油松木材干燥特性的研究范文

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摘要:采用百度試驗(yàn)法研究了油松木材干燥特性。結(jié)果表明:初期開(kāi)裂等級(jí)為1級(jí);截面變形等級(jí)為2級(jí);瓦彎變形為1.4mm;平均體積干縮率為11.49%，差異干縮為1.14;干燥速度等級(jí)為1級(jí)。根據(jù)干燥特性相關(guān)數(shù)據(jù)，初步擬定了25～30mm厚油松木材干燥基準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞:油松木材;干燥特性;百度試驗(yàn)法;干燥基準(zhǔn)

油松為松科針葉常綠喬木，大枝平展或斜向上，老樹(shù)平頂;小枝粗壯，雄球花柱形。油松為喜光、深根性樹(shù)種，喜干冷氣候，在土層深厚、排水良好的酸性、中性或鈣質(zhì)黃土上均能生長(zhǎng)良好。油松結(jié)構(gòu)較細(xì)密，材質(zhì)較硬，耐久用。可作為建筑、電桿、礦柱、造船、器具、家具及木纖維工業(yè)等用材，為中國(guó)特有樹(shù)種，產(chǎn)于東北、中原、西北和西南等省區(qū)［1－2］。百度干燥試驗(yàn)是把標(biāo)準(zhǔn)尺寸的干燥試件放置在干燥箱內(nèi)，在溫度為100℃的恒溫條件下進(jìn)行干燥并觀察試件初期開(kāi)裂的情況，干燥結(jié)束后，鋸開(kāi)試件觀察其內(nèi)部的開(kāi)裂和截面變形情況，用來(lái)確定木材干燥過(guò)程中所需的溫度和相對(duì)濕度［3］。根據(jù)試件在干燥過(guò)程中含水率的變化情況及所消耗的時(shí)間，預(yù)測(cè)在干燥室干燥情況下所需要的干燥時(shí)間。用標(biāo)準(zhǔn)試件所確定出的干燥基準(zhǔn)就是被測(cè)樹(shù)種厚度為2.5cm板材的干燥基準(zhǔn)。木材干燥特性是其被加工利用的基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)對(duì)各種木材干燥特性研究較多［4－7］。但對(duì)于冀北油松木材干燥特性的研究則很少，為提高油松木材的使用價(jià)值，解決木材加工利用的瓶頸問(wèn)題，本文采用百度干燥試驗(yàn)法研究油松木材的干燥特性，并初步擬定干燥基準(zhǔn)，旨在為油松木材加工利用提供參考。

1試驗(yàn)材料與方法

1.1試驗(yàn)材料油松:原木采集自河北承德隆化縣茅荊壩林場(chǎng)，試材運(yùn)至實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所后鋸解為板材。油松濕材長(zhǎng)120cm、寬18cm、厚25mm，弦向刨光材，紋理通直，表面無(wú)缺陷。加工成規(guī)格為200mm×100mm×20mm的弦切板。試件放入烘箱前需要測(cè)量其尺寸，精確到0.01mm。測(cè)得試件初含水率為110%左右，備用。

1.2試驗(yàn)設(shè)備電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(型號(hào)DHG—9240A);電子天平(精度0.01g);電子游標(biāo)卡尺(精度0.01mm);不銹鋼鋼尺(精度0.5mm);格力博無(wú)刷鏈鋸。

1.3試驗(yàn)方案試驗(yàn)采用100℃干燥試驗(yàn)法，詳見(jiàn)文獻(xiàn)“木材干燥基準(zhǔn)簡(jiǎn)易確定法一百度試驗(yàn)法”［8］。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)并分析原因。參照文獻(xiàn)“百度干燥試驗(yàn)中干燥缺陷及干燥速度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”［9－10］對(duì)油松木材的缺陷分別定級(jí)，根據(jù)缺陷等級(jí)確定油松木材干燥的初期溫度、干濕球溫度差及后期溫度，綜合選出最低條件作為油松木材干燥基準(zhǔn)的基本條件，進(jìn)而擬定初步干燥基準(zhǔn)。

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1木材干燥缺陷油松木材的干燥缺陷見(jiàn)表1。由表1可知，油松木材干燥時(shí)發(fā)生了初期開(kāi)裂，但僅出現(xiàn)少量端裂和短端表裂，未出現(xiàn)內(nèi)部開(kāi)裂，開(kāi)裂等級(jí)為1級(jí)。木材干燥后截面變形的均值為0.88mm，等級(jí)為2級(jí);油松木材扭曲變形的均值為1.0mm，等級(jí)為2級(jí);油松木材瓦彎變形均值為1.4mm。在干燥后期，木材表層含水率變得很低，收縮值遠(yuǎn)小于木材內(nèi)部的收縮值，木材內(nèi)外的干縮差異會(huì)使木材內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)木材內(nèi)部的拉應(yīng)力超過(guò)木材的橫紋抗拉極限強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)部開(kāi)裂。

2.2干縮特性了解木材的干縮性質(zhì)和規(guī)律，可以掌握其干燥特性的動(dòng)態(tài)變化，提高其制定干燥基準(zhǔn)的有效性，對(duì)制定木材干燥工藝及合理加工利用均有重要的意義。100℃干燥條件下油松木材的干縮情況見(jiàn)2。由表2可知，油松木材平均徑向干縮率為5.45%;平均弦向干縮率為6.20%;平均體積干縮率為11.49%。木材差異干縮為1.14，小于1.5［11］，說(shuō)明油松木材在干燥過(guò)程中產(chǎn)生翹曲和開(kāi)裂的趨勢(shì)相對(duì)較小。

2.3干燥速度干燥速度是反映木材內(nèi)部水分向外移動(dòng)快慢的重要指標(biāo)，也是反映木材干燥難易程度的一個(gè)重要指標(biāo)，其與木材的構(gòu)造密切相關(guān)。油松木材百度干燥試驗(yàn)的干燥速度見(jiàn)表3，油松木材平均含水率變化曲線如圖1所示。2.4干燥基準(zhǔn)的初步擬定初期開(kāi)裂程度一般與干燥初期濕度關(guān)系最大，與初期溫度關(guān)系次之，與末期溫度和末期濕度關(guān)系較小。截面變形程度與干燥初期溫度和初期濕度關(guān)系較大，與末期濕度關(guān)系較小。內(nèi)裂程度與干燥初期溫、濕度、末期溫度關(guān)系均較大，與末期濕度關(guān)系較小。

3結(jié)論

油松木材的初期開(kāi)裂等級(jí)為1級(jí)，未發(fā)生內(nèi)部開(kāi)裂;截面變形等級(jí)為2級(jí);扭曲變形等級(jí)為2級(jí);瓦彎變形值為1.4mm。油松木材干燥速度等級(jí)為1級(jí)。油松木材的平均徑向干縮率為5.45%;平均弦向干縮率為6.20%;平均體積干縮率為11.49%，差異干縮為1.14，小于1.5，干燥過(guò)程中產(chǎn)生翹曲和開(kāi)裂的趨勢(shì)相對(duì)較小。在油松木材干燥特性測(cè)定的基礎(chǔ)上，確定了油松木材干燥基準(zhǔn)的基本條件，初步擬定了25～30mm厚油松木材干燥基準(zhǔn)，百度干燥試驗(yàn)法所得結(jié)果與一般實(shí)際生產(chǎn)中的干燥結(jié)果有一定差別，因而本試驗(yàn)所得結(jié)果僅供參考使用。

作者：李春貴1，李達(dá)2，魏立婷2 單位：1.河北隆化國(guó)有林場(chǎng)管理處茅荊壩林場(chǎng)，2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院