同 的,在低吸收量時效果不顯著,需達一定吸收量才開始產生抑制效果。

若以 CNS 6717 中規範藥劑防腐性能之帄均質量損率需達 3%以下做為 評估標準,各藥劑抵抗褐腐菌 G. trabeum 之效能以 CA 藥劑所需的吸 收量最低表現最佳,MCQ 次之,ACQ 再次之,CCA 藥劑所需吸收量 最高,對 G. trabeum 之效能表現最差。

表 21 不同藥劑吸收量處理之南方松試材經 G. trabeum 12 週腐朽試驗後之質量損失率 Table 21 Percentages of weight loss of treated southern yellow pine specimens with varied

preservative retentions after 12 weeks of exposure to G. trabeum.

質量損失率(%) 藥劑吸收量

(kg/m3)

對照組 CCA ACQ MCQ CA

17.744(0.718)

0.011 8.822(2.968) 11.507(3.044) 8.024(3.687) 10.455(1.926) 0.034 9.700(1.997) 11.959(2.277) 10.786(6.356) 11.006(5.465) 0.142 12.676(3.433) 14.979(4.096) 10.316(5.976) 17.288(8.777) 0.401 9.804(4.930) 7.830(2.376) 4.439(6.004) 4.032(1.239) 1.054 0.292(1.859) -0.113(0.488) 1.831(6.391) 0.937(0.830) 2.051 -0.278(1.229) 0.249(0.604) -0.362(0.488) 0.663(0.783) 3.781 -0.603(0.125) 0.478(0.181) -0.902(0.311) 0.760(0.356) 5.691 -0.606(0.129) 0.914(0.283) -0.725(0.507) 1.296(0.458) 8.497 -0.561(0.126) 1.518(0.341) -0.632(0.461) 2.007(0.601)

註:括號內數值為標準偏差。

(二)藥劑抵抗褐腐菌 Poria placenta 之效能

南方松試材經過褐腐菌 P. placenta 接種腐朽 12 週的時間後其質量 損失率(%)如表 22 所示,對照組帄均質量損失率(%)為 15.31%,經 CCA 藥劑處理其質量損失率介於 14.89~ -0.37%之間;經 ACQ 藥劑處理質量 損失率介於 14.92~ -0.30%之間;經 MCQ 藥劑處理質量損失率介於 12.15~ -0.87%之間;經 CA 藥劑處理質量損失率介於 15.70~ 3.75%之間。

由質量損失率可知 CA 藥劑無法有效抑制褐腐菌 P. placenta 的生長。原 因可能為 P. placenta 為銅惰性褐腐菌,對銅離子有較高的惰性,且在 這四種藥劑中銅的含量以 CA 最高為 96%。Clausenc and Green (2003) 曾 利 用 土 壤 木 塊 試 驗 (soil block test) 進 行 對 銅 化 合 物 具 惰 性 之 P.

placenta 褐腐菌抑菌試驗,結果顯示經銅化合物防腐處理之木塊,其草 酸的含量較對照組高出 66-93%,因此降低了銅化合物的抑菌效果。

各藥劑吸收量對南方松試材之質量損失率(%)如圖 5 所示。顯示 CCA、ACQ、MCQ 與 CA 等藥劑對褐腐菌 P. placenta 的抑制趨勢不盡 相同。若以 CN S6717 中規範藥劑防腐性能之帄均質量損率需達 3%以 下做為評估標準,各種藥劑抵抗褐腐菌 P. placenta 之效能以 CCA 藥劑 所需的吸收量最低,表現最佳,ACQ 次之,MCQ 再次之,而 CA 藥劑 無法有效抵抗 P. placenta 之生長,表現最差。

針對抗腐朽菌性能實驗中試材之質量損失率(%)出現負值現象,其 原因為在施做實驗時未設計對照組進行調濕校正,導至實驗結果出現 負值。

表 22 不同藥劑吸收量處理之南方松試材經 P. placenta 12 週腐朽試驗後之質量損失率 Table 22 Percentages of weight loss of treated southern yellow pine specimens with varied

preservative retentions after 12 weeks of exposure to P. placenta.

質量損失率(%) 藥劑吸收

量(kg/m3)

對照組 CCA ACQ MCQ CA

15.314(1.769)

0.011 14.893(2.343) 14.927(3.216) 11.245(3.493) 15.708(3.496) 0.034 12.503(2.811) 7.900(2.831) 12.158(3.970) 13.194(2.997) 0.142 6.787(2.706) 13.220(4.982) 10.725(2.538) 9.923(3.021) 0.401 3.876(2.794) 10.213(3.116) 7.726(4.180) 10.697(3.378) 1.054 2.885(3.154) 2.366(1.745) 7.138(6.507) 13.198(5.686) 2.051 0.972(1.338) -0.305(0.453) 1.398(2.850) 12.535(4.380) 3.781 -0.370(0.386) 0.479(0.235) 0.031(1.071) 9.212(1.299) 5.691 -0.603(0.206) 0.433(0.433) -0.276(0.717) 4.583(2.097) 8.497 -0.652(0.257) 0.952(0.117) -0.874(0.323) 3.758(1.172)

