木材中的水分与木材干燥
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木材标准含水率
木材是一种重要的建筑材料,它的质量直接影响着建筑物的稳定性和使用寿命。
而木材的含水率则是一个关键的指标,它直接影响着木材的质量和性能。
因此,正确理解和控制木材的含水率对于保证木材的质量至关重要。
首先,我们来看一下木材的含水率是指木材中所含水分的重量与木材干燥后的
重量之比。
通常情况下,木材的含水率会受到环境湿度、温度和通风等因素的影响。
一般来说,木材的含水率会影响木材的强度、硬度、稳定性和耐久性。
因此,根据不同的用途和要求,木材的含水率也会有所不同。
其次,根据国家标准,木材的含水率一般分为两种情况,实测含水率和标准含
水率。
实测含水率是指通过专业仪器对木材进行检测得出的含水率值,而标准含水率则是指根据国家标准规定的木材在特定环境条件下的含水率数值。
一般来说,木材在不同的用途和环境条件下,其标准含水率也会有所不同。
因此,在使用木材时,我们需要根据实际情况来选择符合要求的木材标准含水率。
另外,正确控制木材的含水率对于提高木材的质量和使用性能也是非常重要的。
过高或过低的含水率都会影响木材的质量和稳定性,甚至会导致木材出现开裂、翘曲等问题。
因此,在木材的加工、储存和使用过程中,我们需要采取相应的措施来控制木材的含水率,以确保木材的质量和稳定性。
总的来说,木材的含水率是一个影响木材质量和性能的重要指标。
正确理解和
控制木材的含水率对于保证木材的质量和稳定性至关重要。
因此,在使用木材时,我们需要根据实际情况选择符合要求的木材标准含水率,并采取相应的措施来控制木材的含水率,以确保木材的质量和使用性能。
烘干木材水分计算方法随着木材在建筑、家具和造纸等行业中的广泛应用,烘干木材的需求越来越大。
烘干木材的水分含量是影响其质量和用途的重要因素之一。
因此,准确地计算烘干木材的水分含量对于生产和使用木材至关重要。
本文将介绍烘干木材水分计算的方法。
我们需要了解几个与烘干木材水分计算相关的概念。
木材的水分含量是指木材中所含的水的重量与其干重的比值。
通常用百分比表示,例如,木材的水分含量为20%表示木材中含有20%的水分。
干燥木材是指水分含量较低的木材,一般为12%以下。
相对湿度是指空气中水蒸气的含量与该温度下所能容纳的最大水蒸气含量之比。
相对湿度越高,木材吸湿的能力就越大。
接下来,我们来介绍一种常用的烘干木材水分计算方法——重量法。
该方法基于木材水分含量与木材重量之间的关系。
具体步骤如下:1. 选择一定数量的木材样本,并记录下样本的初始重量。
为了准确,最好选择多个样本进行测试,然后取平均值。
2. 将样本放入烘箱中进行烘干。
烘箱的温度和时间应根据不同的木材种类和要求来确定。
在烘干过程中,我们要确保烘箱内的相对湿度保持稳定。
3. 等待木材样本完全烘干后,取出样本并记录下烘干后的重量。
需要注意的是,为了确保木材完全烘干,我们需要将样本放置在室温环境中,直到其质量不再发生变化。
4. 根据样本的初始重量和烘干后的重量,可以计算出木材的水分含量。
公式为:水分含量(%)=(初始重量-烘干后的重量)/初始重量 * 100%需要注意的是,这里的初始重量和烘干后的重量都应该是干重,即去除了木材的水分后的重量。
还有一种常用的烘干木材水分计算方法——电阻率法。
该方法利用木材在不同水分含量下的电阻率与水分含量之间的关系来计算木材的水分含量。
这种方法通常需要使用专业的电阻率测量仪器。
总结起来,烘干木材水分计算是通过测量木材的重量变化来计算木材的水分含量。
重量法是一种常用的计算方法,通过比较木材的初始重量和烘干后的重量来计算水分含量。
而电阻率法则是通过测量木材在不同水分含量下的电阻率来计算水分含量。
当木材中含有的水分过多时,会影响其产品的质量,所以要对木材进行干燥处理。
