本文以东北地区常见的落叶松和大青杨小径木为研究对象,较为全面系统地研究了小径木落叶松和大青杨锯材的干燥特性。首先,测定了小径木的解剖学特性、物理特性和抽提物的含量,并与成熟材进行了比较,根据小径木木材的上述性质探讨了小径木锯材产生干燥缺陷的原因。第二,针对小径木落叶松和大青杨锯材分别进行了连续加热方式和波动加热方式的干燥试验,根据干燥过程中锯材的干燥曲线、分层含水率、表层应力指标和干缩率的变化规律,分析了不同的加热方式对小径木锯材干燥质量的影响。第三,本试验对不同干燥方式下小径木锯材的可见干燥缺陷和力学性能进行了测定,同时,采用扫描电镜对干燥后小径木锯材的微观结构变化进行了观察,并对锯材的干燥质量进行了评定。最后,根据上述研究结果,确定了30mm厚小径木落叶松和大青杨锯材的干燥基准,提出了改善小径木锯材干燥质量的有效措施。 通过对小径木落叶松和大青杨的木材性质进行研究发现,小径木的胞壁率低,壁腔比小,生长轮宽度大,密度低,且心边材差异显著,干燥过程中容易产生皱缩、变形、开裂等干燥缺陷。小径木落叶松的抽提物含量小于成熟材,其干燥速度相对较快,而小径木大青杨的抽提物含量大于成熟材,其水分渗透性相对较差。 通过对干燥过程进行分析可知,连续加热干燥试验所用时间最长,波动6时干燥试验次之,波动2时干燥试验所用时间最短;干燥过程中锯材的含水率梯度、表层应力和干缩量均以连续加热干燥试验最大,波动2时干燥试验次之,波动6时干燥试验最小。 干燥方式对小径木锯材的干燥质量影响显著,在波动加热方式下,锯材内部的干燥应力能够得到一定程度的释放,从而提高了锯材的干燥质量,并在一定程度上改善了锯材力学强度,且波动时间越长效果越明显。另外,锯材的尺寸误差、心边材类型以及径弦切类型均对小径木锯材的干燥质量有不同程度的影响。 通过扫描电镜观察发现,小径木落叶松的径壁具缘纹孔数目较多,且多具纹孔膜,小径木落叶松除在树脂道中含有树脂外,在一部分管胞胞腔内以及一些木射线细胞中也含有树脂,在产生缺陷的小径木落叶松锯材中,连续加热方式下锯材的开裂缺陷最为严重,波动2时次之,波动6时几乎没有开裂现象;小径木大青杨心材导管中的层状浸填体含量较多,且径壁具缘纹孔较为密集,管间纹孔呈互列方式,绝大多数纹孔具有纹孔膜,干燥后的小径木大青杨锯材均有不同程度的皱缩现象产生,其中连续加热干燥试验锯材的皱缩现象最严重,波动2时次之,波动6时干燥试验锯材的皱缩缺陷最小。 通过检测小径木落叶松和大青杨锯材的各项干燥质量指标得知,连续加热干燥方式和波动2时干燥方式下锯材的干燥质量均达到了国家二级标准,而波动6时干燥方式下小径木锯材的干燥质量达到了国家一级标准。最终确定了30mm厚小径木落叶松和大青杨锯材的干燥基准(见表4-1),并从干燥方式和干燥工艺等方面,提出了提高小径木锯材干燥质量的有效措施。