桉树人工林木材加工问题探讨

2021-12-25李创

南方农业 2021年21期

李创

（广西壮族自治区国有博白林场，广西玉林 537600）

根据我国部分地区的桉树人工林实际种植经验来看，桉树人工林木材在加工过程中会出现多种问题，主要包括木材采伐开裂、加工难度较高、加工过程开裂、木材干燥发生褶皱、机械加工难度较大、胶合和涂饰难度较大等问题。不同的问题会对桉树人工林木材加工造成相应的影响，所以为了解决桉树人工林木材加工中存在的问题，必须对不同的问题成因进行分析，根据成因制定科学的控制策略，从而达到提升我国桉树人工林木材加工技术水平的目的。

1 采伐开裂问题及其对策

桉树木材在生长过程中会自动平衡内部的生长应力，从而不会发生开裂等缺陷问题，但是在采伐过程中会打破桉树木材内部的应力平衡，生长应力会逐渐释放，从而导致桉树木材出现环裂、局部开裂及端部开裂等多种问题［1］。在桉树生长过程中，其形成层每年都会分裂许多木质部细胞。该过程一般为2 个阶段：第1 阶段为桉树木材细胞的内填式生长，其细胞直径和长度会有所增加；在第2 阶段中，桉树木材的细胞壁会逐渐增厚，细胞壁内会出现更多的木质堆积。在木质堆积过程中，桉树木材细胞就会出现相应的膨胀，其在长度方向会出现收缩，在限制作用下拉伸应力会有所提高，从而产生生长应力。我国的桉树人工林生长较快，桉树木材始终承受生长应力，同时完成木质堆积，但是与其他树木不同，其他树木在停止生长后其生长应力会得到缓解，但是桉树木材的生长应力较大，所以在采伐的过程中，其生长应力被破坏后就会出现开裂问题。因此，在采伐桉树木材时，需要防止因采伐对桉树产生过大冲击，可以采用钻孔方法释放桉树木材中的部分应力，能够缓解桉树木材出现局部开裂的问题。同时，如果桉树木材的生长应力较大，可以采用水运运输方式，能够有效降低生长应力。

2 加工难度较大问题及其对策

在对桉树木材进行锯解时，受到木材生长应力的影响，其内部应力平衡状态会被严重破坏，分布在桉树木材不同区域的应力会突然释放。如果桉树木材的生长应力较大，就会出现局部开裂的问题，尤其在桉树木材的端部，开裂问题较为严重，且如果桉树木材的生长应力较为均匀，在锯解时会发生一定程度的弯曲。我国大部分桉树人工林的木材生长应力都处于较高水平，即使采用横截面积较小的锯解方式，也会发生开裂、断裂等问题，部分桉树木材在第一个锯口就会出现断裂问题，从而导致桉树木材整体加工难度较大［2］。

为了防止桉树木材在加工时出现严重开裂问题，在对桉树木材进行加工时，需要对锯解机械和锯解方式进行调整。根据实践经验来看，采用对称下锯的方式能够有效缓解该问题。对称锯解的方式能够使桉树木材的应力释放更加均匀，从而能够避免桉树木材出现严重开裂问题。在将桉树木材锯解完成后，需要注意搬运力度，尽量减少搬运次数，并加强桉树木材储存环境控制，防止桉树木材被阳光暴晒。此外，在对桉树木材进行加工前，可以采用预处理的方式，减少其内部生产应力不均匀发散的问题，比如可以将桉树木材在水中浸泡若干小时，还可以采用蒸汽对其进行处理，能够有效降低加工难度。近年来，部分研究人员发现，采用微波对桉树木材进行处理，能够减少生长应力，因为微波的加热作用能够破坏桉树木材中的水分结构。水分重新分布的过程能够减慢生长应力的释放速度。

