落叶松小径木异型材实验室干燥工艺研究

周亚菲 张倩 刘珊杉 王硕

（黑龙江省木材科学研究所，哈尔滨 150081）

落叶松小径木异型材实验室干燥工艺研究

周亚菲 张倩 刘珊杉 王硕

（黑龙江省木材科学研究所，哈尔滨 150081）

选取黑龙江省落叶松小径木进行异型剖分，采用中温软基准和高温波动基准及高温硬基准3种不同的干燥基准，分别对剖分后的异型单元材进行实验室干燥试验。干燥过程中对含水率变化、分层含水率变化及干燥质量分别进行检测并记录，以确定和选用干燥基准。试验结果表明，高温波动干燥基准最适合落叶松小径木三角形剖分材的干燥。

小径木；落叶松；异型材；干燥工艺

1 试验材料与方法

1.1 材料与设备

试验材料为落叶松小径木异型材，经过刨光机刨光，剖分制得三面均为60°角的等边三角形、等边边长51～60 mm的剖分材，试件长70 cm，初含水率为50%～70%。

试验设备包括日产HD74-TAII型干燥速度试验机、干燥箱、电子天平、游标卡尺、顶风型蒸汽干燥室等。

1.2 试验方法

试验采用了中温软基准(第1种方法)高温波动基准(第2种方法)及高温硬基准(第3种方法)三种不同的干燥基准，分别对剖分后的异型单元材进行3个批次的实验室干燥试验。试验过程中把试件分为9组，每一组在试验过程中要选取9块试件进行测试，随机选取，以保证它们的最初状态一致。在干燥试验进行之前，分别记录试件的最初重量，并用卡尺测量出这9块试件的弦径向尺寸；同时记录板材有无开裂、木材节疤等情况，为干燥试验后期结果提供依据。在干燥过程中，要对试验材的总体含水率、分层含水率以及试验材的干燥效果进行观察和记录，通过这些工作选取最终的干燥基准（表1为拟定的3种干燥基准）。

表1 落叶松小径木异型剖分材干燥基准

2 试验结果与分析

2.1 干燥工艺对干燥速度的影响

试验过程中先后采用中温软基准和高温波动基准及高温硬基准3种不同的干燥基准进行试验，从表2可以看出，这3种干燥基准下的总干燥时间分别为256、144、145 h，总平均干燥速度分别为0.23、0.47和0.43 h。不同干燥基准下干燥时间和速度有所不同，纤维饱和点附近干燥速度变化较大。从试验结果来看，干燥速度最快的是后两种干燥基准，最慢的是中温软基准。

2.2 干燥工艺对分层含水率的影响

分层含水率是检验木材内部干燥均匀性的重要指标，由于按60°角异型剖分，锯割后的试材形式如图1、图2所示。分层含水率和应力的试件检测片锯割方式，依据锯材干燥质量国家标准进行了适当的改动。由表3可知，中温软基准和高温波动基准及高温硬基准3种不同的干燥基准下分层含水率偏差出现递增趋势，第1种中温软基准的分层含水率偏差为径切1.3、弦切1.9，差值较小；第2种高温波动基准为径切1.6、弦切1.8，差值比较小，最后一种高温硬基准为径切1.7、弦切2.5差值比前两种大，虽然偏差较大，但都符合国家干燥质量标准要求。

表2 小径木单元材干燥结果

图1 分层含水率锯解示意图

图2 应力锯解示意图

表3 小径木剖分材干燥质量结果对比

2.3 三种干燥基准工艺解析

此次试验采用的第1种方法为中温软基准，它的特点是在高温状态下进行汽蒸处理，干燥温度较低，试验过程中设定的总干燥时间为256 h，时间相对较长(图3)。但是由于落叶松树种材质偏硬、树脂含量较高，该方法在释放落叶松木材内应力上很难达到理想效果。干燥结果即使表面没有出现干燥缺陷，但试件放置一段时间后也会由于内应力没有充分释放而变形开裂，落叶松内的树脂也会因为干燥的温度低而阻碍水分排出到木材表面，使得木材表面颜色变浅。

