Ⅰ はじめに 木材は再生が可能な資源です 伐採した後に再び造林し, 育てていくことで新たに資源が蓄積され利用できるようになります この循環を繋げていくためには伐採した木材を多様な場面で利用し, 経済的にすることが求められ, 外構材に木質系の材料を活用することもそのひとつの手段となります この手引きで

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1 木質系外構材の 効率的な利用のために 平成 27 年 3 月 宮城県林業技術総合センター

2 Ⅰ はじめに 木材は再生が可能な資源です 伐採した後に再び造林し, 育てていくことで新たに資源が蓄積され利用できるようになります この循環を繋げていくためには伐採した木材を多様な場面で利用し, 経済的にすることが求められ, 外構材に木質系の材料を活用することもそのひとつの手段となります この手引きでは, 木質外構材を使用するさいに疑問となる事柄や日常の点検での着目点などについてまとめました 公共施設等の管理者を対象としておりますが, その他にも外構材を管理する皆様にご覧頂き, 木材の特性について理解を深めて頂けたら幸いです 木質外構材の一例 パーゴラとベンチ 1

3 Ⅱ 木材の基本的な性質 1 木材の強度木材は, その使われる方向によって大きく強度が異なります また, 重さ ( 荷重 ) に対して強いのか 腐朽に対して強いのか どちらを求めるか, ニーズも違ってくるでしょう (1) 木材の異方性木材は繊維方向を地面に対し立てて使う 縦使い と, 繊維方向を地面と平行に使う 横使い とに大別されます 縦使い ( 柱 ) 横使い ( パーゴラの梁 ) 横使い ( 遊具のステップ ) 縦使いと横使いの強度の比は約 5~15:1 で縦使いが強くなりますので, 強度に留意した使い方をする必要があります (2) 心材が強い とは外構材等で木材を屋外で使う場合, 心材が強い ( から心材を選択する ) ということが多くありますが, この場合の 強い とは腐朽に対しての強さです 製材の日本農林規格 では, 耐久性 D1( 保存処理における薬剤浸透率の基準が低い つまり材そのものの耐久性が比較的高い ) の樹種として, 下表の樹種を設定しています 針葉樹ヒノキ, ヒバ, スギ, カラマツ, ベイヒ, ベイスギ, ベイヒバ, ベイマツ, ダフリカカラマツ, サイプレスパイン広葉樹ケヤキ, クリ, クヌギ, ミズナラ, カプール, セランガンバツ, アピトン, ケンパス, ボンゴシ, イペ, ジャラこの場合の耐久性とは, 心材部のことであり, 上記の表にある樹種であっても辺材が多い部材の場合は耐久性は劣ります ちなみに強度の面から見ると, 針葉樹の場合, 辺材 心材に関係なく, おおむね随から15 年目までの部分は 未成熟材 とされ, 性質が安定していないため材料としての強度は低い部分とされています 2

4 同じく加工した部材であっても, 辺材部と心材部の割合は様々です 2 木材の含水率木材の含水率は, 以下の式で算出することが一般的です 含水率 =( 全乾前重量 - 全乾後重量 ) 全乾後重量 100(%) たとえば, 乾燥前 100 グラム, 乾燥後 50 グラムの部材では, (100-50) =100(%) となります 一般的に使われる含水率とは数式が異なりますのでご注意ください ( 上記の部材は, 一般的な式では (100-50) =50(%) となります ) 伐採後すぐの木材は, 多くの場合, 重量の半分以上が水分を占めます 製材 加工を経て部材として利用する過程で乾燥が進み, 使用している環境に応じた含水率に落ち着きますが, 降雨等により含水率は変動します 外構材の使用環境では, 含水率が30% を超えることが多いと, 腐朽が進みやすいとされます 3

