也许是由于我们的始祖的原因，人类崇尚林木，尤其是中国。无论是皇家殿堂还是民间寺庙，无一不是木制结构，后来此风渐染东南，日本、朝韩以及东南亚国家亦均以木制结构建筑为荣。如果没有广袤的森林资源，人类是无法支撑这种崇尚的。我们可以想象，当时中国的木材资源是何其丰厚！
但是曾几何时，木材与人类的这种亲和力在我们的视线中逐渐消失了，取而代之的是如香港人称之为“石屎”般的水泥建筑，可再生资源的林木竟然被不可再生资源的砖瓦、水泥替代了，这真是一种悲哀，但也正是大自然对人类贪婪的惩罚。而面对这种惩罚，我们显得有点无奈。
  中国经济的蓬勃发展以及家具制造业、室内装饰业的不断繁荣，刺激了对木材日益增长的需求。但我国的森林资源贫乏，全国人均森林面积0.128公顷，仅相当于世界人均的21.3%；全国人均森林蓄积量为9.048立方米，仅相当于世界人均森林蓄积量的12.6%。尽管存在着国际绿色组织日益强烈的非议，但只要中国的经济持续繁荣和发展，就看不到中国木材需求下降的前景。世界自然基金会WWF最近的一项研究预计，到2010年，中国国内的工业用木材供应将达到1.14亿立方米，而由此形成的9,900万立方米的需求空缺将不得不依赖进口产品来弥补。另据外电报导，包括WWF在内的绿色组织正在敦促中国扩大商用林的种植，如果能进行有效利用的话，可以替代很大比例的进口产品。
  事实上，我国木材工业已经面临着原料如何持续供应的严峻问题。长期依靠进口必将步步抬高原料成本，面对世界绿色组织和他国政府的压力，谁也不能确保我国对原木进口的零关税的现状可以长期维持下去。因此从缓解木材供求关系来讲，解决我国木材原料的供应问题必须依靠大力营造人工林，但随之而来的疑虑就是人工林的材质能否满足市场需要。我们在调查中了解到，相当多的农民对种植人工林缺乏积极性。其实原因很简单，人工林的材质过软，经济价值不高。以当前国内主要木材市场的供应行情来看，每立方米价格在1500元以下的普通规格材主要有杨木、杉木、落叶松等人工速生林木，也许正是因为速生，这些木材的共同特点是质地疏松，除了做低档制品和纸浆以外，难登大雅之堂。目前人工林的最大用途在于做板芯和造纸，而进入家具、建筑结构市场用材，似乎是很渺茫的事情，例如与焦裕禄齐名的速生材泡桐，在木材市场上几乎见不到，因为泡桐的材质太软，气干密度只有0.28g/cm3。
  目前，这种“似乎很渺茫的事情”开始出现转机。一项对木材进行自增强处理的专利技术被开发出来。这项木材的自增强技术应用纯物理方法，完全符合环保要求，它可以让速生林木的密度、强度等综合物理性能大幅度提高。例如，泡桐经自增强技术处理后，气干密度由0.28 g/cm3增加到0.91 g/cm3；杉木由0.38 g/cm3增加到0.94 g/cm3；杨木由0.40 g/cm3增加到0.98 g/cm3，静曲强度均提高了34.4%，其指标已超过了花梨（0.76 g/cm3）、酸枝（0.85 g/cm3）、乌木（0.90 g/cm3），甚至逼近紫檀（1.0 g/cm3）。自增强技术的问世为木材产业发掘了一个重大商机，它可以使速生林的种植走入良性循环，不仅极大地提高了普通速生林木的身价，而且发挥了人工林木的潜在功能。
  自增强技术（Auto-frettage）源于军工，其基本原理是通过超高压力使材料产生塑性变形以达到整体强化的效果。自增强技术向民品的扩展最初应用于生物领域，而应用于木材处理则为国内首创。与现有的木材强化技术（压缩、弯曲、充胀等）、人造板技术（胶合板、纤维板、刨花板等）、木质复合技术（塑合木、积层塑料等）相比较，木材的自增强技术属于完全无污染的“绿色”技术，而且工艺最简单，例如压缩木需要5道以上的工序，重组木需要10道以上的工序，而自增强技术处理的超高密度原木仅需2道工序，且整个工艺与化学药物无关。