本章主要从木材中的水分及其与木材干燥的关系方面作一简单的介绍。
第一节木材中的水分和木材含水率木材中所含水分数量的多少用“木材含水率”表示。
它是木材中水分的重量与木材重量的百分比(%)。
含水率可以用绝干木材的重量作为计算基础,得到的数值叫做绝对含水率,并简称为含水率,木材干燥生产中一般采用绝对含水率(即含水率)来计算和反映木材的实际含水率状态,而相对含水率只用于木材作为燃料时的含水率计算。
木材按干湿程度可分5级:湿材:长期放在水内,含水率大于生材的木材。
生材:和新采伐的木材含水率基本一致的木材。
半干材:含水率小于生材的木材。
气干材:长期在大气中干燥,基本上停止蒸发水分的木材。
这种木材的含水率因各地的干湿情况而有所不同,变化范围一般在8%—20%之间。
室(窑)干材:经过(窑)干处理,含水率为7%—15%的木材。
第二节木材中水分的组成和对木材干燥的影响木材是由细胞组成的,每个细胞又是由细胞腔和细胞壁组成的。
细胞壁上所具有的纹孔,使每个细胞的细胞腔相互连接,构成了大毛细管系统;而细胞壁主要是由微纤维组成,微纤维又由微胶粒构成,微纤维之间及微胶粒之间具有的空隙构成了微毛细管系统,木材中的水分就存在于这两个毛细管系统之中。
因水分存在的系统不同而分为三种:1、自由水(毛细管水),存在于细胞腔中;2、吸着水(吸附水、结合水、细胞壁水),存在于细胞壁中;3、化合水:与细胞壁组成物质呈化学结合状态。
它们均沿着系统的通路向纵横方向扩散。
细胞腔中的自由水被蒸发后,细胞便不能从空气中再吸收水分,因而影响木材的重量、燃烧力、干燥性、液体渗透性和耐久性。
而细胞内的微毛细管则具有从空气中释放水分的能力,它直接影响木材的强度和胀缩(体积或尺寸的变化),即木材的稳定性。
化合水在木材中极少,因而对木材的性质无影响,所以木材处于干燥状态时,自由水的蒸发只是减轻了木材的重量。
木材含水率标准
木材含水率是指木材中所含水分的百分比,它是衡量木材干燥
程度的重要指标。
木材在生长、采伐、加工、运输和使用过程中都
会受到含水率的影响,因此对木材含水率的标准有着严格的要求。
首先,木材含水率标准的制定是为了保证木材的质量和稳定性。
过高或过低的含水率都会对木材的使用性能和寿命造成影响。
过高
的含水率容易导致木材变形、开裂、腐烂等问题,而过低的含水率
则容易引起木材干裂、变脆等情况。
因此,制定合理的木材含水率
标准对于保证木材的质量和稳定性至关重要。
其次,木材含水率标准的制定需要考虑木材的种类和用途。
不
同种类的木材在不同的用途下对含水率的要求也会有所不同。
例如,家具用材对含水率的要求相对较低,而建筑结构用材对含水率的要
求则相对较高。
因此,制定木材含水率标准需要充分考虑木材的种
类和具体用途,确保标准的科学性和实用性。
另外,木材含水率标准的制定还需要考虑国际标准的统一性。
随着全球木材贸易的不断发展,各国之间的木材含水率标准也需要
逐渐趋于统一,以便更好地满足国际贸易的需要。
因此,制定木材
含水率标准时需要参考国际标准,确保与国际接轨,促进木材贸易
的顺利进行。
总的来说,木材含水率标准的制定是为了保证木材质量和稳定性,需要考虑木材的种类和用途,同时也需要与国际标准保持一致。
只有制定科学合理的木材含水率标准,才能更好地保护木材资源,
促进木材产业的健康发展。
简述木材的几种状态下不同水的含量情况木材的水分含量是其物理和机械性能的关键因素。
木材的水分含量受其环境条件和自身性质的影响,会在不同状态下呈现出差异。
下面将分别介绍木材在几种状态下的不同水分含量情况。
一、生材状态生材,或称绿材,指的是刚刚砍伐下来的木材。
此时的木材水分含量极高,通常称为含水率,可高达50%或更多。
因为生材中含有大量的水分,所以其重量相对较大,且易于受到微生物的侵蚀和腐朽。
二、气干状态当木材在自然环境中放置一段时间,其水分含量会逐渐降低,这个过程中的木材被称为气干材。
