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木材干燥過程開裂?這5個(gè)措施用得上!时间:2019-11-21 阅读 木材干燥是什么意思? 木材干燥通常指在熱能作用下以蒸發(fā)或沸騰方式排除木材水分的處理過程。 若要使木材中的水分排除,在它的周圍環(huán)境中必須要有一個(gè)熱能存在,而這個(gè)熱能一般就是產(chǎn)生熱的熱源。在一定的溫度下,木材中的水分就以蒸發(fā)的方式或沸騰的方式排到它周圍的空氣中,木材就得到了干燥。當(dāng)木材中的水分降到一定程度時(shí),我們就可以使用它來加工和制造我們所需要的產(chǎn)品。 影響木材干燥的因素有哪些? 一、外在因素 溫度 溫度是影響木材干燥速度的主要因素。溫度升高,木材中水分壓力升高,液態(tài)自由水的粘度降低,有利于促進(jìn)木材中水分的流動(dòng)和擴(kuò)散;銅絲干燥介質(zhì)的溶濕能力提高,加快木材表面水分的蒸發(fā)速度。但值得注意的是如果溫度過高,會(huì)引起木材的開裂和變形、降低力學(xué)強(qiáng)度、變色等,應(yīng)適當(dāng)控制。 濕度 相對(duì)濕度是影響木材干燥速度的重要因子。在溫度與氣流速度相同的情況下,相對(duì)濕度越高,介質(zhì)內(nèi)水蒸氣分壓越大,木材表面得水分越不易向介質(zhì)中蒸發(fā),干燥速度越慢;相對(duì)濕度低時(shí),表面水分蒸發(fā)快,表層含水率降低,含水率梯度增大,水分?jǐn)U散等增大,干燥速度快。但相對(duì)濕度過低,會(huì)造成開裂及蜂窩等干燥缺陷問題的發(fā)生甚至加重。 氣流循環(huán)速度 氣流循環(huán)速度是另一個(gè)影響木材干燥速度的因素。高速氣流能破壞木材表面上的飽和蒸汽界層,從而改善介質(zhì)與木材之間傳熱、傳質(zhì)條件,加快干燥速度。 對(duì)于難干材或當(dāng)木材含水率較低時(shí),木材內(nèi)部水分移動(dòng)決定著干燥速度;通過提高大介質(zhì)流速來加快表面水分的蒸發(fā)速度沒有實(shí)際意義,反而會(huì)加大含水率梯度,增大產(chǎn)生干燥缺陷的危險(xiǎn)性。所以,難干材不需要很大介質(zhì)循環(huán)速度。 二、內(nèi)在因素 木材樹種及構(gòu)造特征 不同樹種的木材具有不同的構(gòu)造,它的紋孔大小與數(shù)量,以及紋孔膜上微孔的大小都有很大差異,因此水分沿上述路徑移動(dòng)的難易程度有別,即木材樹種是影響干燥速度的主要內(nèi)因。 由于環(huán)孔硬闊葉樹材(例如酸枝木)導(dǎo)管和紋孔中充填物多、紋孔膜上微孔的直徑小,所以其干燥速度明顯小于散孔闊葉樹材;在同一樹種中,密度增大,大毛細(xì)管內(nèi)水分流動(dòng)阻力增大,細(xì)胞壁內(nèi)水分?jǐn)U散路徑延長(zhǎng),難于干燥。 木材厚度 木材常規(guī)干燥過程可近似認(rèn)為是沿材厚方向的一維傳熱傳質(zhì)過程,厚度增加,傳熱傳質(zhì)距離變長(zhǎng)、阻力加大,干燥速度明顯下降。 木材含水率 纖維飽和點(diǎn)之下,隨著含水率的降低,吸著水的橫向擴(kuò)散系數(shù)減小,而水蒸氣在細(xì)胞腔中的擴(kuò)散系數(shù)則增大,由于干燥過程中水蒸氣在細(xì)胞腔中擴(kuò)散所占比例不大,含水越低水分?jǐn)U散路徑越長(zhǎng),所以含水率越低越難干燥。 木材心邊材 闊葉樹心材細(xì)胞中內(nèi)含物較多,針葉樹心材中的紋孔多數(shù)是閉塞的,所以心材較邊材難干燥。 木材紋理方向 木射線有利于水分傳導(dǎo),沿木材徑向的水分傳導(dǎo)比沿弦向約大15%~20%,所以,弦切板通常比徑切板的干燥速度快。 木材發(fā)生開裂的原因和解決辦法 木材開裂有以下幾種形式:表裂,內(nèi)裂,端裂和輪裂。 下面我們簡(jiǎn)單了解下這幾種開裂形式的發(fā)生原因: 1.表裂 指表面裂紋,表裂是指原木材身或成材表面的裂紋。裂紋通常都限于弦面,并且沿徑向發(fā)展。