木材为什么要干燥
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木材为什么要干燥
生木材中含有大量的水份,其数量约占全干木材重量的30%~200%。
将这些水份除去的过程叫做木材干燥。
未干木材很容易受真菌感染而长霉、变色和腐朽,也易受昆虫侵害。
如将未干透的木材做成木制品,则该木制品会在使用过程中继续缓慢变干而发生收缩、变形甚至开裂,并出现榫头松动和拼板裂缝等缺陷。
因此,木材必须经过干燥才能加工、使用。
总的说来,经过干燥的木材有以下优点:
⑴提高尺寸稳定性只要将木材干燥到使用含水率范围内,木材含水率便趋于稳定,木材就不会发生收缩和变形。
⑵提高耐久性能当木材的含水率降到20%以下时,真菌便不能在木材中生长繁殖,也可避免大部份昆虫的侵害。
木材人工干燥还起杀菌消毒的作用,从而可避免木材的生物破坏,延长其使用寿命。
⑶提高物理力学性能经过干燥的木材,结构更加紧密,故机械强度提高了。
此外,木材的弹性、绝缘性、保温性和声学性能等也都显著提高。
⑷提高加工性能干木材的表面加工光洁度高;榫接合和胶合强度高;对连接螺钉和铁钉的握钉力强;不会腐蚀金属连接件;表面油漆性能也较好。
⑸可减轻运输重量锯材长途运输,必须将其干燥到含水率20%以下,这一方面是为了防止木材在运输过程中发生长霉、变色和腐朽,同时也可减轻运输重量。
因此,木材干燥是木材加工过程中的一个重要环节,是确保木制品质量和延长木制品使用寿命的先决条件。
(翁文增)
木材干燥有什么要求
不管用哪种方法干燥木材,总的原则都是在保证干燥质量的前提下,尽量缩短干燥时间,以提高产量、降低能耗、降低干燥成本。
如经验不足,应以确保干燥质量为主,然后再总结经验,修改基准,缩短干燥时间。
木材干燥质量以国家标准GB/T 6491-1999《锯材干燥质量》为检验依据,包括终含水率及其分布均匀度;沿木板厚度上的含水率偏差;干燥应力指标;弯曲、开裂等可见干燥缺陷;以及外观质量如皱缩、炭化和变色等。
必须符合标准规定的要求,并使等级品率达到96%以上。
至于干燥时间,还没有统一的标准。
干燥时间除了与木材的树种、厚度,初含水率等内在因素有关外,还与干燥方法、干燥设备、干燥工艺、干燥质量要求和干燥过程操作等有关。
对于常规蒸汽干燥,可参考《木材干燥》教科书的《木材干燥时间定额》,也可根据干燥条件,用经验公式推算理论的干燥时间作为判断实际干燥时间是否合理的参考。
企业也可根据实践经验的总结,制订适合自身条件的《木材干燥时间定额》,作为质量管理的依据。
由于该项内容篇幅较长,又理论计算比较繁琐,在生产上极少应用,有兴趣的可参考相关资料。
(翁文增)
如何控制和防止木材发生开裂
木材开裂有端裂、表裂和内裂三种状况,分别讨论如下:
⑴端裂(劈裂或纵裂)木料端头由于水份蒸发较快而先干燥,当端头水份低于纤维饱和点时,端头细胞便开始收缩,当其干缩应力达到木材的强度极限时,便发生端裂,即在髓心处或粗木射线处或沿外板面发生纵向裂口。
含髓心的木板沿髓心发生端裂几乎是不可避免的,因为髓心是射线薄壁细胞最集中的地方,横向抗拉强度极低。
木射线粗的硬阔叶材厚板也较容易发生端裂。
对于数米长的毛边板来说,端裂在10cm~15cm以内是允许的,因为加工时总要截去部分端头。
但对于整边板或地板坯料,一般不允许端裂。
防止端裂可以采取以下措施:①如允许,最好将厚板改剖成薄板或小方材进行干燥最合理,可以有效防止端裂和其它干燥缺陷。
②窑干前将已发生端裂部分截除,因为原有的端裂极易继续延伸。
③在没有发生端裂的木板端头涂刷石腊油或厚油漆,阻碍水份从端头蒸发。
④装堆时,材堆端头的
隔条尽量靠近端头压紧并上下对齐。
⑤装窑时,材堆与材堆的端头尽量紧挨着,防止气流从材堆之间的空档短路,以免端头干燥过快。
⑥对于容易发生端裂的硬阔叶材或厚板,尽量采用偏软的干燥工艺,并注意及时进行调湿处理。
⑵表裂表裂是指锯材的外表面(通常是弦切板的外切面)上沿木射线发生的纵向裂纹。
它是由于干燥前期表面张应力过大引起的。
当表面张应力由最大值逐渐递减时,表面裂纹也开始逐渐缩小。
若裂纹不太严重,到干燥的中、后期可完全闭合,乃至肉眼不易察见。
轻度的表裂对质量影响不大。
但在加工为成品后油漆时,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。
窑干时若过早发生表裂,将会影响窑干过程的正确实施,并可能发展成明显的干燥缺陷。
故干燥前期应尽量避免发生表裂,保持木材的完整性。
防止表裂的办法是前期基准不能太硬,并注意控制干燥应力的发展。
应在初含水率大约减少1/3时进行中间调湿处理,因为这时表面张应力可能达到最大值。
对于厚板或硬阔叶材,中间处理应进行多次,可在含水率每降低10%左右或每隔2~3天处理一次,以消除表层张应力。
⑶内裂(蜂窝裂)木材内裂发生在木材内部,沿木射线裂开,如蜂窝状,也叫蜂窝裂。
外表无开裂痕迹,只有锯断才能发现。
但通常伴随有外表不平坦或明显皱缩,或炭化,或重量变轻等。
这是明显的干燥过度的特征。
内裂一般发生于干燥后期,是由于表面硬化较严重,后期干燥条件又较剧烈,使内部张应力过大引起的。
厚度较大的锯材,尤其是基本密度大的、木射线粗的、或木质较硬的树种,如栎木、水曲柳、柯木、栲木、枫香、柳安等硬阔叶树材,都较易发生内裂。
内裂是一种严重的干燥缺陷,对木材的强度、材质、加工及产品质量都有极其不利的影响,一般不允许发生。
防止的办法是在窑干的中、后期及时进行中间处理,以解除表面硬化。
对于厚度较大的锯材,尤其是硬阔叶树材,后期干燥温度不能太高。