图3 中温软基准干燥曲线

试验的第2种方法采用了高温波动基准，高温波动基准的特点是在干燥过程中保持高温汽蒸。为了避免干燥过程中木材开裂变形，在纤维饱和点上下调低温度到85℃和75℃进行波动基准调整，余下的干燥温度始终保持在100℃(图4)。这种干燥基准的设定有利于落叶松内部树胶随着高温蒸汽排出到木材表面，木材表面的颜色也会随之加深，同时这种工艺基准大大缩短了试材的干燥周期。

图4 高温波动基准干燥曲线

第3种试验方法为高温硬基准，这种工艺基准的特点是在干燥过程中始终保持高温不变（100℃）。由于高温硬基准干燥温度高，落叶松内的树胶树脂随着高温有效释放，干燥周期大大缩短(图5)。

图5 高温硬基准干燥曲线

但在干燥过程中由于始终保持高温不变，也极易导致试材开裂变形，达不到干燥后的满意效果。通过这三种干燥基准可以总结得出，如果能控制好干燥工艺基准，能在高温的状态下释放内应力的同时调节好干球温度的软基准，采用这种高温波动基准的干燥方法不但能缩短干燥周期，而且能达到预期的干燥效果。

3 结论

3.1 针对落叶松小径木异型材所进行的3种干燥试验结果表明，在不同的干燥基准下所得到的干燥曲线和干燥均匀度都有所变化。中温软基准的干燥曲线为延续性，虽然干球温度较低导致干燥周期长，但干燥均匀性比高温波动基准和高温硬基准优良。

3.2 高温波动基准和高温硬基准的干燥曲线都有阶段性体现，由于始终保持高温干燥，干燥周期相对中温软基准短。高温波动基准的干燥结果均高于另外两种方案，试验的最终结果表明，高温波动基准比较适合落叶松小径木单元材的干燥。

［1］朱政贤,熊民棣,姜日顺,等.东北阔叶树小径木干燥技术的研究（续）［J］.家具,1992，5(69)：5-8.

［2］龚仁梅，李晓秀，张传顺.小径木三角形剖分法及其剖分材干燥工艺［J］.林产工业,1999,26(2)：25-26.

［3］龚仁梅.汽蒸处理对木材干燥应力的影响［J］.林业科技，1996,21(5):40-56.

［4］马翔宇，王晓丰，段文英.落叶松木材干燥的BP神经网络模型研究［J］.森林工程，2015,31(1):63-65.

［5］庞凤艳，黄晓山，吕蕾.落叶松小径木异型材的干燥均匀度［J］.林业科学，2011，47(4)：190-193.

［6］白默飞，刘盛全，周亮.兴安落叶松管胞形态特征和微纤丝角及其径向变异的研究［J］.安徽农业大学学报，2009, 36(2)：189-193.

第1作者简介：周亚菲（1983-），女，工程师，研究方向：木材干燥及木材的改性。

Study on Larch Timber Abnormal Laboratory Drying Technology

ZHOUYafei
（Heilongjiang Institute of Wood Science,Harbin150081）

This article selects the larch timber in our province for different subdivision,tender and high temperature fluctuation in the benchmark and high-temperature hard benchmark three different drying respectively after the subdivision of different unit material drying experiment was carried out.Changes of moisture content in drying process,layering,moisture content and drying quality testing and record respectively,to determine and choose dry benchmark,the experimental results showed that three kinds of drying timber drying is most suitable for larch fluctuations in the triangle subdivision material dry.

Path wood;Larch;Profiles;Drying process

S791.22,S782.31

A

2017-01-20

（责任编辑：潘启英）

1001-9499（2017）03-0052-03