２厚度對(duì)單板干縮影響
除干燥速度外 ,單板厚度對(duì)弦向干縮和厚度收縮也產(chǎn)生影響。
干燥開(kāi)始階段單板弦向尺寸沒(méi)有變化 ,收縮率為０ ,而且隨單板厚度增加保持不變的時(shí)間延長(zhǎng)。因?yàn)?,單板越厚 ,平均干燥速度越小 ,達(dá)到收縮點(diǎn)所需的時(shí)間越長(zhǎng)。這種現(xiàn)象符合木材的物理性質(zhì) :單板含水率在纖維飽和點(diǎn)之上時(shí)主要蒸發(fā)自由水 ,木材體積不發(fā)生變化 ;達(dá)到纖維飽和點(diǎn)以后 ,開(kāi)始蒸發(fā)吸附水 ,微纖絲之間距離減小 ,木材發(fā)生干縮。但由于接觸式干燥條件劇烈 ,蒸發(fā)自由水的同時(shí)也伴有吸附水的蒸發(fā) ,因此含水率還遠(yuǎn)在纖維飽和點(diǎn)之上時(shí)（３２ %～４５ %）單板就已經(jīng)出現(xiàn)弦向收縮。單板越厚表芯層含水率梯度越大 ,當(dāng)表層達(dá)到纖維飽和點(diǎn)開(kāi)始收縮時(shí) ,芯層含水率還很高 ,單板平均含水率也高。因此 ,隨單板厚度增加開(kāi)始發(fā)生弦向干縮時(shí)的含水率提高。由于表層干縮受到濕心層限制 ,單板厚度增加 ,含水率梯度引起的心層阻力也加大 ,所
以 ,厚單板比薄單板弦向收縮小。與常規(guī)干燥不同的是 ,厚度收縮并沒(méi)有在接近纖維飽和點(diǎn)時(shí)開(kāi)始出現(xiàn) ,而是在熱板閉合后很快就可以測(cè)量出來(lái) ,因?yàn)?,熱板閉合后單板立即就承受了壓力 ,隨即發(fā)生壓縮變形。已有研究成果證明 ,在纖維飽和點(diǎn)以上 ,木材含水率的變化對(duì)木材力學(xué)強(qiáng)度的影響微乎其微 ,而濕材隨溫度升高強(qiáng)度下降 ,在２０℃～１６０℃范圍內(nèi) ,木材強(qiáng)度隨溫度升高而下降的程度較為均勻。在干燥初期 ,雖然單板含水率下降很快 ,但仍然在纖維飽和點(diǎn)以上 ,不影響抗壓強(qiáng)度。與厚單板相比薄單板的溫度上升較快 ,隨溫度升高
抗壓強(qiáng)度下降 ,產(chǎn)生較大壓縮變形。厚單板的表芯層含水率梯度和溫度梯度大 ,濕冷芯層對(duì)壓力的抵抗力也大 ,表現(xiàn)出較小的壓縮變形 ,達(dá)到纖維飽和點(diǎn)以后又產(chǎn)生干縮變形。接觸式干燥中單板厚度方向的收縮是壓縮和干縮的綜合結(jié)果 ,其中壓縮變形是主要的。在含水率、溫度和壓力的共同作用下 ,部分初期壓縮變形成為塑性變形 ,卸壓后也不再恢復(fù)所以 ,隨單板厚度增加厚度方向的收縮基本呈遞減趨勢(shì)。另外 ,我們也做了０ １ＭＰａ壓力下的試驗(yàn) ,與０ ３ＭＰａ壓力相比單板的厚度收縮率則要小得多。
３與常規(guī)干燥的對(duì)比
王金林先生曾用自制的噴汽式單板干燥裝置對(duì)７種楊木單板進(jìn)行干燥 ,結(jié)果翹曲變形嚴(yán)重。我們用接觸式干燥與之進(jìn)行對(duì)比 ,干燥時(shí)間和收縮率見(jiàn)表２。
與常規(guī)干燥相比 ,采用柔性墊網(wǎng)接觸式方法干燥厚單板可以節(jié)省時(shí)間５０ %左右 ,弦向收縮減小７０ %左右 ,厚度收縮增大５０ %左右。由于壓力的作用方向垂直于單板表面 ,使弦向收縮遇到的摩擦阻力大于無(wú)壓狀態(tài) ;在厚度方向除含水率降低引起的干縮外還存在壓力作用下的壓縮變形 ,并且占主要部分。因此 ,壓力抑制了弦向收縮而又加大了厚度收縮 ,厚度收縮是弦向收縮的２～３倍。常規(guī)干燥的單板弦向收縮大于厚度收縮 ,而接觸式干燥的單板弦向收縮小于厚度收縮。
由于壓力的抑制作用 ,經(jīng)過(guò)接觸干燥的單板消除了波浪紋 ,基本無(wú)翹曲。與噴汽式干燥相比弦向收縮減小 ,說(shuō)明單板背面裂隙在接觸式干燥中擴(kuò)展加深的程度很小 ,柔性墊網(wǎng)接觸式干燥方法不但能節(jié)省干燥時(shí)間而且可以顯著提高單板表面質(zhì)量。
４試驗(yàn)總結(jié)
試驗(yàn)中使用的近４００張不同厚度單板 ,干燥后非常平整 ,放置３個(gè)月形狀仍沒(méi)有改變。在壓力作用下單板表面應(yīng)力分散 ,背面裂隙均勻分布 ,變形受到抑制 ,單板平整無(wú)翹曲。而且干燥速度快 ,干燥周期縮短 ,可以提高生產(chǎn)率５０ %左右。單板厚度對(duì)干燥速度和干縮都有顯著影響 ,與常規(guī)干燥相比 ,單板厚度收縮增大 ,弦向收縮減小。隨厚度增加干燥速度放慢 ,干燥時(shí)間延長(zhǎng) ,弦向收縮和厚度收縮都呈減小趨勢(shì)。厚度收縮是弦向收縮的２ -３倍 ,與常規(guī)干燥恰好相反。采用柔性墊網(wǎng)接觸式干燥方法 ,即可以消除翹曲變形提高單板合格率 ,又可以節(jié)省干燥時(shí)間和能源 ,解決了單板得率與生產(chǎn)率之間的矛盾。其迅捷的干燥速度和良好的表面質(zhì)量是常規(guī)干燥所無(wú)法比擬的
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