註:括號內數值為標準偏差。

圖 4 藥劑吸收量對南方松試材經 G. trabeum 腐朽後之質量損失率(%)關係

Fig. 4 Percentages of weight loss of treated southern yellow pine after 12 weeks of exposure -4.000

圖 5 藥劑吸收量對南方松試材經 P. placenta 腐朽後之質量損失率(%)關係

Fig. 5 Percentages of weight loss of treated southern yellow pine after 12 weeks of exposure to P. placenta against to varied preservative retentions.

六、木材防腐藥劑對金屬腐蝕性能評估

性 (質 量 損 失 率 為 帄 均 3.082%)與 CCA 藥 劑 相 似 (質 量 損 失 率 為 帄 均 3.084%)。

熱浸鍍鋅鋼釘在 10 天與 30 天的試驗中,其質量損失率經變異數統計 分析在 5%顯著水準下,皆是 ACQ 防腐材與對照組、CCA、MCQ 及 CA 防 腐材間具有顯著差異。試驗結果顯示,ACQ 防腐材對經表面處理熱浸鍍鍍 鋼釘腐朽造成比較大的腐蝕性。

不鏽鋼釘在 10 天與 30 天的試驗中,其質量損失率經變異數統計分析 在 5%顯著水準下,其對照組與 CCA、ACQ、MCQ 及 CA 防腐材間不具有 顯著差異,表示防腐材對不鏽鋼釘幾乎不會造成腐蝕。

整體而言,不鏽鋼釘具較強的抗腐蝕能力,較適宜做為防腐材的鐵件,

一般鐵釘則不適宜。表面處理熱浸鍍鋅層對 ACQ 防腐材相較於其他三種防 腐材較不具有抗腐蝕能力。

表 23 鐵件使用於防腐藥劑處理材 10 天後之質量損失率(%)

Table 23 Percentages of weight loss of metal pieces after 10 days’ contact with preservative-treated wood specimens.

防腐處理材 個數 帄均吸收量

(kg/m3)

質量損失率(%)

低碳鐵釘 熱浸鍍鋅釘 不鏽鋼釘

CCA 12 9.583 4.00(0.64)A 1.56(0.50)A 0.21(0.26)A ACQ 12 7.753 5.58(0.99)B 2.59(0.76)B 0.17(0.25)A MCQ 12 8.395 4.96(1.30)AB 1.24(0.39)A 0.21(0.26)A CA 12 6.236 4.97(1.23)AB 1.60(0.45)A 0.34(0.25)A 對照組 3 -- 3.88(0.82)A 1.47(0.80)A 0.34(0.30)A

註:括號內數值為標準偏差。英文字母 A、B、C、D 為鄧肯式新多變域檢定結果,同一行字母不同表示

有顯著差異。

表 24 鐵件使用於防腐藥劑處理材 30 天後之質量損失率(%)

Table 24 Percentages of weight loss of metal pieces after 10 days’ contact with preservative-treated wood specimens.

防腐處理材 個數 帄均吸收量

(kg/m3)

質量損失率(%)

低碳鐵釘 熱浸鍍鋅釘 不鏽鋼釘

CCA 24 9.583 3.08(0.59)B 0.90(1.22)A 0.21(0.29)A ACQ 24 7.753 8.11(1.18)C 2.77(0.62)B 0.27(0.26)A MCQ 24 8.395 3.08(0.87)B 1.15(1.25)A 0.23(0.26)A CA 24 6.236 3.28(0.52)B 1.39(0.58)A 0.32(0.33)A 對照組 4 -- 1.94(0.43)A 1.15(0.44)A 0.25(0.29)A

註:括號內數值為標準偏差。英文字母 A、B、C、D 為鄧肯式新多變域檢定結果,同一行字母不同表示 有顯著差異。

熱浸鍍鋅釘 不鏽鋼釘 低碳鐵釘

CCA

ACQ

MCQ

CA

圖 6 不同防腐藥劑處理材與不同金屬鐵釘在 30 天試驗後之腐蝕圖

Fig. 6 The feature of metal nails after 30 days’ contact with different preservative-treated wood specimens.

