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摘 要:本文简述了木材干燥过程中常出现的干燥缺陷,以及防止各种干燥缺陷的方法。
关键词:干燥;缺陷;防止方法
木材质轻、强度高、美观、易加工、加工能耗小,是当今世界四大材料(钢材、水泥、木材、塑料)中唯一可再生和可循环利用的绿色材料和生物资源。在木制品加工过程中,干 燥是必不可少的工艺环节。如果没有一个技术性能优良的干燥室和一套先进,合理的干燥工 艺,木材在干燥过程中就很容易出现各种干燥缺陷。从而降低了木材的力学强度和利用率,也影响了木制品的美观性和质量。木材由各种不同细胞组成, 细胞中又含有水分和化学抽提物,在贮存和干燥过程中会受 到周围环境及真菌、 细菌的影响和侵袭;又因木材是各向异性体,在干燥过程中会产生干缩, 且不同方向的干缩数值时不同的;再有木材干燥过程中,断面的含水率分布是不均匀的,内外层的干缩也是不均匀的;加之木材构造本身的缺陷等等;因此木材贮存和干燥过程中可能 会产生种种缺陷,从而引起木材的降等损失。其主要缺陷有:开裂、变色、弯曲变形、皱缩、炭化和终含水率不均匀。
1 木材开裂
木材在室干过程中发生的开裂有外裂、内裂和端裂。
1.1 木材外裂
木材外裂也称表裂,是指木材干燥前期木材表层因拉力超过木材横纹拉伸极限强度发生 的裂纹。它多发生在木材干燥过程的初期阶段或前期,若裂纹不太严重,到干燥的中、后期 可完全闭合,肉眼一般不易察见。这是由于干燥前期木料表层受拉力,且弦切板正面拉应力 最大,而湿木材的抗拉强度较低,故最易出现表裂。到干燥后期,木料断面上的应力发生转 换,内部受拉应力, 表层反而受压应力, 在压应力作用下, 初期不大的表裂到后期就闭合 了。 但一旦木材发生开裂,木材纤维已受到破坏,木材的强度也受到影响,且在空气湿度变 化的环境中使用时,这种开裂还可能会再现。轻度的表裂对质量影响不大,但在加工成为成 品后涂漆时,裂纹处会渗入油漆而留下痕迹,影响美观。对于承受剪切力的构件,可能会降 低顺纹抗剪强度。 外裂产生的原因是由于干燥前期干燥基准过硬, 使木材表面过分强烈地蒸发水分, 造成 内层水分向表层
传导和扩散,不能和表层水分蒸发速度协调起来,致使木材表面应力过大。防止外裂的方法:①当木材含水率降至纤维饱和点时,应暂时停止蒸发表面水分,对木 材进行处理,使表层吸湿,调整表层和深层水分分布,减小含水率梯度,使已产生的应力趋 于缓和,控制干燥应力的发展,以避免木材表裂的产生[1]。②干燥初期采用较低的温度和较 小的干湿球温差, 以有效防止外裂。 在气干时已产生外裂的木料, 在随后的窑干过程中, 不宜多次喷蒸处理,以免外裂扩大和加深。
1.2 木材内裂
内裂是在木材内部沿木射线裂开,如蜂窝状,也称蜂窝裂。一般发生在木材干燥过程的 后期阶段。外表无开裂痕迹,只有锯断时才能发现。但通常伴随有外表不平坦或明显皱缩, 或炭化,或质量变轻等。 内裂发生的主要原因有木材干燥前期的干燥基准工艺条件偏硬。 使木材容易向表面硬化 趋势发展;木材在干燥过程中没有进行中间处理或中间处理的温湿度条件不合适;木材后期 的干燥基准偏硬(一般是干球温度偏高)。防止内裂的方法:①适当放慢初期的干燥速度,防止锯材表层塑化固定;②适时地进行 中间喷蒸处理;③待锯材中心层的含水率也降到纤维饱和点之下, 才能大幅度提高干燥温度, 降低空气湿度。
1.3 木材端裂
端裂在木材的两个端头形成,多发生在木材射线粗的硬阔叶材或髓心板上,会影响木材 的出材率。 端裂发生的主要原因有以下几个方面:木材装堆时,板材的端头与垫条没有齐平摆放;长度方向上材堆之间的衔接空隙过大,造成干燥室内气流短路循环,板材的端头始终处于强 气流的循环中; 所选择的干燥基准整体偏硬, 干燥速度过快; 干燥基准中某一阶段的温湿度 条件偏硬(通常干球温度容易偏高);对易端裂的木材没有涂封不透水的涂料。 防止端裂的方法是在木材端头涂以能耐高温的防水涂料(高温沥青漆或石蜡油等),并在 装堆时在板材两端放置隔条, 端头应齐整或设置挡板,以防止室内循环气流从材堆端头短路 而过,从而有效地防止端裂产生。
2 变色
木材的变色时由于受周围环境(阳光、空气、水分和温度)或微生物(真菌、细菌)的 作用,使木材表面(有时也深入至内部)的颜色发生令人不悦的变化。原木和锯材都可能产 生变色。木材的变色主要分微生物(真菌、细菌)引起的变色和化学变色两大类。