5 Ⅲ 木材の劣化とは 1 劣化の原因木材に限らず全ての材料は, 屋外で使用する際劣化は避けて通れません 特に生物的な部材である木材は, 置かれる環境により様々な影響を受け劣化します (1) 腐朽菌によるもの多くの種類の菌が木材を腐朽させますが, 褐色腐朽菌 白色腐朽菌 軟腐朽菌 のグループに大別されます 褐色腐朽菌による腐朽 腐朽菌による子実体 ( きのこ ) の発生 (2) 紫外線によるものきれいな木肌を見せていた部材が灰色にくすんだり木目が浮き上がる 目やせ をするのは, 紫外線が木材中のリグニン等を不安定な物質へと分解し, 降雨により溶脱するためです ただし木材表面は紫外線を吸収するため, 紫外線による劣化はかなり遅く, 強度上の影響はありません 紫外線による劣化 ( 変色 ) 4

6 2 腐朽を防ぐには (1) 水はけを良くする腐朽菌の生育に必要なものは 栄養分 温度 水分 空気 の 4つです このうち 栄養分 は木材そのものであり, 温度 空気 もコントロールすることはできません とすると, 残る 水分 をいかに防ぐか, または除くかが重要になってきます (2) 設置条件前項にも関連しますが, 設置場所, 特に木材と地面との地際部には, 水がたまらないようにすることが必要です 地際部をかさ上げ雨水の浸入を防止 (3) 日常の管理定期的な点検を行うことで, 腐朽の兆候を把握することができます また, 大雨や台風後の見回りでは 水が溜まっていないか 落ち葉やごみが詰まっていないか など, 腐朽への種となる要因を取り除くことができます (4) 薬剤の使用 ( 防腐処理, 木材保護塗料 ) 木材に薬剤を浸透させる防腐処理は, 部材を 腐朽菌の栄養分 とさせない働きをします JASでは使用環境別に濃度等について基準化しているほか,JIS K1 570では使用薬剤等について規定しています また, 木材保護塗料は防虫 防腐 防カビ効果を持たせた屋外用塗料です 基準については日本建築学会の建築工事標準仕様書 (JASS 18) に木材保護塗料塗りとして塗料の品質について規定されているほか, 公共建築工事標準仕様書で工程について規定されています これらを使用した部材を使用することは, 腐朽を遅らせる有効な手段です 5

7 Ⅳ 劣化の判断方法 外構材を点検し, 劣化状況を判断する方法としては, 目視 触視 千枚通し ( 可能であればピロディン ) を刺す 水の吸収をみる などがあります なお, 本資料は施設管理者が定期的に点検することを想定しており, メーカー等による点検を妨げるものではありません 1 目視破損個所の有無, 変色や腐朽の有無はないか確認します 地面に接している地際部は特に注意が必要です もっとも腐朽しやすい環境であるとともに, 草刈り等の刃物が当たり傷ついている事も多いからです 地際部の劣化が進んでいる例 2 触視表面を触って硬さに変化はないか, 湿っぽい個所はないか, 目視とともに行うほか, 荷重をかけて部材のつなぎ目がきちんと締まっているか確認します さらには, 木づち等で打ち, 周囲と比べ打音が変化する箇所がないか確認するのも有効です 目視の判断基準として,JIS K 1571の中に基準被害度判定があります これは, 防腐処理材の野外試験に用いる基準ですが, 判断基準として有効です 指数状態 0 健全 1 部分的に軽度の腐朽又はぎ ( 蟻 ) 害 2 全面的に軽度の腐朽又はぎ害 3 2の状態の上に部分的に激しい腐朽 4 全面的に激しい腐朽又はぎ害 5 腐朽又はぎ害によって形が崩れる指数と照らし合わせて,3を越える部材については強度の低下が激しいため交換が必要です 各基準の例としては, 下記のような状況です 6