气干材的水分含量通常在12%~18%之间,具体的数值取决于木材的种类和放置的环境条件。
在气干过程中,木材的尺寸会逐渐稳定,但是仍然容易受到真菌的侵蚀。
三、窑干状态为了更进一步降低木材的水分含量,人们会将木材放入干燥窑中进行人工干燥,这样的木材被称为窑干材。
经过窑干处理,木材的水分含量可以降低到6%~8%。
窑干材的尺寸稳定性更好,不易受微生物侵蚀,是家具、建筑等制造业的首选。
四、绝干状态理论上,当木材的水分含量降低到0%时,即为绝干状态。
然而在实际操作中,由于环境和技术的限制,很难将木材的水分含量完全降低到0%。
绝干状态是理论上的理想状态,通常用于科学研究或实验室测量。
综上所述,木材的水分含量在不同状态下存在显著差异。
从生材的高水分含量到绝干的理论无水分状态,木材经历了水分的逐步丧失,其物理和机械性能也随之发生变化。
理解和掌握这些变化,对于合理利用木材,提高其使用效能具有重要意义。
例如,在建筑和家具制造业中,为了防止木材变形和开裂,提高产品的稳定性和耐用性,通常会选择水分含量较低的窑干材。
同时,对于木材的储存和运输,也需要考虑其水分含量的影响,防止因环境湿度变化引起的木材变形和损坏。
木材干燥原理木材干燥是指将木材中的水分含量降低到一定程度的过程,其目的是为了提高木材的质量和稳定性。
木材在生长过程中会吸收大量的水分,如果不进行干燥处理,木材中的水分含量过高会导致木材变形、开裂甚至腐烂,影响木材的使用效果和寿命。
因此,掌握木材干燥的原理对于木材加工行业至关重要。
木材干燥的原理主要包括水分的迁移和蒸发两个过程。
首先,木材中的水分会在干燥过程中通过渗流和蒸发的方式逐渐迁移到木材表面,然后蒸发到空气中。
木材干燥的过程中,水分的迁移受到温度、湿度和风速等环境因素的影响,因此在进行木材干燥时需要控制好这些因素,以达到最佳的干燥效果。
在木材干燥的过程中,温度是影响木材干燥速度的关键因素之一。
通常情况下,提高干燥温度可以加快木材中水分的蒸发速度,从而缩短木材的干燥时间。
但是温度过高也会导致木材的表面裂纹和内部变形,因此在进行木材干燥时需要控制好干燥温度,避免温度过高对木材造成损伤。
除了温度外,湿度也是影响木材干燥效果的重要因素。
在高湿度的环境下,木材中的水分蒸发速度会减慢,导致干燥时间延长。
因此,在进行木材干燥时需要控制好环境湿度,以提高木材的干燥效率。
此外,风速也会影响木材干燥的效果。
适当的风速可以加速木材表面水分的蒸发,从而提高干燥效率。
但是过大的风速会导致木材表面干燥过快,形成干壳,从而影响木材内部水分的迁移和蒸发,导致木材干燥不均匀。
因此,在进行木材干燥时需要控制好风速,以保证木材干燥的均匀性和质量。
总的来说,木材干燥的原理是通过控制好温度、湿度和风速等环境因素,促使木材中的水分迁移和蒸发,从而达到降低木材水分含量的目的。
掌握好木材干燥的原理,对于提高木材的质量和稳定性具有重要意义,也是木材加工行业必须要重视和掌握的技术之一。
木材的水份计算公式木材的水分含量是指木材中所含的水分的百分比。
木材的水分含量对木材的质量和使用性能有着重要的影响。
因此,了解木材的水分含量是非常重要的。
在木材加工和使用过程中,水分含量的变化会直接影响木材的稳定性、强度和耐久性。
因此,掌握木材的水分计算公式对于木材加工和使用具有重要意义。
木材的水分含量通常用干基和湿基两种方式来表示。
干基水分含量是指木材中所含水分的质量与木材干燥后的质量之比,通常以百分比表示。
湿基水分含量是指木材中所含水分的质量与木材湿润状态下的质量之比,也通常以百分比表示。
下面将分别介绍木材水分含量的计算公式。
一、干基水分含量的计算公式。
干基水分含量(M)的计算公式为:M = (Ww Wd) / Wd × 100%。
其中,M为干基水分含量,Ww为木材中所含水分的质量,Wd为木材干燥后的质量。