以上是预防木材干燥缺陷的简单论述,在今后的实践中,我们还要探索更多的预防木材干燥缺陷的措施,以提高我国木材加工水平,达到世界先进水平。
关键词:干燥;缺陷;防止方法
木材质轻、强度高、美观、易加工、加工能耗小,是当今世界四大材料(钢材、水泥、木材、塑料)中唯一可再生和可循环利用的绿色材料和生物资源。在木制品加工过程中,干 燥是必不可少的工艺环节。如果没有一个技术性能优良的干燥室和一套先进,合理的干燥工 艺,木材在干燥过程中就很容易出现各种干燥缺陷。从而降低了木材的力学强度和利用率,也影响了木制品的美观性和质量。木材由各种不同细胞组成, 细胞中又含有水分和化学抽提物,在贮存和干燥过程中会受 到周围环境及真菌、 细菌的影响和侵袭;又因木材是各向异性体,在干燥过程中会产生干缩, 且不同方向的干缩数值时不同的;再有木材干燥过程中,断面的含水率分布是不均匀的,内外层的干缩也是不均匀的;加之木材构造本身的缺陷等等;因此木材贮存和干燥过程中可能 会产生种种缺陷,从而引起木材的降等损失。其主要缺陷有:开裂、变色、弯曲变形、皱缩、炭化和终含水率不均匀。
1 木材开裂
木材在室干过程中发生的开裂有外裂、内裂和端裂。
1.1 木材外裂
木材外裂也称表裂,是指木材干燥前期木材表层因拉力超过木材横纹拉伸极限强度发生 的裂纹。它多发生在木材干燥过程的初期阶段或前期,若裂纹不太严重,到干燥的中、后期 可完全闭合,肉眼一般不易察见。这是由于干燥前期木料表层受拉力,且弦切板正面拉应力 最大,而湿木材的抗拉强度较低,故最易出现表裂。到干燥后期,木料断面上的应力发生转 换,内部受拉应力, 表层反而受压应力, 在压应力作用下, 初期不大的表裂到后期就闭合 了。 但一旦木材发生开裂,木材纤维已受到破坏,木材的强度也受到影响,且在空气湿度变 化的环境中使用时,这种开裂还可能会再现。轻度的表裂对质量影响不大,但在加工成为成 品后涂漆时,裂纹处会渗入油漆而留下痕迹,影响美观。对于承受剪切力的构件,可能会降 低顺纹抗剪强度。 外裂产生的原因是由于干燥前期干燥基准过硬, 使木材表面过分强烈地蒸发水分, 造成 内层水分向表层
传导和扩散,不能和表层水分蒸发速度协调起来,致使木材表面应力过大。防止外裂的方法:①当木材含水率降至纤维饱和点时,应暂时停止蒸发表面水分,对木 材进行处理,使表层吸湿,调整表层和深层水分分布,减小含水率梯度,使已产生的应力趋 于缓和,控制干燥应力的发展,以避免木材表裂的产生[1]。②干燥初期采用较低的温度和较 小的干湿球温差, 以有效防止外裂。 在气干时已产生外裂的木料, 在随后的窑干过程中, 不宜多次喷蒸处理,以免外裂扩大和加深。
1.2 木材内裂
内裂是在木材内部沿木射线裂开,如蜂窝状,也称蜂窝裂。一般发生在木材干燥过程的 后期阶段。外表无开裂痕迹,只有锯断时才能发现。但通常伴随有外表不平坦或明显皱缩, 或炭化,或质量变轻等。 内裂发生的主要原因有木材干燥前期的干燥基准工艺条件偏硬。 使木材容易向表面硬化 趋势发展;木材在干燥过程中没有进行中间处理或中间处理的温湿度条件不合适;木材后期 的干燥基准偏硬(一般是干球温度偏高)。防止内裂的方法:①适当放慢初期的干燥速度,防止锯材表层塑化固定;②适时地进行 中间喷蒸处理;③待锯材中心层的含水率也降到纤维饱和点之下, 才能大幅度提高干燥温度, 降低空气湿度。
1.3 木材端裂
端裂在木材的两个端头形成,多发生在木材射线粗的硬阔叶材或髓心板上,会影响木材 的出材率。 端裂发生的主要原因有以下几个方面:木材装堆时,板材的端头与垫条没有齐平摆放;长度方向上材堆之间的衔接空隙过大,造成干燥室内气流短路循环,板材的端头始终处于强 气流的循环中; 所选择的干燥基准整体偏硬, 干燥速度过快; 干燥基准中某一阶段的温湿度 条件偏硬(通常干球温度容易偏高);对易端裂的木材没有涂封不透水的涂料。 防止端裂的方法是在木材端头涂以能耐高温的防水涂料(高温沥青漆或石蜡油等),并在 装堆时在板材两端放置隔条, 端头应齐整或设置挡板,以防止室内循环气流从材堆端头短路 而过,从而有效地防止端裂产生。
2 变色
木材的变色时由于受周围环境(阳光、空气、水分和温度)或微生物(真菌、细菌)的 作用,使木材表面(有时也深入至内部)的颜色发生令人不悦的变化。原木和锯材都可能产 生变色。木材的变色主要分微生物(真菌、细菌)引起的变色和化学变色两大类。
以上是预防木材干燥缺陷的简单论述,在今后的实践中,我们还要探索更多的预防木材干燥缺陷的措施,以提高我国木材加工水平,达到世界先进水平。