木材干燥過程開裂？這5個(gè)措施用得上！
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。
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文章來源:網(wǎng)絡(luò)
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