二、湿基水分含量的计算公式。
湿基水分含量(M)的计算公式为:M = (Ww Wd) / Ww × 100%。
其中,M为湿基水分含量,Ww为木材中所含水分的质量,Wd为木材干燥后的质量。
通过以上两个公式可以看出,干基水分含量和湿基水分含量的计算公式相似,只是分母不同。
干基水分含量的分母是木材干燥后的质量,而湿基水分含量的分母是木材湿润状态下的质量。
在实际应用中,根据需要可以选择不同的水分含量表示方式。
木材的水分含量会受到环境温湿度、木材种类、木材加工工艺等因素的影响。
一般来说,木材的水分含量越高,木材的稳定性越差,强度和硬度也会下降。
因此,在木材加工和使用过程中,需要根据木材的水分含量进行合理的控制和调节,以保证木材的质量和使用性能。
在木材加工过程中,通常会采用干燥的方式来控制木材的水分含量。
干燥的目的是通过控制木材的水分含量,提高木材的稳定性和使用性能。
干燥的方法有空气干燥、蒸汽干燥、真空干燥等多种方式。
通过合理选择干燥方法和控制干燥参数,可以有效地控制木材的水分含量。
在木材使用过程中,木材的水分含量也会受到环境湿度的影响。
我国木材标准含水率
我国对木材的含水率有一定的标准规定。
根据国家标准《GB/T 18107-2000 木材含水率测定方法》,木材的含水率是指木材中所含
水分的重量与木材干燥状态下的重量之比,通常以百分比表示。
根
据该标准,我国规定不同种类的木材在不同用途下的含水率标准也
有所不同。
一般来说,木材的含水率会影响其质量和用途。
例如,木材含
水率过高会导致木材变形、开裂甚至腐烂,影响其使用寿命和性能。
因此,我国在建筑、家具、造纸等行业都有相关的木材含水率标准。
以建筑行业为例,木材在室内使用时的含水率一般要求在8%~12%之间,而在室外使用时的含水率要求则更低,一般在12%以下。
此外,不同的木材种类也会有不同的含水率标准,因为不同种
类的木材在生长环境、纤维结构等方面存在差异,其含水率标准也
会有所不同。
例如,松木、柏木等软木类一般含水率较高,而橡木、胡桃木等硬木类则含水率较低。
总的来说,我国对木材含水率制定了相应的标准,并根据不同
用途和木材种类进行了具体规定,以保证木材的质量和使用效果。
这些标准的制定有利于促进木材行业的健康发展,保障木材制品的质量和安全。
木质纤维遇水柔软干燥变硬的原因
在我们的日常生活中,我们经常会遇到木制家具或木制构件。
当这些木质材料遇到水时,它们会变得柔软,但当它们干燥时,它们又会变得非常坚硬。
这种现象的原因是什么呢?
首先,我们需要了解木材的组成。
木材主要由纤维组成,这些纤维是由纤维素和木质素等化合物组成的。
当木材遇水时,水分渗透到木材中并弥漫到纤维素和木质素的空隙中。
这会导致木材中的纤维素和木质素分子之间的化学键变得更加松散,使得木材变得柔软。
然而,当木材干燥时,水分开始蒸发并从木材中脱离。
这使得纤维素和木质素分子重新排列并重新交叉连接,使木材变得更加坚硬。
除了这些基本原理外,还有其他因素会影响木材遇水后的柔软和干燥后的硬度。
例如,木材的种类、处理方式和含水量都会影响其反应。
总之,木材遇水后变得柔软,干燥后变得坚硬的原因是木材中的纤维素和木质素分子之间的化学键松散和重新连接。
这种属性使得木材成为一种非常有用的建筑材料和制造材料。
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木材烘干变形原因
木材烘干过程中的变形是由于木材中的水分含量减少而引起的,主要原因如下:
1.收缩:木材中的水分蒸发后,木材纤维会收缩。
这种收缩主要是由于纤维之间的吸附力减小引起的,导致木材在长度、宽度和厚度方向上的收缩。
横向收缩(宽度和厚度方向)通常要比纵向收缩(长度方向)大,因为纤维主要沿着木材的纵向方向排列。
