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發(fā)布時間:2023-02-16 瀏覽量:371
木材作為人類最喜愛的材料,幾乎涉及到人類世界的每一個角落。環(huán)保、溫暖、魔幻、多彩等屬性讓木材成為最常見也是最珍貴的加工材料。
不得不承認(rèn),人類一直想征服木材,使它成為“聽話”的材料。在數(shù)百年的研究和調(diào)試過程中,人類基本上掌握了木材的各種屬性,也對木材加工處理注入了非常多的心血,其中最為主要的一項就是干燥木材。
無論是作為建筑物中的結(jié)構(gòu)支撐物還是作為木工物品,木材都會吸收或釋放水分,直到其與周圍環(huán)境平衡。這種與周圍環(huán)境水分交流的過程會導(dǎo)致木材出現(xiàn)不均勻得收縮,如果該過程發(fā)生得太快,可能會損壞木材。必須控制平衡以防止損壞木材。
木材分為兩類:軟木、硬木。軟木較輕,結(jié)構(gòu)比較簡單,而硬木更硬更復(fù)雜。軟木密度范圍為350公斤/立方米~700公斤/立方米,硬木為450公斤/立方米~1250公斤/立方米。由于硬木結(jié)構(gòu)較為密集,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其滲透率遠(yuǎn)低于軟木,使其更難干燥。雖然硬木樹的體積大約比軟木樹高出百倍,但軟木干燥加工速度更快,更容易將軟木變?yōu)樯虡I(yè)木材。
生長樹木和新鮮原木含有大量的水,通常占木材重量的50%以上。水對木材有很大的影響。木材不斷地與周圍環(huán)境產(chǎn)生水分交換。木材含有三種形式的水分,分別是自由水、結(jié)合水和蒸汽水。
自由水:
木材細(xì)胞腔中包含的大部分水是自由水。
結(jié)合水:
結(jié)合水通過氫鍵與木材結(jié)合。木材對水的吸引力源于細(xì)胞壁中纖維素,半纖維素和木質(zhì)素分子中游離羥基(OH)基團(tuán)的存在。羥基帶負(fù)電荷,由于水是極性液體,纖維素中的游離羥基通過氫鍵吸引和保持水分;
蒸氣水:
在正常溫度和濕度下,水蒸汽形式的細(xì)胞腔內(nèi)的水通??梢院雎圆挥?。
木材干燥可以被描述為控制收縮從而限制大尺寸變化的技術(shù)干燥過程。理想情況下,木材被干燥至平衡含水量,尺寸變化將保持最小,但完全消除木材尺寸變化是不可能的。
如果樹木砍伐后立即進(jìn)行干燥,也可以保護(hù)木材免受腐爛、真菌污染、昆蟲攻擊等影響。導(dǎo)致腐爛和污漬的生物體通常不能在水分含量低于20%的木材中茁壯成長,機會所有的蟲害只能生活在新鮮原木中,所以及時地干燥能夠很好地提高木材質(zhì)量。
除了木材干燥的上述優(yōu)點外,以下幾點也是重要的
在大多數(shù)強度屬性中,干木比新鮮原木強。
如果要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐B透,特別是在油型防腐劑的情況下,用防腐劑浸漬的木材必須適當(dāng)?shù)馗稍铩?/p>
在木材和木制品的化學(xué)改性領(lǐng)域,應(yīng)將材料干燥至一定的含水量才可進(jìn)行充分的反應(yīng)。
在機械、表面和涂膠等加工處理過程中,干木通常比新鮮原木更容易操作,特別是油漆和表面處理只能在干燥木材上進(jìn)行。
通過干燥改善木材的電氣和保溫性能。
伐木后立即迅速干燥,升級并增加了原木的價值。因此,木材的干燥是研究和開發(fā)的一個領(lǐng)域,涉及世界各地的許多研究人員和木材公司。
廣泛地說,木材可以被干燥的方法有兩種:
自然干燥或風(fēng)干
空氣干燥是通過將其暴露于空氣來干燥木材??諝飧稍锏募夹g(shù)關(guān)鍵是需要環(huán)境干凈、陰涼,在干燥和陰涼的地方,在堆積的地基上制作一疊鋸材(層板由貼紙分隔)。干燥速度很大程度上取決于氣候條件和空氣運動。為了成功的空氣干燥,需要布置整個木材堆中連續(xù)均勻的空氣流。
優(yōu)點:使用這種干燥方法與木材的生產(chǎn)成本有關(guān),空氣干燥通常會產(chǎn)生很好的木材質(zhì)量。
缺點:根據(jù)氣候情況,需要幾個月的時間才能對木材進(jìn)行干燥。
人工干燥
人造或“烘箱”干燥的過程基本上是通過引入熱量來進(jìn)行快速干燥。可直接使用天然氣或電力,或間接通過蒸汽加熱的熱交換器,太陽能也是一種選擇。在此過程中,通過控制溫度、相對濕度和空氣循環(huán)等可變的條件,以達(dá)到特定的干燥特性。為了實現(xiàn)這一點,木材堆放在密閉空間,其中裝有用于控制大氣溫度,相對濕度和循環(huán)速率的設(shè)備。
世界上幾乎所有的商業(yè)木材都在工業(yè)窯中干燥??諝飧稍?、常規(guī)窯和太陽能干燥效果相比下,木材可以通過常規(guī)或太陽窯干燥至任何所需的低含水量,但在空氣干燥中,大多數(shù)位置的水分含量低于18%是難以達(dá)到的。
使用的干燥溫度高于60°C,通常會殺死木材中的所有真菌和昆蟲,空氣干燥則不能保證;同時如果空氣干燥不正確(當(dāng)暴露在陽光下),干燥的夏季可能會過快的干燥,導(dǎo)致開裂和分裂,而在寒冷的冬季則太慢。
常規(guī)窯爐干燥的顯著優(yōu)點包括更高的產(chǎn)量和更好地控制最終含水量。不管天氣條件如何,傳統(tǒng)的窯爐和太陽能干燥使得木材可以干燥至任何水分含量。對于大多數(shù)大型干燥操作,太陽能和常規(guī)窯干燥比空氣干燥更有效。
針對木材的干燥,在提升木材質(zhì)量的同時也會存在缺陷,如翹曲、彎曲、扭曲,彎曲等。由于干燥不均勻而導(dǎo)致木材組織斷裂,也可能發(fā)生折疊,通常表現(xiàn)為波紋或木材表面的“搓板”,折疊是由于纖維的物理平整導(dǎo)致纖維飽和點帶來的缺陷。干燥質(zhì)量的五項內(nèi)容包括:水分含量梯度和殘留干燥應(yīng)力的存在(表面硬化);表面、內(nèi)部和末端檢查;塌陷、扭曲、干燥引起的變色。
如何通過簡單的方法來辨別木材干燥質(zhì)量的好壞和等級呢,那就是看木材上的標(biāo)識。正規(guī)進(jìn)口木材上會有相應(yīng)相處的標(biāo)識,KD表示窯干,HT表示熱處理,DB表示剝皮。
在表示木材在表面處理或加工階段的含水量時,使用了以下縮寫標(biāo)識:
常用標(biāo)識“HT”表示“heattreated”(加熱處理)。加熱處理是指在中心溫度達(dá)56度的溫度下,至少對木材加熱30分鐘,以殺死松木和其他針葉木材有害的松材線蟲和其他昆蟲。
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