8 指数 0 指数 1 指数 2 指数 3 指数 4 指数 5 指数の判断は調査者の主観によるところが大きくなります そのため, 調査後にもう一 度見直すなどすると, 判断の基準を平準化することができます 3 千枚通し, ピロディン材料の表面を刺し, その深さから, 内部の腐朽の状況を推察するものです ピロディンは誰が測っても一定の力で測定できることから, 多くの場所を測定したり結果を比較する 7

9 のに向いていますが, 汎用性がなく高価な機械ですので, 新たに導入するにはためらわれ るかもしれません その場合, 代わりの道具として, 千枚通しでもある程度推察できます このグラフは, 同じ部材をピロディンと千枚通しで刺した, それぞれの深さです ピロディン 千枚通しと測定用のノギス 千枚通しでの測定方法は, 次のとおりです 1 千枚通しには虫ゴムをつけている 2 思い切り刺す 8

10 2 深さが分かるよう, 虫ゴムを下げてから抜く 4 測定 ピロディン, 千枚通しともに刺した箇所周辺の腐朽を判断するものとして考えてください また, 目視での腐朽が進んでいる部材の場合, 刺した際に破損したりし, 測定できない場合もあります 腐朽位置をうまくとらえると, 千枚通しでもこの深さまで測定することができます 4 水の吸収状況針を刺すほかに表面から劣化状況を推察する手段として, 部材表面が水分を吸収する割合から内部を推察する手法もあります 部材の劣化が進むにつれ, 表面や内部に空隙ができ, 水を吸収しやすくなることを利用するものです 9

11 これは, 目視被害度判定した部材を 15 分間浸水させて前後の重量を測定したものです 横軸の1~6 番が被害度 0,7~9 が1,10~11 が2,12~13 が3,14~15 が4です 青線が浸水前の重量, 赤線が浸水後の重量です 被害度が高くなるにつれて吸収量が高くなる傾向がみられます 同じ部材を材への吸収率 ( 吸水量 浸水前重量 ) としてグラフにしました 横軸の 7~ 9 番, 目視被害度 1 を超したところから吸収率が高くなることが分かります 材への吸収 率 0.10 を越えた場合, 目視被害度も 1 を超えており, 内部の腐朽の可能性があります 水の吸収状況を見る手法としては, 含水率計を用いる方法のほか, コットン等を部材に 張り付けて部材に吸収された水分を図る方法もあります 屋外で水の吸収状況を見る場合には, 簡易な方法として次の方法を参考にしてください 1 道具はスポイト, ティッシュペーパー, 厚手の 2 ティッシュにひたひたに水を浸みこませる ビニール, はかり, ストップウオッチ, 水 10

12 3 ビニールごと重量をはかる 4 湿布のように部材に貼り,3 分置く 53 分経過後, 重量を再度はかる 吸収率は ( 貼付前重量 - 貼付後重量 ) 貼付前重量で算出します 11

13 Ⅴ そのほか 1 ささくれ柵の手すりや遊具など, 手を触れる機会が多い部材では, ささくれの発生が問題となる場合があります ささくれは木材繊維が乾燥により割れて剥がれてしまうもので, 全く無くすることはできませんが, 生木のまま加工するなどすると発生を低く抑えることができます ささくれが発生した箇所はやすりがけ等で除去しておきます 2 風合い これは同じ建物の北面 ( 左側 ) と南面 ( 右側 ) です どちらも無塗装の材ですが, おかれ た条件により見た目に大きな違いが出てきています このように, 年月の経過による風合 いも木材の持ち味といえます 3 WPC( ウッドプラスチック ) 標柱などの資材で WPCを見かけるようになりました プラスチックの代替材として研究開発が進められている混練型 WPC( ウッドプラスチック ) とは, 木粉とポリエチレン ( またはポリプロピレン ) を混合し押し出し成形するものです 色調も変えられるほか, 細かい凹凸もつけることができます 異方性がなく均質な材料となり, ウッドデッキ等への利用拡大が期待されています 宮城県グリーン製品 にも WPCを使用した製品があります 12

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