  超高密度原木即指在自增强技术处理下，将天然原木的密度、强度、防腐、阻燃等综合性能大幅度提高的一种新型原木（例如超高密度泡桐、超高密度杨木等），它可以扩大普通木材的应用范围，特别是使人工速生林木更加广泛地满足市场要求。自增强技术不仅适宜方木和厚板，而且还特别适宜原木（干燥后）、圆形木材和中小径材的强化处理。如果钻孔加进钢筋或PVC管等强化塑料，还可以做成“钢筋木”和结构用材。经此处理后的普通原木可广泛应用于地板、家具、房屋、造船、桥梁、体育器械、工程结构等。
从木材学的传统理论来看，木材的可塑性与温度和含水率有直接关系，即木材的压缩应该经120℃以上的高温蒸煮并使其含水率达到20%左右的情况下实施，这样使木素产生充分的塑性流动，以消除压缩木中的内应力，减少回弹性。但是自增强技术却与传统理论有所不同，用自增强方法处理木材时，塑性变形是在常温下产生的，同时它要求木材保持干燥，含水率越低，处理的效果就越好。自增强技术的这一特点，避免了因高温、高湿造成木材强度降低的弊病，省却除水工艺，降低了生产成本。经自增强技术处理的木材原有的木纤维等主要组分并没有发生改性变化，仍然保持了它们原来的特性，改变的仅是木材的细胞孔隙。中国林科院对自增强技术处理的杨木进行了显微检测，其结论为：“自增强杨木纤维没有明显压溃，但被挤压，细胞间隙变小，纤维直径变小，导管由圆形变成多角形。单位面积细胞增多，致使密度加大。非自增强杨木密度0.40g/cm3，自增强杨木密度0.98g/cm3。”
  需要提醒的是，超高密度原木不是热压和药物处理的压缩木。压缩木是在高湿热条件下对木材进行横向（横纹理）或端向压缩、弯曲，它是在机械的压力下挤压木材的管胞、导管等细胞孔隙，而自增强技术则是在超高压条件下迫使木材的细胞管腔自身收紧，从而提高原木的密度，达到原木自身增强的效果。压缩方法与自增强技术的区别在于，压缩木是由“外”力硬挤压制造的，木材的非匀质性并没有因挤压而改变，而且因压缩产生的应力，压缩木存在回弹趋势，同时由于它离不开高温高湿的软化条件，不可避免地会降低木材的强度。为弥补强度的降低，压缩木需经树脂等化学药物处理，因此存在环境污染问题；自增强处理的超高密度原木是由液压“柔”力均匀收缩形成的，木材的非匀质性在这种均匀的“柔”力作用下会向匀质性方面改变，其表现就是木材的体积因自紧而缩小，这种缩小是在克服应力的情况下产生的塑性变形，同时它并不需要经过任何化学药物或热处理，因此不存在环境污染问题。
  从木材强化的处理手段来看，压缩木的处理方法不理想，它的致命缺陷就是容易造成木材的开裂或者卷翘，而且由于木材自身存在的非匀质性，压缩的木材质地不均匀，容易留下隐患。目前木材强化的通常方法是平面压缩，但这种方法只能平压板材，不能压缩原木和圆形木材，并必须经过含有甲醛的化学药物处理，否则板材受潮吸水后极易膨胀变形。自增强技术不同于压缩或平压，经自增强技术处理后的超高密度木材仍然是原木、圆木、方木，这些超高密度原木或者圆木不仅可以加工成规格材料，而且可以做结构用材，从而又将普通板材提高一个大的档次。
  从木材强化的基础特性来看，传统的木材改性是物理化学处理，即用高温加压方法将合成药物浸注到木材内部的孔隙，再经过滞火、防腐等化学处理，这种改性方法工艺复杂，加工周期较长，不仅成本高，有污染，而且因树脂脆性大、韧性差，从而造成板材的冲击强度的降低。而自增强技术是纯粹的物理方法，与树脂、甲醛等化学药物无关，它是利用木材的自身纹理结构进行超强压力传导，均匀收缩木材的细胞间隙，以达到向心性致密，使木材表面和深层整体强化，从而大幅提高木材的密度、强度等物理性能，同时其阻燃性、胀缩性和耐腐性等都有较大程度的改善，而且自增强技术使木材的天然纹理致密化，并加深了纹理的色泽。
