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木材为什么开裂,真相是这样!

2019-10-09 13:14 中华地板网 A+
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木头和人一样有自己的脾气,如果过分烘干则会让木材失去了活力,如果烘干不均匀则会让木材遭受到身体上的痛苦。所以木材要做到适当的干燥,它才会生龙活虎!

1、木材干燥是什么意思?

木材干燥通常指在热能作用下以蒸发或沸腾方式排除木材水分的处理过程。

若要使木材中的水分排除,在它的周围环境中必须要有一个热能存在,而这个热能一般就是产生热的热源。在一定的温度下,木材中的水分就以蒸发的方式或沸腾的方式排到它周围的空气中,木材就得到了干燥。当木材中的水分降到一定程度时,我们就可以使用它来加工和制造我们所需要的产品。

(图片来源:无敌金刚地板官网,侵删)

2、影响木材干燥的因素有哪些?

一、外在因素

(1)温度

温度是影响木材干燥速度的主要因素。温度升高,木材中水分压力升高,液态自由水的粘度降低,有利于促进木材中水分的流动和扩散;铜丝干燥介质的溶湿能力提高,加快木材表面水分的蒸发速度。但值得注意的是如果温度过高,会引起木材的开裂和变形、降低力学强度、变色等,应适当控制。

(2)湿度

相对湿度是影响木材干燥速度的重要因子。在温度与气流速度相同的情况下,相对湿度越高,介质内水蒸气分压越大,木材表面的水分越不易向介质中蒸发,干燥速度越慢;相对湿度低时,表面水分蒸发快,表层含水率降低,含水率梯度增大,水分扩散等增大,干燥速度快。但相对湿度过低,会造成开裂及蜂窝等干燥缺陷问题的发生甚至加重。

(3)气流循环速度

气流循环速度是另一个影响木材干燥速度的因素。高速气流能破坏木材表面上的饱和蒸汽界层,从而改善介质与木材之间传热、传质条件,加快干燥速度。对于难干材或当木材含水率较低时,木材内部水分移动决定着干燥速度;通过提高大介质流速来加快表面水分的蒸发速度没有实际意义,反而会加大含水率梯度,增大产生干燥缺陷的危险性。所以,难干材不需要很大介质循环速度。

(图片来源:无敌金刚地板官网,侵删)

二、内在因素

(1)木材树种及构造特征

不同树种的木材具有不同的构造,它的纹孔大小与数量,以及纹孔膜上微孔的大小都有很大差异,因此水分沿上述路径移动的难易程度有别,即木材树种是影响干燥速度的主要内因。由于环孔硬阔叶树材(例如酸枝木)导管和纹孔中充填物多、纹孔膜上微孔的直径小,所以其干燥速度明显小于散孔阔叶树材;在同一树种中,密度增大,大毛细管内水分流动阻力增大,细胞壁内水分扩散路径延长,难于干燥。

(2)木材厚度

木材常规干燥过程可近似认为是沿材厚方向的一维传热传质过程,厚度增加,传热传质距离变长、阻力加大,干燥速度明显下降。

(3)木材含水率

纤维饱和点之下,随着含水率的降低,吸着水的横向扩散系数减小,而水蒸气在细胞腔中的扩散系数则增大,由于干燥过程中水蒸气在细胞腔中扩散所占比例不大,含水越低水分扩散路径越长,所以含水率越低越难干燥。

(4)木材心边材

阔叶树心材细胞中内含物较多,针叶树心材中的纹孔多数是闭塞的,所以心材较边材难干燥。

(5)木材纹理方向

木射线有利于水分传导,沿木材径向的水分传导比沿弦向约大15%~20%,所以,弦切板通常比径切板的干燥速度快。

(图片来源:无敌金刚地板官网,侵删)

3、木材发生开裂的原因和解决办法

木材干燥过程中,可能会出现开裂的现象。木材开裂有以下几种形式:表裂,内裂,端裂和轮裂。

下面我们简单了解下这几种开裂形式的发生原因:

(1)表裂

指表面裂纹。表裂是指原木材身或成材表面的裂纹。裂纹通常都限于弦面,并且沿径向发展。木材干燥时,首先从表面蒸发水分,当表面层含水率降低至纤维饱和点以下时,表层木材开始收缩,但此时邻接的内层木材的含水率尚在纤维饱和点以上,不发生收缩。表层木材的收缩受到内层木材的限制,不能自由收缩,因而在木材中产生内应力:表层木材受拉,内层木材受压。干燥条件越剧烈,内外层木材的含水率差异越大,产生的内应力也越大。如果表层的拉应力超过木材横纹抗拉强度,则木材组织被撕裂,由于沿木射线组织的抗拉强度较邻近的木纤维的强度小,所以裂缝首先沿木射线产生。

(2)内裂

即内部裂纹。内裂也常称蜂窝裂。内裂产生于干燥后期,有时产生于干燥材料存放时期。通常不易从木材外部发现,但严重时,可由材面的凹陷来判断。内裂是由于木材内层的拉应力所引起。

(3)端裂

即端面裂纹。端裂或仅限于木材的端面,或延伸至端部的一侧或两侧,后者通常称为劈裂。主要原因是由于木材顺纹方向的导水性远远大于横纹方向,当木材干燥时,水分从端面的蒸发要比从侧面蒸发快得多。端部含水率低于中部,端部的收缩受中部木材的限制,因而在端部产生拉(伸张)应力,当拉应力超过木材的横纹抗拉强度时,端面发生开裂。

(4)轮裂

这种裂缝沿生长轮方向发展,常扩展到相邻的几个生长轮。轮裂通常发生于干燥初期,出现于木材的端面,随着干燥的进展裂纹加深、加长。有时发生于内部,但出现于干燥后期,是由于严重的内部拉应力所引起的。

(图片来源:无敌金刚地板官网,侵删)

4、木材开裂的应对措施

(1)采用高温定性处理

减少木材内裂的方法可采用高温定性处理,产生内裂的木材表层伸张残余变形可以在干燥过程结束前对木料进行高温高湿处理来消除。在处理时,木料表层因加湿膨胀而产生压缩残余变形,与原有的伸张残余变形抵消,木材内裂也因此而消除。

(2)机械法防裂

在已干燥的木材上用铁丝捆端头,使用防裂环、组合钉板等,用机械的方法强制木材不要膨胀和收缩,这样也可以避免木材发生开裂。

(3)涂刷防水涂料

在木材的端部和表面涂刷防水涂料,减缓木材表面的蒸发强度,这样可以减少木材内外的含水率梯度,也可以减少木材的开裂。

(4)用防水剂进行浸注处理

比较有效的方法是用防水剂进行加压处理,使防水剂深深的进入到木材中,以达到持久性的良好防裂效果。

(5)改进制材时下锯的方法

木材各向异性,在同样的温、湿度变化的情况下,其湿涨、干缩系数最大的是弦向,其次是径向,纵向的变化最小,所以下锯时多生产一些径切板,可以减少开裂。特别是带有髓心的板材干燥时容易发生严重的劈裂,这是由于髓心附近径向和弦向的收缩差异引起的,最好的方法是在制材时避免生产带髓心的板材。

使用热泵烘干工艺可大大降低开裂几率,保证出货质量高!

(文章来源:无敌金刚地板官网,侵删)

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