3 干燥引起褶皱和开裂问题及其对策

因为桉树木材的生长应力较大，且木材密度较高，木材特性变异程度较为严重，同时具有渗透性差、干燥速度慢的特点，所以如果桉树木材过于干燥，就会出现褶皱和开裂问题。相关研究表明，桉树木材在生长的过程中会产生严重的干燥缺陷，从而导致桉树木材的利用率下降，严重干燥的情况下还会产生内部断裂问题，导致桉树木材完全不能使用。干燥褶皱是因为其水分移动速度过快，毛细管张力和干燥应力使其内部细胞出现溃陷问题，从而导致其出现不规则收缩。干燥褶皱一般发生在初期，因为桉树木材在初期的含水量较大，水分移动速度明显加快，通常情况下桉树木材干燥褶皱会使其损失率达到10%左右。

因此，为了避免桉树木材出现干燥褶皱或开裂，需要针对该问题进行相应的处理。当前最常用的方法为蒸汽处理、冷冻处理及后期湿润度调整处理等方法，部分厂家会采用多段式干燥工艺，不同工艺具有不同的处理效果。但是因为我国的桉树木材种类较多，不同的桉树树种木材之间存在差异，所以需要针对不同的桉树木材采用不同的处理方法。当前应用效果最好的两种干燥方法为冷冻处理与初期湿度调整处理方法，能够有效降低桉树木材因干燥产生的破坏问题，且部分桉树木材干燥处理工艺正处于研究阶段，相信随着研究的不断深入，桉树木材干燥处理技术水平会有所提升［3］。

4 机械加工难度较大问题及其对策

从桉树木材的实际加工生产经验来看，采用机械方式对桉树木材进行加工的难度较大，常规的木工机械和加工技术难以取得良好的效果，整体机械加工速度较慢，且加工精度不足，会对桉树木材质量造成很大破坏。以我国种植较为广泛的5 种桉树木材为例，尾叶桉的密度为0.873 kg/m3，尾赤桉的密度为0.635 kg/m3，尾园桉的密度为0.873 kg/m3，尾巨桉的密度为0.663 kg/m3，大花序桉的密度为0.829 kg/m3。从木材物理学性质的分级来看，尾叶桉、尾园桉和大花序桉为高密度木材，尾巨桉和尾赤桉为中密度木材，在桉树木材加工过程中，随着桉树木材密度的提高，木材中的其他夹杂物质也会增加，所以采用机械加工时，机械带来的切削力、冲击力及切削功率会逐渐提高［4］。因此，为了降低桉树木材机械加工难度，需要对加工机械进行优化，部分桉树木材加工厂家采用调整锯齿形状、锯齿高度以及锯齿间距的方式，比如将锯齿的齿喉角软材调整为10°、硬材调整为7°，能够有效提高桉树木材机械加工效率。同时，如果锯解机械厚度增加，其切削功率就会增加，所以需要对锯解机械厚度进行调整，一般情况下其厚度在0.75 mm 左右能够起到良好的效果。除调整锯解机械之外，还可以通过减少桉树木材进料速度、降低桉树木材切削深度及增加锯解机械更换次数的方式，解决桉树木材机械加工难度较高的问题。

5 胶合和涂饰困难问题及其对策

桉树木材在加工过程中，胶合和涂饰困难是常见问题，普通木材使用的胶合剂和胶合方法难以起到良好的效果，胶合剂与桉树木材的胶合度不足。例如，某工厂采用常规的乳白胶，在常温常压状态下，桉树木材与乳白胶胶合后，桉树木材端面会产生分析，部分胶合区域无法有效胶合［5］。该问题产生的原因与桉树木材的干燥程度有一定的关系，如果桉树木材较难干燥，或后期湿润处理效果不足，在胶合过程中桉树木材的含水率会逐渐均衡，高含水率区域就会开始收缩，从而产生缝隙问题。同时，因为桉树木材的性质变化较大，尺寸稳定性不足，在桉树木材干燥过程中容易出现尺寸变化过大的问题，从而导致桉树木材无法有效胶合。因为桉树木材的硬度较大，且桉树木材加工表面较为光滑，每次使用的胶合剂较小，所产生的胶合力不足，所以针对桉树木材不能采用常规胶合方法，可以采用砂光或涂抹碱液的处理方法对其胶合面进行预处理。

涂饰作为桉树木材加工的重要环节，不仅能够美化桉树木材，还能够起到一定保护效果，针对桉树木材涂饰难度较高的问题，可以对涂饰材料进行优化，结合桉树木材表面的基本特点，采用特殊的涂饰材料。