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摘 要:木材干燥过程中会产生各种缺陷,极大地制约了木材的应用范围。因此,改善木材干燥缺陷对木材的高效利用具有重要的意义。
关键词:木材干燥;缺陷;解决方法
木材是国民经济的重要物资,不仅在工农业生上占有重要地位,而且是人民生活上不可缺少的材料。随着木材加工业的不断发展,技术水平的进一步提高,木材的用途也日益广泛。木材是一种天然的有机材料。它具有特殊的性能,这些性能与木材自身的结构和生长条件有密切关系。因此,木材与其它材料相比,有自己的优缺点。在使用木材时,应运用新技术新方法发挥其优点或改变其缺点,提高其性能,使之达到合理利用和节约木材目的,本文就木材在干燥过程中易产生缺陷进行了分析,并提出了解决方法。
木材属多孔性材料,有细胞腔、纹孔等,所以具有较强的吸湿性。同时木材中含有大量的自由水、吸附水和少量的化合水,木材干燥过程中水分蒸发,木材收缩或开裂,极大地制约了木材的应用范围。因此改善木材干燥缺陷对木材的高效利用具有重要的意义。而且这些缺陷大多数是能够防止或减轻的。
1 木材开裂
1.1端裂
端裂是出现在木材端面的上的裂纹。木料端头由于水分蒸发较快而先干燥,当端头水分低于纤维饱和点时,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。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。但对于地板坯料,一般不允许端裂。防止端裂可以采取以下措施:
1.1.1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。
1.1.2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。
1.1.3在没有发生端裂的木板端头涂刷石蜡油、油漆、沥青,阻碍水分从端头蒸发。
1.1.4装堆时,材堆端头的隔条尽量靠近端头压紧并上下对齐。
1.2表裂
表裂是指锯材的外表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。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:
1.2.1前期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。
1.2.2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 d处理一次,以消除表层张应力。
1.3内裂
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。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。
2 变形
木材干燥后,由于收缩不均匀,径、弦向干缩的差异,使木材原来形状改变,叫变形。主要有横弯、纵弯、扭曲和翘曲等几种缺陷。木材干缩纵向和横向、弦向和径向有差异主要是由木材的构造不同。木材中细胞绝大多数是纵向排列的,因此横向干缩要大于纵向干缩。而弦向和径向干缩差异主是因为早晚材的细胞壁厚不一,次生壁各层微纤丝排列不一致。
2.1减小木材表层和内部的温差,一般是在干燥时缓慢升温。
2.2减小木材外层和内部的含水率差一般是增加喷蒸次数。
2.3防止上层木材变形,在堆积的木材上层用重物压实,在干燥后期采用高温高湿空气,使木材的塑性变形得以恢复,在一定程度上能减少木材翘曲。
3 变色
木材经干燥后都不同程度地会发生变色现象。主要有青变、褐变、发霉。
3.1青变:某些针叶材在湿热的条件下容易产生。防止:干燥时高温、通风良好。
3.2褐变:是由于干燥温度过高,冷凝水滴到木材上引起的变色。防止:采用适当的干燥温度,喷水管不能直接对着木材喷射,加强干燥窑的保温性能,防止产生冷凝水。
3.3发霉:木材干燥初期温度低、湿度大,如果循环速度缓慢,通风效果不好,容易使木材发霉。防止:在不发生干燥缺陷的前提下升温或降温,改善通风效果,适当提高预热处理的温度和时间。
4 干燥不均匀
4.1沿木堆长度方向干燥不均匀:主要因为加热器沿干燥室长度方向气流的加热不均匀引起的,加热器散热不均主要是因为空气没有排净,应检查疏水器是否失灵或回水管是否堵塞,及时排除故障,使加热器正常工作。
4.2沿木堆高度方向干燥不均匀:主要是气流沿木堆高度方向流通不畅造成的,要做好气流导向。材堆高度干燥不均匀是垂直气道不合理或没留垂直气道,应合理安排材堆的垂直气道。
4.3沿木堆宽度方向干燥不均匀:主是通过木堆的气流速度低引起的。要求通过木堆的气流速度要达到1 m/S以上,对干燥慢的位置,材堆可堆的稀疏一些。
5 今后的木材干燥技术发展方向
5.1加强理论创新,木材干燥生产的规模化和专业化是今后发展的方向。