七、防腐木橫擔戶外暴露試驗

從木材市場供應料源穩定性、木材價格及防腐處理難易性、考量防腐 處理後之注入量及吸收量對不同樹種密度變異狀況、抗彎強度大小之影響 等並符合台灣電力公司防腐木橫擔材料標準所規範之相關機械性質之規定,

本試驗自五種樹種中篩選出油脂木、美國南方松及美國西部鐵杉等三種材 料進行防腐木橫擔戶外試驗研究,並比較 ACQ、MCQ 及 CA 三種防腐藥劑 與 CCA 藥劑之效能。

(一)防腐處理材動彈性模數經時變化

油脂木、南方松及西部鐵杉防腐木橫擔於未暴露、暴露 15 天、30 天、45 天、60 天、120 天、210 天後,所測得之動彈性模數值如表 25。

由於受天候影響,木橫擔含水率的變動很大,故為在同一含水率下比 較動彈性模數的差異性,將每支所測得之彎曲動彈性模數皆調整含水 率為 15%之狀況,依含水率每增減 1%時其彈性模數減增 2%(王松永, 1991)進行調整,結果如表 26。整體而言,三種防腐木橫擔暴露試驗後 的動彈性模數減低率範圍在 4~20%左右。由於未暴露前各防腐藥劑處 理之木橫擔動彈性模數除南方松外,均有很大之變異,故為瞭解暴露 時間對 ACQ、CA、CCA 及 CA 防腐木橫擔動彈性模數的影響,以暴 露後動彈性模數與未暴露前之比值作為評估參數,結果如圖 7~9。從圖 8 及 9 結果觀察,45 天以前 CA 防腐劑處理後之南方松及西部鐵杉木 橫擔暴露後之動彈性模數比值最低,即 CA 防腐木橫擔的動彈性模數 減低率最高。由彈性模數與抗彎強度的線性關係,亦可推測經 CA 防 腐處理木橫擔抗彎強度的減低會最高。但在 45 天以後南方松以 CA 防 腐處理木橫擔和 MCQ 防腐木橫擔動彈性模數比值最低;西部鐵杉則以 CCA 防腐木橫擔動彈性模數比值最低。油脂木經不同防腐處理木橫擔 的動彈性模數比值隨暴露時間增長有減低之趨勢,如圖 7。暴露時間

45 天以前,CA 防腐木橫擔的比值最低,但在 45 天後則以 MCQ 防腐 木橫擔的比值最低,為能更明確評估整體暴露試驗對防腐木橫擔力學 性質的影響,需要更長的暴露時間來評估生物、非生物因子對不同藥 劑處理防腐木橫擔力學性質的影響。

表 25 防腐木橫擔經不同暴露時間後之動彈性模數

Table 25 The dynamic modulus of elasticity of preservative-treated crossarms after different outdoor exposure periods.

樹種 藥劑 樣本數 動彈性模數(GPa)

0 天 15 天 30 天 45 天 60 天 120 天 210 天

油脂木

ACQ 12 15.23 14.31 14.25 15.28 15.02 14.01 14.42 CA 12 13.98 12.83 12.97 13.96 13.46 12.60 13.20 CCA 12 17.04 15.97 16.39 16.93 17.28 15.56 15.98 MCQ 12 16.29 15.70 15.30 16.15 15.84 14.67 14.91 對照組 3 17.59 17.31 17.13 17.69 17.21 15.22 15.43

南方松

ACQ 12 9.07 8.76 8.66 9.55 8.98 8.46 8.61 CA 12 8.84 8.41 8.47 9.27 8.74 8.08 8.76 CCA 12 8.91 9.19 8.98 9.45 9.30 8.66 8.82 MCQ 12 9.34 8.91 9.00 9.66 9.01 8.81 8.59 對照組 3 9.75 8.95 8.72 9.95 9.31 8.64 8.64

西部鐵

ACQ 12 11.93 11.07 11.60 12.15 11.74 10.90 11.39 CA 12 9.07 9.16 9.38 9.86 9.70 8.81 9.34 CCA 12 9.47 9.32 9.55 10.05 9.63 8.85 9.24 MCQ 12 11.22 10.60 10.61 11.53 11.05 10.19 10.48 對照組 3 11.40 10.76 10.98 11.64 11.17 10.15 10.99

表 26 防腐木橫擔經不同暴露時間後並調整至含水率 15%時之動彈性模數

Table 26 The dynamic modulus of elasticity of preservative-treated crossarms adjusted to 15% moisture content after different outdoor exposure periods.

樹種 藥劑 樣本數 動彈性模數(GPa) Fig. 7 The variation of the dynamic modulus of elasticity of Apitong crossarms treated

with different preservatives with time.

60

DM OE r at io ( % )

Exposure time (day)

ACQ

CA-B

CCA

MCQ

對照組

圖 8 以不同藥劑處理南方松木橫擔之經時動彈性模數比值(DMOE ratio)變化 Fig. 8 The variation of the dynamic modulus of elasticity of southern yellow pine

crossarms treated with different preservatives with time.

圖 9 以不同藥劑處理西部鐵杉木橫擔之經時動彈性模數比值(DMOE ratio)變化 Fig. 9 The variation of the dynamic modulus of elasticity of western hemlock crossarms

treated with different preservatives with time.

50

D M O E ra tri o (%)

Exposure time (day)