木杭

19世紀半ばのスイスの深刻な干ばつの際、以前は水没していた湖沼地帯が露出し、個々の家屋や共同建物の基礎として使われていた様々な種類の木杭支持構造の古代の考古学的遺構が明らかになった。これらの木杭支持構造の設計は、青銅器時代か石器時代かといった居住時期や、木材が置かれていた地質条件によって異なっていた。^{[ 1 ]}

これらのコミュニティはスイス湖畔居住者と呼ばれ、チューリッヒ周辺やスイスの他の地域のさまざまな淡水湖に居住していた。考古学的発掘調査中、多くの杭は空気に触れた後に溶解した。^{[ 1 ]}

ヴェネツィアでは、初期の杭基礎の一部は木杭の上に建てられました。初期のヴェネツィアの建設業者は、木製の筏と木杭で支えられた不透水性の石材を使用する建築技術を採用しました。^{[ 3 ]}木杭は、ラグーンの底の泥の中に設置されていたため、酸素や有害な微生物が到達するのを防ぎ、腐りませんでした。^{[ 3 ]}

2000年以上前、木造建築業者は海洋穿孔虫と腐朽を認識しており、粗抽出物やさまざまな化学物質を使用して木材を保護していました。^{[ 4 ]}海洋穿孔虫の活動と腐朽に対処する方法についてのさらなる研究は18世紀に加速しました。

18 世紀と 19 世紀には、オランダを守っていた木杭堤防の劣化と、イギリス海軍の艦船における高いレベルの腐敗と海洋穿孔虫の活動により、木材保存の研究が復活しました。 ^{[ 4 ]}オランダ の初期の堤防は木杭で支えられていました。^{[ 5 ]}石炭処理から得られるクレオソートは、木杭の腐敗を防ぐために 18 世紀半ばに発見されました。^{[ 4 ]}ジョン ベセルによるクレオソート加圧処理の開発も、木杭構造における重要な進歩でした。^{[ 4 ]}木杭で支えられている歴史的建造物は、クレオソートまたはクロム酸銅ヒ素で処理されることがあります。

西海岸の海域には、フナクイムシ、フナクイムシ、ホシザメの3つのグループの海洋穿孔虫が存在し、それぞれ引き起こす被害の種類が異なります。^{[ 7 ]}

フナクイムシ

フナクイムシ（Teredolite）は、水没した木材に深く穴を掘る木材穿孔性の二枚貝です。^{[ 8 ]}フナクイムシに侵された杭は表面上は健全に見えるかもしれませんが、トンネルの迷路で完全に穴だらけになっている可能性があります。^{[ 7 ]}フナクイムシは、自由遊泳性の幼生段階にあるときのみ、新しい木材に広がることができます。^{[ 9 ]}一度木材に侵入して穴を掘ると、その中に閉じ込められてしまいます。^{[ 9 ]}古代の船乗りは、フナクイムシが船の木材の中に閉じ込められていることに気づき、川をはるか上流まで航行し、数ヶ月間淡水にとどまってフナクイムシを駆除しました。^{[ 9 ]}経験豊富なダイバーは、木材から突き出ているサイフォンを探したり、超音波装置を使用して内部の損傷の程度を推定したりします。^{[ 9 ]}フナクイムシやグリブルの攻撃は、未処理の木材パネルを水に浸し、毎月破壊的にサンプリングすることによっても検出できます。^{[ 9 ]}

水面より上の木材は、シロアリ、オオアリ、甲虫など、多くの昆虫に攻撃される可能性があります。^{[ 10 ]}甲虫の一種であるワラヒラタキクイムシ（Nacedes melanura）は、水分含有量の高い未処理または損傷した処理済みの広葉樹や針葉樹を広範囲にトンネルを掘り、暗褐色の糞を残して木材をさらに劣化させることで攻撃することがあります。^{[ 10 ]}

木材腐朽とは、菌糸が細胞壁に侵入する初期段階から木材が完全に破壊されるまで、菌類による攻撃のあらゆる段階における木材の状態を指します。^{[ 11 ]}木材に生息する菌類は、水面上の木材の山で最もよく見られます。これは、水中では酸素が不足しているため菌類の成長が阻害されるためです。^{[ 11 ]}

木材処理後に発生したひび割れは、適切な条件下では穿孔虫、昆虫、腐朽菌の被害を受けやすくなります。ひび割れの深さ、位置、処理状態を確認するため、杭の初期検査時にひび割れを評価する必要があります。

杭や木材の切り口に、熱いクレオソート（150～200  °F）、ディーゼル油中のペンタクロロフェノール、またはミネラルスピリット中のナフテン酸銅を注ぎ込んで、液体防腐剤を塗布する。 ^{[ 12 ]}

フッ素クロムヒ素フェノール（FCAP）などの固形防腐剤は、干し綱がキャップを剥がして木材を湿気や腐朽菌にさらす場所に、乾燥状態で、またはペースト状にして塗布することができる。^{[ 12 ]}

クレオソートはサンフランシスコ北部の沿岸水域における海洋穿孔虫の攻撃を効果的に防ぎ、無機塩類（クロム酸銅ヒ素（CCA）またはアンモニウム銅ヒ素（ACA））は、主に温暖な水域に生息する木材穿孔虫の攻撃の可能性が高いため、サンフランシスコ南部で推奨されている。^{[ 13 ]}

不浸透性の障壁は、防腐処理された木材の杭を水面下で海洋穿孔虫の攻撃から保護することができる。これは、穿孔虫が木材に侵入するのを阻害し、利用可能な酸素を制限することで、既に生息している穿孔虫を死滅させる嫌気性条件を作り出すことによって行われる。^{[ 14 ]}

ひどく損傷した杭構造は、損傷した部分を切り取って防腐処理した木材に交換することで補強できます。^{[ 15 ]}杭をプラスチック製のバリアで覆うことで、25年以上も海洋穿孔虫から保護することができます。^{[ 15 ]}コンクリートによる杭の補強は、空隙を粗い石とモルタルで埋めることで十分です。^{[ 15 ]}損傷がさらに深刻な場合は、金属、木材、コンクリート、織りナイロン、またはピッチ含浸繊維で作られた型枠を、泥面から最大2フィート下まで杭に取り付けます。^{[ 15 ]}

木杭を効果的に保存・維持するためには、交換が必要になる前に劣化している構造物を検出するために定期的な検査が必要です。^{[ 6 ]}杭の検査は5年ごとに行う必要があります。^{[ 6 ]}