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油松木材干燥特性的研究范文

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油松木材干燥特性的研究

摘要:采用百度試驗法研究了油松木材干燥特性。結果表明:初期開裂等級為1級;截面變形等級為2級;瓦彎變形為1.4mm;平均體積干縮率為11.49%,差異干縮為1.14;干燥速度等級為1級。根據干燥特性相關數據,初步擬定了25~30mm厚油松木材干燥基準。

關鍵詞:油松木材;干燥特性;百度試驗法;干燥基準

油松為松科針葉常綠喬木,大枝平展或斜向上,老樹平頂;小枝粗壯,雄球花柱形。油松為喜光、深根性樹種,喜干冷氣候,在土層深厚、排水良好的酸性、中性或鈣質黃土上均能生長良好。油松結構較細密,材質較硬,耐久用。可作為建筑、電桿、礦柱、造船、器具、家具及木纖維工業等用材,為中國特有樹種,產于東北、中原、西北和西南等省區[1-2]。百度干燥試驗是把標準尺寸的干燥試件放置在干燥箱內,在溫度為100℃的恒溫條件下進行干燥并觀察試件初期開裂的情況,干燥結束后,鋸開試件觀察其內部的開裂和截面變形情況,用來確定木材干燥過程中所需的溫度和相對濕度[3]。根據試件在干燥過程中含水率的變化情況及所消耗的時間,預測在干燥室干燥情況下所需要的干燥時間。用標準試件所確定出的干燥基準就是被測樹種厚度為2.5cm板材的干燥基準。木材干燥特性是其被加工利用的基礎,國內對各種木材干燥特性研究較多[4-7]。但對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值,解決木材加工利用的瓶頸問題,本文采用百度干燥試驗法研究油松木材的干燥特性,并初步擬定干燥基準,旨在為油松木材加工利用提供參考。

1試驗材料與方法

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

1.2試驗設備電熱恒溫鼓風干燥箱(型號DHG—9240A);電子天平(精度0.01g);電子游標卡尺(精度0.01mm);不銹鋼鋼尺(精度0.5mm);格力博無刷鏈鋸。

1.3試驗方案試驗采用100℃干燥試驗法,詳見文獻“木材干燥基準簡易確定法一百度試驗法”[8]。試驗結束時處理試驗數據并分析原因。參照文獻“百度干燥試驗中干燥缺陷及干燥速度分級標準”[9-10]對油松木材的缺陷分別定級,根據缺陷等級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的基本條件,進而擬定初步干燥基準。

2試驗結果與分析

2.1木材干燥缺陷油松木材的干燥缺陷見表1。由表1可知,油松木材干燥時發生了初期開裂,但僅出現少量端裂和短端表裂,未出現內部開裂,開裂等級為1級。木材干燥后截面變形的均值為0.88mm,等級為2級;油松木材扭曲變形的均值為1.0mm,等級為2級;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,收縮值遠小于木材內部的收縮值,木材內外的干縮差異會使木材內部產生拉應力,當木材內部的拉應力超過木材的橫紋抗拉極限強度時,產生內部開裂。

2.2干縮特性了解木材的干縮性質和規律,可以掌握其干燥特性的動態變化,提高其制定干燥基準的有效性,對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],說明油松木材在干燥過程中產生翹曲和開裂的趨勢相對較小。

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

3結論

油松木材的初期開裂等級為1級,未發生內部開裂;截面變形等級為2級;扭曲變形等級為2級;瓦彎變形值為1.4mm。油松木材干燥速度等級為1級。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,干燥過程中產生翹曲和開裂的趨勢相對較小。在油松木材干燥特性測定的基礎上,確定了油松木材干燥基準的基本條件,初步擬定了25~30mm厚油松木材干燥基準,百度干燥試驗法所得結果與一般實際生產中的干燥結果有一定差別,因而本試驗所得結果僅供參考使用。

作者:李春貴1,李達2,魏立婷2 單位:1.河北隆化國有林場管理處茅荊壩林場,2.河北農業大學林學院

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