2.开裂:木材干燥过程中,由于表面和内部木材的水分含量不同,以及收缩引起的应力不均匀,容易导致木材开裂。
开裂的主要形式包括径向裂缝(从木材截面的中央向边缘方向延伸)和纵向裂缝(在木材的纵向方向上延伸)。
3.翘曲和弯曲:由于木材在不同方向上的收缩不均匀,以及木材中心部分的收缩受到木材表面层的限制,木材容易发生翘曲和弯曲。
这种变形主要是由于收缩的内应力引起的。
4.变形不均匀:木材中不同部分的水分含量不均匀,以及收缩过程中的应力分布不均匀,导致了烘干后木材的变形不均匀。
这会导致木材的形状不规则,例如变形为弯曲或扭曲。
为了减少木材烘干过程中的变形,可以采取一些措施,如使用合适的烘干方法和设备,控制烘干过程的温度和湿度,选择合适的木材切割和处理方法,以及使用木材干燥剂等。
此外,还可以使用正确的干燥时间和顺序,以便让木材逐渐适应环境的变化,减少变形的可能性。
木材的水份计算公式木材是一种常见的建筑材料,它具有轻质、坚固、易加工等特点,因此被广泛应用于建筑、家具、工艺品等领域。
然而,木材中的水分含量对其性能和质量有着重要影响。
因此,了解和控制木材的水分含量是非常重要的。
本文将介绍木材的水分含量计算公式,帮助读者更好地了解和应用木材。
一、木材的水分含量。
木材的水分含量是指木材中所含水分的重量占木材干重的百分比。
通常情况下,木材的水分含量是通过干燥法来测定的。
干燥法是将一定质量的木材在一定条件下进行干燥,然后测定木材的干重和湿重,从而计算出木材的水分含量。
木材的水分含量是一个重要的指标,它直接影响着木材的性能和质量。
一般来说,木材的水分含量越高,木材的密度越大,强度和硬度越低,易变形和开裂的可能性也越大。
因此,控制木材的水分含量对于提高木材的质量和延长使用寿命非常重要。
二、木材的水分含量计算公式。
木材的水分含量计算公式是通过木材的干重和湿重来计算的。
一般来说,木材的水分含量可以用以下公式来表示:水分含量(%)=(湿重-干重)/干重×100%。
其中,水分含量表示木材中所含水分的百分比,湿重表示木材在一定条件下的湿重,干重表示木材在同一条件下的干重。
通过这个公式,我们可以很方便地计算出木材的水分含量。
三、木材的水分含量测定方法。
1. 干燥法。
干燥法是一种常用的测定木材水分含量的方法。
具体步骤是将一定质量的木材在一定条件下进行干燥,然后测定木材的干重和湿重,从而计算出木材的水分含量。
干燥法测定木材的水分含量准确性高,但是需要专门的设备和条件,操作较为繁琐。
2. 电阻法。
电阻法是一种利用木材导电性与含水量的关系来测定木材水分含量的方法。
具体步骤是将一对电极插入木材中,通过测量电阻值来计算木材的水分含量。
电阻法操作简单,但是受到木材的种类和结构等因素的影响,准确性较低。
3. X射线法。
X射线法是一种利用X射线透射率与木材含水量的关系来测定木材水分含量的方法。
1、什么叫木材干燥?木材中含有一定数量的水分。
木材中水分的多少随着树种、树龄和砍伐季节而异。
为了保证木材与木制品的质量和延长使用寿命,必须采取适当的措施使木材中的水分(含水率)降低到一定的程度。
要降低木材的含水率,须提高木材的温度,使木材中的水分蒸发和向外移动,在一定流动速度的空气中,使水分迅速地离开木材,达到干燥的目的。
为了保证被干木材的质量,还必须控制干燥介质(如目前通常采用的湿空气)的湿度,以获得快速高质量地干燥木材的效果,这个过程叫做木材干燥。
由于上述方法是利用对流传热方式,从木材的外部外热干燥的方法,所以,又称为对流干燥。
概括地说木材干燥就是水分以蒸发或汽化的方式由木材中排出的过程。
木材为什么要干燥?新鲜木材含有大量的水分,在特定环境下水分会不断蒸发。
水分的自然蒸发会导致木材出现干缩、开裂、弯曲变形、霉变等缺陷,严重影响木材制品的品质,因此木材在制成各类木制品之前必须进行强制(受控制)干燥处理。
正确的干燥处理可以克服上述木材缺陷,提高木材的力学强度,改善木材的加工性能。