5.2深入研究木材干燥与木材改性改良相结合的组合干燥技术。
5.3倡导绿色干燥,推广太阳能干燥技术。
关键词:木材干燥;缺陷;解决方法
木材是国民经济的重要物资,不仅在工农业生上占有重要地位,而且是人民生活上不可缺少的材料。随着木材加工业的不断发展,技术水平的进一步提高,木材的用途也日益广泛。木材是一种天然的有机材料。它具有特殊的性能,这些性能与木材自身的结构和生长条件有密切关系。因此,木材与其它材料相比,有自己的优缺点。在使用木材时,应运用新技术新方法发挥其优点或改变其缺点,提高其性能,使之达到合理利用和节约木材目的,本文就木材在干燥过程中易产生缺陷进行了分析,并提出了解决方法。
木材属多孔性材料,有细胞腔、纹孔等,所以具有较强的吸湿性。同时木材中含有大量的自由水、吸附水和少量的化合水,木材干燥过程中水分蒸发,木材收缩或开裂,极大地制约了木材的应用范围。因此改善木材干燥缺陷对木材的高效利用具有重要的意义。而且这些缺陷大多数是能够防止或减轻的。
1 木材开裂
1.1端裂
端裂是出现在木材端面的上的裂纹。木料端头由于水分蒸发较快而先干燥,当端头水分低于纤维饱和点时,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。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。但对于地板坯料,一般不允许端裂。防止端裂可以采取以下措施:
1.1.1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。
1.1.2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。
1.1.3在没有发生端裂的木板端头涂刷石蜡油、油漆、沥青,阻碍水分从端头蒸发。
1.1.4装堆时,材堆端头的隔条尽量靠近端头压紧并上下对齐。
1.2表裂
表裂是指锯材的外表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。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:
1.2.1前期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。
1.2.2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 d处理一次,以消除表层张应力。
1.3内裂
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。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。
2 变形
木材干燥后,由于收缩不均匀,径、弦向干缩的差异,使木材原来形状改变,叫变形。主要有横弯、纵弯、扭曲和翘曲等几种缺陷。木材干缩纵向和横向、弦向和径向有差异主要是由木材的构造不同。木材中细胞绝大多数是纵向排列的,因此横向干缩要大于纵向干缩。而弦向和径向干缩差异主是因为早晚材的细胞壁厚不一,次生壁各层微纤丝排列不一致。
2.1减小木材表层和内部的温差,一般是在干燥时缓慢升温。
2.2减小木材外层和内部的含水率差一般是增加喷蒸次数。
2.3防止上层木材变形,在堆积的木材上层用重物压实,在干燥后期采用高温高湿空气,使木材的塑性变形得以恢复,在一定程度上能减少木材翘曲。
3 变色
木材经干燥后都不同程度地会发生变色现象。主要有青变、褐变、发霉。
3.1青变:某些针叶材在湿热的条件下容易产生。防止:干燥时高温、通风良好。
3.2褐变:是由于干燥温度过高,冷凝水滴到木材上引起的变色。防止:采用适当的干燥温度,喷水管不能直接对着木材喷射,加强干燥窑的保温性能,防止产生冷凝水。
3.3发霉:木材干燥初期温度低、湿度大,如果循环速度缓慢,通风效果不好,容易使木材发霉。防止:在不发生干燥缺陷的前提下升温或降温,改善通风效果,适当提高预热处理的温度和时间。
4 干燥不均匀
4.1沿木堆长度方向干燥不均匀:主要因为加热器沿干燥室长度方向气流的加热不均匀引起的,加热器散热不均主要是因为空气没有排净,应检查疏水器是否失灵或回水管是否堵塞,及时排除故障,使加热器正常工作。
4.2沿木堆高度方向干燥不均匀:主要是气流沿木堆高度方向流通不畅造成的,要做好气流导向。材堆高度干燥不均匀是垂直气道不合理或没留垂直气道,应合理安排材堆的垂直气道。
4.3沿木堆宽度方向干燥不均匀:主是通过木堆的气流速度低引起的。要求通过木堆的气流速度要达到1 m/S以上,对干燥慢的位置,材堆可堆的稀疏一些。
5 今后的木材干燥技术发展方向
5.1加强理论创新,木材干燥生产的规模化和专业化是今后发展的方向。
5.2深入研究木材干燥与木材改性改良相结合的组合干燥技术。
5.3倡导绿色干燥,推广太阳能干燥技术。