木材干燥犹如烹调,火候不到则食材不熟细菌不灭,火候过了则变老变糊口感全无。
以下通过自问自答的形式对木材干燥做简单介绍:
A) 刚锯的板材湿材含水率大概是多少?
普遍认为一般是40-60%,但实际上依材种,甚至边材芯材而有所不同,其范围很广(见下图)。
由于含水率的定义是:水的部分/绝对干燥木材部分*100%,所以会出现超过100%的情况。
B)什么叫木材干燥?
在流动的有一定湿度和温度的空气中,让木材中的水分汽化蒸发离开木材。
C)为什么要干燥?
-- 防止木材湿涨干缩,引起开裂变形(木材含水率小于12%可防止大多数的开裂变形,所以大多数的家具门窗材要求水分在8-12%)
-- 提高强度
-- 提高导电和导热性
-- 防霉防腐(木材含水率小于20%可阻止大多数菌类侵害,所以大多数建筑级的材料要求水分在19%以下)
-- 减轻重量
D)有几种干燥方法?
-- 空气自然干燥——时间比较长,一般3-5公分的板材自然干燥需要约1年时间。
-- 简式火坑或火炉加风扇:气流循环不合理,干燥不均匀,容易烘坏甚至火灾
-- 蒸汽锅炉加热——常规干燥
-- 窑外热风炉鼓入窑内气流双循环—热能低消耗大,温湿场不均匀
-- 窑内空气除湿加热
-- 其他:太阳能干燥/真空干燥/高频干燥/微波干燥
E)干燥窑什么结构?(见图,不解释)
F)板材干燥常见问题的原因和解决方案?
1、翘曲变形
原因:隔条距离太大,大小不一,码放不齐,干燥基准“过硬”(即温度太高湿度太低)
解决:调整隔条材料和码放;干燥基准前期低温低湿,后期高温高湿;木材垛上面加重物
2、表面开裂
原因:干燥基准过硬(同上);木材应力未消除;干燥窑不同点温度不均;对风干木材的初期开裂喷蒸太频繁
解决:调整干燥基准;中后期调整温湿度消除应力;已经开裂的材料前期预热,过程控制喷蒸
3、内裂纹
原因:木材应力过大;温度调整太快
解决:放慢升温过程;中间喷蒸处理;总体采用“低温/高湿/慢升温”的原则
4、端口开裂
原因:端口处离隔条太远;木材间空隙太大导致端口的风速太大;干燥基准太硬
解决:针对以上原因调整;端口预先切除或涂不透水材料
5、含水率不均匀
原因:气流速度太低;加热管散热不均
解决:增加循环风机;针对以上原因对设备或工艺进行调整
6、出现蓝变或霉变
原因:低温预热状态温度太低,湿度太大,时间太长;气流流动太慢
解决:针对以上原因进行调整
7、颜色发暗发黑
原因:木材含水率较高时用了高温干燥;木材里的物质湿热酸化
解决:调整温湿度工艺
G)用最简单的话解释几个干燥术语?
1、含水率平衡点(EMC,即Equilibrium moisture content):
理想的1寸板材在一定空气状态下水分不进不出的含水率,不同地区不同,如北京11.4%,青岛14.4%,上海16%,温哥华13%。——如果干燥水分超过该地区的平衡含水率,木材制品在使用中可能会出现问题。
2、吸湿滞后
木材完全干燥后吸湿过程(一般会回水2%-5%)
3、自由水 vs 吸着水
前者在细胞内自由流动,只影响木材的重量、储存、燃烧性;后者结合在细胞壁及微毛细管,影响木材的膨胀收缩等物理特性;
4、湿球温度 vs 干球温度
前者水银球包湿布,后者不包。空气越干,湿布带走的热量越大,两个温度的差值越大,湿,空气容纳水蒸汽的能力越强,湿木料的水分蒸发越快。
5、吸湿极限(纤维饱和点)
自由水蒸发完,吸着水开始蒸发时的含水率。过了这个点以后,木材在干燥中开始在弦向和径向开始收缩,因为收缩率的不同可能引起板材的翘曲变形。
作者简介
Peter Zhao先生从事亚洲/美洲/欧洲间的国际贸易20余年,在国际木材贸易中具有丰富的专业理论知识和市场实践经验,是木材领域公认的专家,对木材的检尺分级、加工使用、行业现状和发展趋势等等都有一定的认识。