木材干燥時(shí),首先從表面蒸發(fā)水分,當(dāng)表面層含水率降低至纖維飽和點(diǎn)以下時(shí),表層木材開始收縮,但此時(shí)鄰接的內(nèi)層木材的含水率尚在纖維飽和點(diǎn)以上,不發(fā)生收縮。 表層木材的收縮受到內(nèi)層木材的限制,不能自由收縮,因而在木材中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力:表層木材受拉,內(nèi)層木材受壓。干燥條件越劇烈,內(nèi)外層木材的含水率差異越大,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也越大。 如果表層的拉應(yīng)力超過木材橫紋抗拉強(qiáng)度,則木材組織被撕裂,由于沿木射線組織的抗拉強(qiáng)度較鄰近的木纖維的強(qiáng)度小,所以裂縫首先沿木射線產(chǎn)生。 2.內(nèi)裂 即內(nèi)部裂紋。內(nèi)裂也常稱蜂窩裂。內(nèi)裂產(chǎn)生于干燥后期,有時(shí)產(chǎn)生于干燥材料存放時(shí)期。通常不易從木材外部發(fā)現(xiàn),但嚴(yán)重時(shí),可由材面的凹陷來判斷。內(nèi)裂是由于木材內(nèi)層的拉應(yīng)力所引起。 3.端裂 即端面裂紋。端裂或僅限于木材的端面,或延伸至端部的一側(cè)或兩側(cè),后者通常稱為劈裂。主要原因是由于木材順紋方向的導(dǎo)水性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橫紋方向,當(dāng)木材干燥時(shí),水分從端面的蒸發(fā)要比從側(cè)面蒸發(fā)快得多。 端部含水率低于中部,端部的收縮受中部木材的限制,因而在端部產(chǎn)生拉(伸張)應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過木材的橫紋抗拉強(qiáng)度時(shí),端面發(fā)生開裂。 4.輪裂 這種裂縫沿生長(zhǎng)輪方向發(fā)展,常擴(kuò)展到相鄰的幾個(gè)生長(zhǎng)輪。輪裂通常發(fā)生于干燥初期,出現(xiàn)于木材的端面,隨著干燥的進(jìn)展裂紋加深、加長(zhǎng)。有時(shí)發(fā)生于內(nèi)部,但出現(xiàn)于干燥后期,是由于嚴(yán)重的內(nèi)部拉應(yīng)力所引起的。 應(yīng)對(duì)措施 1.采用高溫定性處理 減少木材內(nèi)裂的方法可采用高溫定性處理,產(chǎn)生內(nèi)裂的木材表層伸張殘余變形可以在干燥過程結(jié)束前對(duì)木料進(jìn)行高溫高濕處理來消除。在處理時(shí),木料表層因加濕膨脹而產(chǎn)生壓縮殘余變形,與原有的伸張殘余變形抵消,木材內(nèi)裂也因此而消除。 2.機(jī)械法防裂 在已干燥的木材上用鐵絲捆端頭,使用防裂環(huán)、組合釘板等,用機(jī)械的方法強(qiáng)制木材不要膨脹和收縮,這樣也可以避免木材發(fā)生開裂。 3.涂刷防水涂料 在木材的端部和表面涂刷防水涂料,減緩木材表面的蒸發(fā)強(qiáng)度,這樣可以減少木材內(nèi)外的含水率梯度,也可以減少木材的開裂。 4.用防水劑進(jìn)行浸注處理 比較有效的方法是用防水劑進(jìn)行加壓處理,使防水劑深深的進(jìn)入到木材中,以達(dá)到持久性的良好防裂效果。 5.改進(jìn)制材時(shí)下鋸的方法 木材各向異性,在同樣的溫、濕度變化的情況下,其濕漲、干縮系數(shù)最大的是弦向,其次是徑向,縱向的變化最小,所以下鋸時(shí)多生產(chǎn)一些徑切板,可以減少開裂。特別是帶有髓心的板材干燥時(shí)容易發(fā)生嚴(yán)重的劈裂,這是由于髓心附近徑向和弦向的收縮差異引起的,最好的方法是在制材時(shí)避免生產(chǎn)帶髓心的板材。 使用熱泵烘干工藝可大大降低開裂幾率,保證出貨質(zhì)量高! 家居行業(yè)技術(shù)咨詢電話13301505755 文章來源:網(wǎng)絡(luò) 歡迎關(guān)注家居薈 長(zhǎng)按二維碼即可關(guān)注家居薈公眾號(hào),了解更多有用和有趣的家居知識(shí)! |