它是合理利用木材,使木材增值的重要技术措施,也是木制品生产不可缺少的首要工序。
木材干燥设备=烘炉?木材干燥设备要实现对木材的强制干燥,必须具备三个基本功能:加热、调湿和通风。
加热功能不言而喻;调湿(喷蒸汽或雾化水)用于保障干燥某些阶段所需的高湿度环境,防止木材开裂、变形等;通风设备必须保证湿热空气均匀地穿过材堆的各个部位,使干燥后的木材含水率均匀。
简易的木材"烘炉"一般以热炉气直接或间接加热,难以组织合理的气流循环,湿度难以调节或无法调节,用这种简易设备获得好的干燥效果是非常困难的。
3、什么叫室干法?有什么特点?木材在建筑结构(如砖混凝土结构或钢筋混凝土结构)或金属结构的干燥室内,人工控制和调节干燥介质(空气、过热蒸汽等)的温度、湿度和气流循环速度,利用对流等传热传湿的作用,对木材进行干燥的方法,叫做室干法。
当木材中含有的水分过多时,会影响其产品的质量,所以要对木材进行干燥处理。
本章主要从木材中的水分及其与木材干燥的关系方面作一简单的介绍。
第一节木材中的水分和木材含水率木材中所含水分数量的多少用“木材含水率”表示。
它是木材中水分的重量与木材重量的百分比(%)。
含水率可以用绝干木材的重量作为计算基础,得到的数值叫做绝对含水率,并简称为含水率,木材干燥生产中一般采用绝对含水率(即含水率)来计算和反映木材的实际含水率状态,而相对含水率只用于木材作为燃料时的含水率计算。
木材按干湿程度可分5级:湿材:长期放在水内,含水率大于生材的木材。
生材:和新采伐的木材含水率基本一致的木材。
半干材:含水率小于生材的木材。
气干材:长期在大气中干燥,基本上停止蒸发水分的木材。
这种木材的含水率因各地的干湿情况而有所不同,变化范围一般在8%—20%之间。
室(窑)干材:经过(窑)干处理,含水率为7%—15%的木材。
第二节木材中水分的组成和对木材干燥的影响木材是由细胞组成的,每个细胞又是由细胞腔和细胞壁组成的。
细胞壁上所具有的纹孔,使每个细胞的细胞腔相互连接,构成了大毛细管系统;而细胞壁主要是由微纤维组成,微纤维又由微胶粒构成,微纤维之间及微胶粒之间具有的空隙构成了微毛细管系统,木材中的水分就存在于这两个毛细管系统之中。
因水分存在的系统不同而分为三种:1、自由水(毛细管水),存在于细胞腔中;2、吸着水(吸附水、结合水、细胞壁水),存在于细胞壁中;3、化合水:与细胞壁组成物质呈化学结合状态。
它们均沿着系统的通路向纵横方向扩散。
细胞腔中的自由水被蒸发后,细胞便不能从空气中再吸收水分,因而影响木材的重量、燃烧力、干燥性、液体渗透性和耐久性。
而细胞内的微毛细管则具有从空气中释放水分的能力,它直接影响木材的强度和胀缩(体积或尺寸的变化),即木材的稳定性。
化合水在木材中极少,因而对木材的性质无影响,所以木材处于干燥状态时,自由水的蒸发只是减轻了木材的重量。
而吸着水的蒸发则使木材产生了干缩,如果木材干缩不均匀,就会导致木材产生开裂和变形,影响了木材在后续加工中的正常使用和木制品的产品质量。
第三节木材的纤维饱和点和木材平衡含水率当细胞腔内的自由水已蒸发干净而细胞壁中的吸着水处于饱和状态时,木材含水率的状态点叫做纤维饱和点。
纤维饱和点的含水率随树种和温度的不同而存在着差异。
但大多数木材,当空气的温度在常温(20℃)、相对湿度在100%时,其变化范围为23%—33%,平均值约为30%,所以人们习惯性认为木材在纤维饱和点时的含水率为30%。
但纤维饱和点是随着温度的升高而变小的。
常温状态下为30%;60—70℃时降低到26%;100℃时降到22%;120℃时降到18%。
木材平衡含水率是指细碎木材的干燥状态达到与周围介质(如空气)的温、湿度相平衡的含水率。
木材平衡含水率随空气的温、湿度变化而变化。
当空气的温、湿度一定时,木材平衡含水率也一定。