自增强技术对原木处理的最直接、也是最直观的效果就是明显缩小了原木的体积，从而大幅提高了木材的密度。由于密度的增大会提高木材的强度、硬度、阻燃、防腐等一系列物理性能，是衡量木材质地的最重要的指标，因此自增强技术对原木处理具有广泛的实用性，尤其对质地稀松、细胞孔隙较大的人工速生林木，经自增强技术处理后的效果最为明显，因此自增强技术的首选目标应是最普通、最廉价的杨木、杉木、落叶松、泡桐等低档原木。从我国的林业政策出发，从提高人工速生林木的市场价值来看，木材的自增强无疑是对木材产业的一场革命性技术，具有重大的推广价值。
原木的自增强技术具有以下特点：
  一、工艺简单。与其他的强化方法相比，自增强技术的加工和操作简单，它不仅不用任何粘接剂和化学添加剂，完全符合环保要求，而且它还可以直接对干燥后的原木进行处理，从设备启动到木材的后处理，整个过程只用2道工序即可完成。一套自增强设备占地面积20平米左右，对用电、用水也没有特殊要求。
  二、成本低廉。虽然自增强设备比较特殊但投资不大，一般中型企业即可承受，投资回收期在1-2年左右。以杉木为例，目前杉原木价格为620元/m3，经过自增强处理并考虑木材致密后的出材率，超高密度杉木的规格材可参考中档木材的价3000元/ m3确定，这样的价格低于进口的美国黄杨（4000元/ m3）和赤杨（4500元/ m3），但超高密度杉木的性能却大大高于这些进口货。
  三、以人工速生林木为本。尽管自增强技术可以应用于所有木材，但我们的着眼点主要放在国情国策和市场需求上，即以林业政策支持的人工速生林木为加工对象，力求降低原料成本，节省外汇支出，为中国现有的优势树种开辟新市场。自增强技术及其设备尤其适合中小径原木的加工，可以说它的问世几乎就是瞄准人工速生林木的市场而来。
  四、实用性强。自增强技术比较成熟，属于典型的应用型高新技术，它将以超高密度普通原木的产品打进市场，提升普通原木的身价，填补中档木材的空白，为我国开辟一个新的木材品种。特别需要提示的是，目前许多国家提倡木制结构房屋，意在以可再生资源的木材替代不可再生资源的砖瓦、水泥，然而这种提倡和趋势在我国几乎是个空白，原因就在于我国目前几乎无力制造能够符合建筑要求的木材结构制品。而自增强技术的问世恰好可以填补这个空白，我们做出的“加筋泡桐”（利用泡桐天生的中心管孔，穿进钢筋并以自增强技术做强化处理）完全可以达到建筑要求。
  必须指出的是，因木材具有非匀质性、异向性结构及其偏心、弯曲、扭转纹、生长应力等天然缺陷，经自增强技术处理后，原木细胞孔隙的高度致密化会导致不同程度的局部变形，因此会减少出材率。我们主张从原木（干燥后）就开始进行自增强处理，以提高木材的利用率，同时尽量选择直纹理的品种（例如杉木、杨木、泡桐、松木、桦木等）。从另一角度来看，也正是因自增强技术的致密化处理，可以改木材的非匀质性为匀质性，又提高了原木的利用率，减少木材的浪费。
  自增强技术的问世对人工育林和木材产业的重要意义在于，从社会效益和经济效益来看，它可以提高广大农民种植人工速生林木的积极性，并以市场带动走入良性循环；它将使可再生资源的林木重返人类崇尚的殿堂；它可以针对人工速生林木的中小径材或者间伐材进行规模化、机械化的培育、采伐，有选择、有计划地进行生产和加工。
  我们并不奢求这项技术的问世可以取代进口的高档木材，也不奢求这项技术的应用可以取代国产高档家具用材，但自增强型超高密度原木的推广应用可以把最普通、最稀松的速生林木提高一个大的档次，使其内在质地足以与高档木材相媲美，这就够了。随着天然林木资源日渐减少，随着国际绿色组织日益加大的环保压力，如何有效利用速生林木资源应该成为人们共同研究开发的课题。
  因本文着重阐述自增强技术和超高密度原木对速生林木的市场价值，有关自增强的技术论证将另文说明。

（作者单位：深圳市高雅科技有限公司）

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