木材加工技術中木材干燥理論的應用

劉兆奎

沒有進行加工的木材在存放時都以堆放為主要形式，木材堆放過程中需要嚴格注意防火問題，這也是導致木材出現含水量過大現象的主要原因。如果不能對木材中的水分進行及時的干燥處理就會促使真菌微生物大量繁殖，木材的內部結構會在這一過程中被破壞，木材的使用效率大幅度降低。因此在實際對木材進行加工時首先需要滿足的條件就是減少木材的含水量。

一、木材平衡含水率理論在木材加工過程中的應用情況

1.木制品推薦含水率

所有木制品都具有一定的含水量，對于不同的木材來說，其標準也存在較大的差異性，因此木質含水量的確定需要在結合實際情況的基礎上進行。木制品加工工藝以及所處環境對木制品含水量有直接影響。制作精良是木制品的顯著優勢與特征，因此在實際對木制品進行加工時需要注意外部加工，該項工藝對木材含水量有較高要求，需要將其控制在合理范圍內，多數木制品環境對含水量有決定作用。

較為濕潤是南方氣候的顯著特征，這也是導致木質含水量較高的主要原因。與之相對的北方氣候較為寒冷，因此在含水量方面是也具有較低的特性。室內采暖也會加劇室內的干燥程度，進一步的降低木材含水量。北方夏季含水量對于冬季來說會有小幅度的升高。因此在實際對含水量進行確定時必須實現對上述因素的充分考慮。

2.木材的預汽蒸處理

對木材進行脫脂以及干燥就是對木材進行預汽蒸處理的目標與實質，在實際進行預汽蒸處理時木材的顏色會發生一定的變化，木材的含水量也是在這一過程中發生改變。我們可結合實際情況將木材干燥工作分為三個階段，下面我們對這三個階段進行仔細分析。

第一階段呈現出溫度與濕度相反的現象，也就是說溫度會逐漸下降，但濕度逐漸升高。

第二階段真好與第一階段相反，在溫度逐漸上升的同時濕度會呈現出不斷下降的趨勢。

第三階段比預定含水率低不僅可保證木材的干燥性是，同時對含水量的平衡有極大的促進作用，這主要是在木材濕度較大的情況下進行。為在真正意義上實現對木材含水率的降低，必須在結合實際情況的基礎上對木材表面進行科學的硬化處理。

木材干燥過程中，介質的溫、濕度通常是分階段變化的：干燥初期溫度低、濕度較高，平衡含水率約為13%-18%（硬闊葉材取高值，針葉材薄板取低值）；干燥中期溫度適當升高，濕度適當降低，平衡含水率約為8%-12%；干燥末期平衡含水率大幅度降低，其值約為3.2%-5.5%（預定終含水率高時，取高值；終含水率低時，取低值）。終了平衡處理時，木材的平衡含水率比預定的終含水率低2%，以保證較濕的鋸材進一步干燥，而已達到含水率要求的鋸材停止干燥，從而使鋸材終含水率均勻。終了調濕處理時，木材的平衡含水率比預定的終含水率高3%-4%，以使過干的木材表層適當吸收一些水分，從而消除或減輕表面硬化和殘余應力。

3.干燥鋸材的加工

木材的吸收在干燥鋸材的加工過程當中是必須要注意的問題，解決木材吸濕問題的方法有很多，例如，對木材縮短干燥鋸材的加工時間、控制干燥鋸材加工場地的濕度、將具有隔濕作用的塑料布對干燥鋸材進行遮蓋或者用除濕機降低加工場地的濕度等等方法。

現代化的木材加工廠，干鋸材都在加溫的密閉倉庫中貯存。即在干材倉庫四周墻壁的下半部，安裝蒸汽或熱水散熱管，使倉庫內空氣溫度高于周圍大氣溫度，木材的平衡含水率自然會降低，從而有效防止干材吸濕。由于木材平衡含水率受周圍空氣濕度的影響遠比受溫度影響大，故在倉庫內設置自動調濕器來控制庫內木材的平衡含水率較為方便。如將調濕器的相對濕度沒定為35%，當空氣溫度在10-36℃之間變化時，木材的平衡含水率變化范圍僅為6.5%-7.1%。這說明只要保持空氣的相對濕度不變，即使空氣溫度變化范圍較大，平衡含水率變化卻很小。若工廠沒有條件安裝自動調濕器，則可人工調節倉庫內空氣溫度，使之比周圍大氣溫度高出6-11℃（夏、秋季晴天取低值，冬季或雨天取高值），也能達到降濕防潮的目的。

干鋸材加工時，暴露在空氣中的表面積，比在倉庫中密實堆積時大，若不采取措施，時間一長很容易吸濕，特別是在陰雨天。因此，干鋸材加工的周期應盡量縮短，避免在車間內長期堆放。若必須有中間倉庫時，也應該用人造板或塑料布將干鋸材圍蓋起來；且最好用除濕機抽濕，以免干鋸材在中間倉庫堆放時重新吸濕。木制品機械加工之后，應盡快涂油漆。制成的木制品應盡快用塑料布或油紙密封打包，裝入包裝箱，并盡快運往目的地。

二、木材干燥應力與變應理論在木材加工中的應用情況

1.制定干燥基準

在早期對于木材干燥的處理方法最先是由木材表層的部分進行處理，逐步到新層。若使用早期的干燥處理方法，可能會造成木材表面開裂的問題。因為木材會限制表層的干縮。在含水率相對較高的情況下，表層會受到較大的硬力，并且因為這種硬力會導致木材表層的開裂。在木材干燥的早期，一般的處理方法是將干燥溫度降低，和溫度調高，并且控制干燥的速度，在木材干燥的中期，導致細胞壁向細胞腔潰陷而出現的皺縮現象，是因為木材內部的壓應力比較大，在加上木材細胞腔內毛細管張力較大所導致的。所以應該降低自由水的排出率，才能對木材的滲透性差進行完善。在木材干燥的最后一步，如果抑制新層干縮，就會導致新層要受到巨大的拉應力，導致內裂。從而必須在新層含水率降低到纖維飽和點之前，才能減緩溫度的提升以及濕度的下降速度。

2.設計木材結構強度

在設計木結構強度之前，需要考慮到以下三點：1.外載荷大小；2.載荷持續時間；3.室內外氣候。以上三點均會對木結構的強度以及室內外氣候造成最大的影響。木材的含水率有所不同，也是因為室內外氣候的不同，木材結構強度的下降，是因為含水率的上升。木材的內應力增大，會導致木結構有被破壞的風險，主要是受惡劣天氣的影響。要想在木結構強度達到最好之前，必須要充分考慮氣候條件以及各方面的根本原因。

想要維持正常的含水率，并且進行正常的企業加工，必須要在木材加工中應用木材干燥的理論，來進行一系列的處理的措施。木材的儲存和運輸環節都可以合理的應用在木材加工理論當中。木材的利用價值直接關系到木材的儲存質量以及運輸情況。如果儲存的質量和運輸的安全性得不到相應的保障，木材的利用價值將會大量的減少。在上文中我們進行了闡述木材干燥的基本理論，希望以上建議能夠給我國木材行業的發展以及各個企業的完善帶來良好的經濟效益。

（作者單位：164031黑龍江省通北林業局）endprint