木材的实际含水率在纤维饱和点以下时,如果把木材放在这个环境中,木材的实际含水率将朝着与该环境下的木材平衡含水率数值相近的方向变化。
因木材实际含水率不同,这个过程产生的现象是不一样的。
因组成木材的细胞中细胞壁具有从空气中吸收和释放水分的能力,当木材的实际含水率高于该环境下的木材平衡含水率的数值时,木材就向空气中释放水分,这种现象叫做解吸。
当木材的实际含水率低于该环境下的木材平衡含水率时,木材就从空气中吸收水分,这种现象叫做吸湿。
无论是解吸还是吸湿,木材的实际含水率数值都将与空气中的木材平衡含水率相近后才能相对稳定不便。
可以说,某一相对稳定的、湿度环境条件就决定了该相对条件下的木材的实际最终含水率。
空气中的温、湿度对木材平衡含水率的变化有决定性的作用。
因环境的不同,木材平衡含水率可分为人工不可调性和人工可调性两种情况。
在天然(气干)情况下,木材平衡含水率只能随当地气候(温、湿度)的变化而变化,即人工不可调性。
我国幅员辽阔,一年四季中各地温、湿度情况相差较大,木材平衡含水率的数值也不一样。
第四节木材的干缩和湿胀湿木材经过干燥后,它的外形尺寸或体积要缩减,这种现象叫做木材的干缩。
干木材通过吸收水分后,它的外形尺寸或体积要增加,这种现象叫木材的湿胀。
木材干缩和湿胀的现象都是当木材的含水率在纤维饱和点以下时发生的。
当细胞腔的自由水减少时,木材的尺寸不随着改变。
当细胞壁的吸着水减少时,木材的尺寸就随着减小。
因为细胞壁内的微纤维之间及微胶粒之间具有的空隙在吸着水排除后而缩小,使细胞壁的厚度变薄,所以木材就产生了干缩现象。
当木材的含水率很低或达到近似绝干的程度时,木材会从空气中吸收水分,这些水分基本吸着(吸附)在细胞壁上,使细胞壁加厚,木材就产生了湿胀现象。
木材的干缩和湿胀是指木材处于一定的温、湿度环境条件状态下所产生的现象。
木材被浸泡在水中所产生的现象则是另外情况,不在本概念解释范围之内。
木材的干缩和湿胀是木材的固有特性。
由于这种特性的存在,使木制品的尺寸发生变化,严重时由于木材开裂和变形,导致木制品报废。
为此,木材的干缩和湿胀现象是影响木材实木加工的重要因素。
常规室干和其它人工干燥法是解决这个问题的主要途径。
根据木材的用途和地区的环境条件,通过常规室干等人工干燥处理的方法把木材的含水率干燥到所要求的程度,使木材基本不发生干缩和湿胀的现象,木材的尺寸相对稳定,木材就不会出现开裂和变形等问题,保证了木制品的质量。
在木材加工生产中,一般都是把湿木材干燥到符合要求的含水率后再使用,这个含水率数值都低于纤维饱和点,所以木材干缩量的多少是生产中必须考虑的问题。
木材沿纵向的干缩极小,由生材到全干材的干缩率只是原尺寸的0.1—0.3%,最大为1%,可以忽略不计。
弦向干缩最大,为8%—12%;径向干缩为4.5%—8%。
边材的干缩大于心材。
木材沿着年轮方向的干缩叫做弦向干缩;沿着树干半径方向或木射线方向的干缩叫做径向干缩;整块木材由湿材状态干燥到绝干状态时体积的干缩叫做体积干缩。
纤维饱和点以下吸着水每减少1%的含水率所引起的干缩的数值叫做干缩系数K(%)。
弦向干缩系数用K弦(%)表示;径向干缩系数用K径(%)表示;体积干缩系数用K体(%)表示。
第五节木材内部水分的移动及影响因子一、木材内部水分的移动在干燥过程中,木材的水分是由木材的内部通过木材的表面向外移动的。
从木材干燥的角度讲,木材在由湿变干的过程中,首先蒸发的是自由水,然后排出部分吸着水。
因为木材是具有一定厚度的,在其心层(内部)与表层(表面层)之间就会形成一个含水率差值,木材的心层含水率高,表层的含水率低,一般把这种现象叫做含水率梯度(或水分梯度)。
含水率梯度促使木材内部的水分向外移动。
木材的组成部分——细胞具有大小差异不同而又有相互联系的大毛细管系统和微毛细管系统,木材中的水分不是以一种形式通过这两个系统作简单的移动的,而是一个复杂的过程。
