木材干燥的基本概念
木材是由生長(zhǎng)的樹(shù)木鋸割而成的。木材在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和我們的家庭生活中都有著比較重要的作用。我們每天都要接觸木材。木材中含有水分,但水分過(guò)多就要向空氣中蒸發(fā),會(huì)導(dǎo)致木材在一定環(huán)境下尺寸的不穩(wěn)定性,給木材的加工和使用帶來(lái)嚴(yán)重的影響,其產(chǎn)品質(zhì)量不能得到保證,所以要使木材為我們所用,必須對(duì)它進(jìn)行干燥。根據(jù)木材的用途和使用環(huán)境的不同,可將木材內(nèi)的水分含量干燥到比較合適的狀態(tài)。木材干燥是木材加工生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)工作,它的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。要做好這項(xiàng)工作,必須對(duì)木材干燥的基本概念有所了解或基本掌握。本章主要從這個(gè)角度向讀者介紹一些與實(shí)際木材干燥生產(chǎn)有關(guān)的基本概念。
第 一 節(jié) 木材干燥的定義及目的
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(guò)程。
這個(gè)定義說(shuō)明,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。就像我們居住的房屋,要想使之具有合適的溫度,必須要有一個(gè)熱源來(lái)保證供熱,如火爐、暖氣、空調(diào)器、陽(yáng)光等。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(lái)加工和制造我們所需要的產(chǎn)品。
木材之所以要經(jīng)過(guò)干燥后才能使用,主要有以下幾個(gè)原因:
(1)防止木材產(chǎn)生開(kāi)裂和變形。木材中的水分在向空氣中排除時(shí),尤其是當(dāng)木材的水分含量在木材的纖維飽和點(diǎn)以下時(shí),就會(huì)引起木材體積的收縮。如果收縮的不均勻,木材就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂或變形。若是將木材干燥到與使用環(huán)境相適應(yīng)的程度或使用要求的狀態(tài),就能保持木材的體積尺寸的相對(duì)穩(wěn)定,而且是經(jīng)久耐用。
(2)提高木材的力學(xué)強(qiáng)度,改善木材的物理性能和加工工藝條件。當(dāng)木材的水分含量在纖維飽和點(diǎn)以下時(shí),木材的物理力學(xué)強(qiáng)度會(huì)隨其減低而增高;同時(shí)木材也易于鋸割和刨削加工,減少了對(duì)木工機(jī)械的損失。
(3)防止木材發(fā)生霉變、腐朽和蟲蛀。木材中的水分含量在20%~150%范圍時(shí),極易產(chǎn)生霉菌,使木材發(fā)生霉變、腐朽和蟲蛀。如果將木材的水分含量干燥到20%以下,木材內(nèi)產(chǎn)生霉菌的條件就被破壞了,增強(qiáng)了木材抗霉變、腐朽和蟲蛀的能力,保持了木材的原有特性。
(4) 減輕木材重量,提高運(yùn)輸能力。經(jīng)過(guò)干燥后的木材,其重量能減少30%~40%。如果是在木材的供應(yīng)地區(qū)集中制材和集中干燥木材,則可以大大提高木材的運(yùn)輸能力;同時(shí)也可以防止木材在運(yùn)輸途中產(chǎn)生霉變和腐朽,保證木材的質(zhì)量。
總之,木材干燥是合理利用和節(jié)約木材的重要技術(shù)措施,是木材加工生產(chǎn)中不可缺少的一道重要工序。作為一種原材料,木材應(yīng)用的領(lǐng)域很多,而且大都需要進(jìn)行干燥,所以木材干燥對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。 第 二 節(jié) 木材干燥的方法
木材的干燥方法主要分兩大類,即天然干燥和人工干燥。按照對(duì)木材加熱方式的不同又可分為對(duì)流干燥、電介質(zhì)干燥、輻射干燥和接觸干燥。木材干燥生產(chǎn)中主要采用對(duì)流干燥和電介質(zhì)干燥。對(duì)流干燥主要包括大氣干燥、常規(guī)室(窯)干、除濕干燥、真空干燥(間歇式)、太陽(yáng)能干燥等。電介質(zhì)干燥主要包括微波干燥和高頻干燥。
天然干燥也稱自然干燥,而大氣干燥則是天然干燥的主要形式,簡(jiǎn)稱氣干。大氣干燥是指將木材堆放在空曠場(chǎng)地或通風(fēng)棚舍下,利用大氣熱能蒸發(fā)木材中的水分而進(jìn)行干燥。
自使用木材以來(lái),人類最先使用的干燥方法就是大氣干燥,甚至直到現(xiàn)在使用著。實(shí)際上,一棵剛剛被伐倒的樹(shù)木形成原木后,從它與樹(shù)的根部完全脫離那一刻開(kāi)始,它就處于被干燥的狀態(tài),而且是天然干燥狀態(tài)。這是因?yàn)闃?shù)木里邊的水分比較多,它要向空氣中蒸發(fā)。如果我們不去干預(yù),它的水分會(huì)一直蒸發(fā)下去,直到其水分含量與它所在的環(huán)境空氣中的水分基本相近或基本平衡了,它就不再向空氣中蒸發(fā)水分了。此時(shí),這根原木就可以被加工 ,并在這個(gè)環(huán)境下被使用。而人們?cè)诶么髿飧稍锏姆椒▽?duì)木材進(jìn)行干燥時(shí),不是在原木的情況下進(jìn)行的,而是根據(jù)產(chǎn)品的要求,將原木鋸割成一定規(guī)格尺寸的鋸材(板方材),然后再按天然干燥的技術(shù)工藝規(guī)程操作,對(duì)木材進(jìn)行干燥。
大氣干燥的優(yōu)點(diǎn)是:節(jié)省能源,投資少,技術(shù)簡(jiǎn)單,操作方便,干燥成本低,能保持木材的本色基本不變。缺點(diǎn)是:占地面積大,干燥條件不能控制,干燥時(shí)間相對(duì)過(guò)長(zhǎng),木材易產(chǎn)生干燥缺陷,因?yàn)槭窃诖髿獾沫h(huán)境中進(jìn)行干燥,所以不能將木材中的水分含量干燥到人們所要求的數(shù)值。在現(xiàn)代