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在木材干燥過程中會產(chǎn)生各種缺陷,這些缺陷大多數(shù)是能夠防止或減輕的。變形大體上是由樹種、材料等級等因素而決定的;塌陷容易發(fā)生在某些樹種靠近髓心的徑向材上;開裂在干燥初期出現(xiàn)的是端面開裂和表面開裂,干燥后期發(fā)生內(nèi)部開裂。表4-1列出了干燥過程中容易產(chǎn)生的各種缺陷。 (1)初期開裂:干燥初期的開裂有兩種,即端面開裂和表面開裂。端面開裂多數(shù)是制材前原木的生長應(yīng)力和干縮出現(xiàn)的裂紋。當(dāng)干燥條件惡劣時會發(fā)生的新的端裂,而且使原來的裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展。表面開裂會從木材端面延伸到內(nèi)部。厚度2厘米以下的板發(fā)生干燥初期的表面開裂較厲害,厚度1厘米以下的板材幾乎沒有。表面開裂的原因是因為表層干燥后要收縮,但受到了內(nèi)部的約束。與其有關(guān)的因子是木材的干燥條件、干縮率、水分移動的難易程度以及材料抵抗變形的能力等。在同一干燥條件下,木材的密度越大,越容易產(chǎn)生開裂;弦向材寬度方向的干縮量約是徑向材的2倍,所以弦向材容易發(fā)生表面開裂。
干燥溫度和表面開裂關(guān)系密切。在0-5℃的低溫時容易發(fā)生開裂,其主要原因是溫度低、水分?jǐn)U散系數(shù)小、含水率梯度大。所以冬季自然干燥時,應(yīng)盡量避免將易開裂的木材暴露在強(qiáng)烈的北風(fēng)中。溫度在50℃以上干燥木時,也容易發(fā)生表面開裂。對容易發(fā)生細(xì)胞塌陷的樹種,用60-75℃進(jìn)行緩慢干燥,若干濕球溫度差急劇變大,容易發(fā)生表面開裂。在一定的溫度條件下,對細(xì)胞塌陷小,但容易開裂的木材干燥時,溫度高,容易開裂。因此就該選擇適合的干燥條件,防止木材發(fā)生初期開裂。 (2)塌陷:所謂塌陷主要指因細(xì)胞的過度變形使木材出現(xiàn)了異常變形,它是由于細(xì)胞腔產(chǎn)生了因水分的變化引起的拉力與壓應(yīng)力的原因。一般含水率高的木材,干燥初期若溫度過高時容易發(fā)生塌陷。根據(jù)樹種不同,塌陷集中的部分會出現(xiàn)板面的凸凹不平現(xiàn)象。為了避免產(chǎn)生這種缺陷,對于塌陷大的樹種,可經(jīng)過一段時間的氣干或用低溫進(jìn)行干燥。
(3)內(nèi)部開裂:干燥厚度1厘米以下的薄板或用氣干的方法,幾乎不會發(fā)生內(nèi)部開裂。內(nèi)部開裂是表面開裂向內(nèi)發(fā)展之后,表面開裂閉合而形成的,也有表面沒有裂紋只在內(nèi)部發(fā)生開裂的情況。 弦向材的內(nèi)裂發(fā)生在干燥末期,是因為內(nèi)層沿寬度方向收縮比表面大的原因。內(nèi)部開裂與干燥溫度的關(guān)系很大。一般干燥初期溫度較低(50℃左右),表層細(xì)胞發(fā)生塌陷困難。但是,木材內(nèi)層在含水率高的狀態(tài)下長期受熱,隨著干燥的進(jìn)行,干燥溫度逐漸地上升,細(xì)胞塌陷也就加大。所以大多數(shù)厚板因內(nèi)部受熱時間的加長,而容易發(fā)生內(nèi)部開裂。另外,如果干燥初期干濕球溫差大,表層張應(yīng)力就大,再加上內(nèi)部細(xì)胞如果有塌陷,也容易產(chǎn)生內(nèi)部開裂。