当将一块湿板材放在空气中时,表层的自由水先蒸发,当表层的自由水蒸发完毕后,表层的吸着水开始蒸发一部分,使表层的含水率在纤维饱和点以下,此时木材内部的水分大于表层的水分,形成了内高外低的含水率梯度,木材内部的水分压力大于木材外部的水分压力。
当木材的含水率处于纤维饱和点以下时,木材内部的水分同时以蒸汽和液体状态沿着以下三种水分传导径路向表层移动:(1)微毛细管径路。
在毛细管张力的作用下,水分呈液体状态沿着细胞壁的微毛细管系统由内向外移动。
(2)大毛细管径路。
在水蒸汽分压差的作用下,水分呈蒸汽状态沿着由相邻的细胞腔等组成的大毛细管系统向木材表面扩散。
(3)混合径路。
水分不断交替地呈液体状态和蒸汽状态,沿着彼此相邻的微毛细管径路和大毛细管径路移动或扩散。
二、影响木材水分传导的因子纤维饱和点以下木材中水分的移动情况对所有树种都适用,但水分移动或扩散的快慢要受木材的树种、木材的部位、水分移动方向、木材的温度和木材含水率等因子的影响。
(1)木材的树种。
木材的树种有针叶材和阔叶材之分。
而阔叶树材又有环孔材和散孔材之分。
环孔材的水分传导小于散孔材和针叶材,干燥比较困难。
蒙古栎属于环孔材,所以它比较难干燥。
而散孔材和针叶树材随着密度的增大其水分传导逐渐减小,干燥也比较困难。
如落叶松属于针叶树材,因其密度较大,就比较难干燥。
我国东北地区用于木材加工生产的树种大致有:针叶树材:红松,白松(樟子松、云杉等),落叶松。
阔叶树材:椴木、杨木、桦木、核桃木、黄波罗、榆木、色木、水曲柳、蒙古栎。
阔叶树材中散孔材有:色木、桦木、椴木、杨木。
阔叶树材中环孔材有:蒙古栎、水曲柳、榆木、黄波罗。
核桃楸属于阔叶树材中的半散孔材和半环孔材。
(2)木材的部位。
木材有边材和心材之分。
距离树皮比较近的为边材,距离原木髓心比较近的为心材。
边材中的水分移动比心材的容易;心材中传导水分的径路多数被堵塞,水分移动比较困难。
所以,在一般情况下,边材较心材易干燥。
(3)木材水分移动方向。
木材里的水分可以顺着纤维方向移动,从木材的两个端头排出,也可以横跨纤维方向移动,从木材侧面排出,这是木材的水分传导性。
对于大多数木材而言,长度远大于宽度和厚度,木材锯材的侧面积与上、下表面积远远大于木材的两个端头的面积。
为此,对于木材的锯材干燥起决定作用的是水分从锯材的侧面和上、下表面的蒸发,主要依靠横跨纤维方向的水分传导,尤其是沿着锯材厚度(上、下表面)方向横跨纤维方向的水分传导,所以在木材干燥中只考虑水分横纹方向的水分传导。
(4)木材的温度。
在木材中,沿着各种水分传导径路的水分移动速度均随着温度的升高而急剧地增大。
木材的温度高,干燥速度快。
(5)木材含水率。
当含水率降低时,微毛细管系统水分传导径路的效率降低,大毛细管系统水分传导径路的效率增高。
当含水率升高时,则影响不大。
根据有关实验分析,木材含水率从5%变化到纤维饱和点时,木材的水分传导无明显变化。
第六节木材干燥曲线和木材干燥的三要素一、木材干燥曲线木材干燥曲线也叫干燥曲线,是描述木材在干燥过程中木材含水率与时间的关系曲线。
从干燥曲线中可以看出,木材干燥的全过程分为三个阶段:预热阶段、等速干燥阶段和减速干燥阶段。
(1)预热阶段。
木材干燥开始阶段在暂时不让木材中的水分向外蒸发的条件下,对木材进行预热处理,把木材的温度从常温加热到干燥所需要温度。
一般是沿着木材厚度方向加温,表层到心层的温度要趋于一致,均匀热透。
采取的办法是,在提高干燥室内干燥介质(如空气)的温度的同时,将干燥介质的湿度提高到饱和或接近饱和状态。
由于在这个阶段中木材的含水率不下降,因此干燥曲线是水平的。
(2)等速干燥阶段。
干燥曲线中呈线性状态的曲线表示等速干燥阶段。
木材经过预热后,按照干燥的要求,把干燥介质的湿度降低,使木材开始进行干燥。
这个阶段是木材的自由水蒸发时期,只要干燥介质的温度、湿度和循环气流速度不变,木材含水率下降的速度也保持不变。