楠木为樟科常绿大乔木,分布区位于亚热带常绿阔叶林区西部,气候温暖湿润,年平均温17℃左右,1月平均温7℃左右,年降水量1400~1600毫
米。国家二级保护渐危种。楠木为我国特有,是驰名中外的珍贵用材树种。四川有天然分布,是组成常绿阔叶林的主要树种。
一、干燥前的木材含水率测定
1、干燥前首先要测定木材的初含水率,对初含水率大于80%或者小于80%的木材干燥技术和具体工艺流程不一样。对于初含水率在40%~80%的木
材可以直接采用锯材窖干工艺规程《中华人民共和国林业行业标准LY/T 1068-2002 锯材窖干工艺规程》。此处提到的窖干即是烘干炉干燥。
2、对初含水率大于80%的木材干燥前冷水浸泡10~15天,然后气干5~7天或更长时间。如有条件在浸泡后气干前对木材进行蒸煮处理。
二、木材干燥技术(初含水率大于80%或者新锯材)
【第一步】木材干燥前冷水浸泡工艺规程
1、木材泡水的意义
A.为什么要把木材或是树根等在水里浸泡?
原因: 我们一般锯的或是挖的树根,树干,是很容易开裂的,尤其是南方的木材运到北方后开裂较为严重,是因为木材内的养分或是水分很多,突
然不能生长供应了,这些物质就停留在了木质内,但是,外界的温度等一些状况和木质内的温度等不相同,导致水分或是养分挥发过快,使的木质
的细胞结构发生裂变,比如:木材水分快速丧失,引起木材的细胞萎缩,木质就会形成裂口等。
因为有了以上的因素,所以,我们就要做到,让木材的内部温度或是湿度,和外界的一样,无疑,泡水是最简单,也是最自然的方法。
作用:把树木泡在水中,能把木材内的可以溶解的物质,很大程度的溶解出来,以达到降低木材开裂的几率。当然,不是所有的木材,都适合泡
水,比如:木质软,或是棕眼多而大的树木,就不适合泡水,因为,长时间泡水,水会把树木的表皮颜色或是水里的杂色,浸透到木质内,影响了
木质本来的质感和颜色。
总结:泡水,就是为了降低,木材的开裂概率。
B.泡水后的木材,怎么处理?
原因:大家一定会疑惑,既然木材,是因为含水率高,之后又快速挥发,才引起的细胞裂变,产生的开裂,要是泡水后,水分更多,不是更容易开
裂吗?
我们也许见到过,有些水库或是河里,长期浸泡的枯死的树木,很多都没开裂或是腐烂,是什么原因呢?
作用:水,是一种能很好保护物体的东西,它的优点比物体存放在空气里,要好很多,水的温度比较稳定,有滋养,浸透等诸多作用,所以能很好
的保护,在水里的物体。
处理: 泡水后的木材,我们最好采用,自然阴干的方法处理。就是把木材,从水里捞出来后,先把水控干,达到基本不滴水的时候就可以了,之后
存放到,阴凉,干燥,基本不透风的房间或是库房内。
摆放木材的时候,要注意,给它们之间留有间隙,以便于空气穿梭,否则会很容易发霉的。要经常检查木材,发霉的木材,及时清理掉霉菌。
2、泡水处理后,木材的好处是什么?
A.一般来说,经过泡水处理的木材,木性更稳定,用它们制作木制品,开裂的几率会更小,而且也能有效的把木材内的一些蛀虫杀死,以避免日后虫患之害。
B.一般木质硬度不是很高的木材,泡水后,树皮的颜色浸透到木质内,会形成特殊的颜色效果,很是漂亮和奇异的现象。
总结:能减少开裂几率,杀灭一些潜藏的虫蛀,产生奇异的颜色效果。
3、泡水的时间是多久?
我们一般给木材泡水,大概分两种情况,夏季泡水和冬季泡水。
时间: 夏季泡水时间一般是,大于15天,冬季是大于2个月。
夏季,因为温度高,很容易使木材内的物质浸泡出来,所以时间会短些。冬季因为温度低,不容易浸泡出效果,所以时间要长些。
用具:泡水一般用什么东西?有条件的可以放在池塘或是河里,注意别被冲走。一般家庭可以放在水桶或是地窖等容器内。
注意:泡木材的水,需要经常换吗?
一般是不需要换的,你要是不嫌麻烦,也可以经常换的。当然浸泡的时间久了,水会变味,也会变色,但是基本不会影响浸泡效果。
要是在浸泡的水里,添加一些杀虫药,能更好的起到,杀死潜在蛀虫的效果。
注意:在浸泡的冷水里必须添加食盐和木材防腐剂。
电介质加热:前者有窑干、太阳能干燥、嫌水液体干燥及离心力干燥;后者有微波干燥、高频干燥。还有辐射加热的红外线干燥法和属于接触加热的接触干燥法。目前海内外均以对流加热的气干和窑干为主,特别是窑干为最主要的方法。
木材干燥时首先是木材表面的水分蒸发,表层的含水率低于木材内部,内部的水分在含水率梯度的作用下向表层移动。干燥初期的速度取决于木材表层水分蒸发的速度,干燥的中期和后期,干燥速度取决于木材内部水分的移动速度,与板材厚度和木材比重成反比。
另外,边材干燥速度比心材快。阔叶树材的弦面板干燥比径面板快;但针叶树材弦径面差异不很显著。树种对于干燥的影响很大:易干的木材有红松、鱼鳞云杉、杉松冷杉、红皮云杉、马尾松、杉木、樟子松、椴木、泡桐、檫木等;不易干的木材有杨木、色木、槭木、黄菠萝、核桃楸、榆木、香樟、梓木、栲树、柿木、枫香等;难干的木材有落叶松、水曲柳、水青冈、青冈、麻栎、荷木、柞栎、黄檀等。
1、木材为何要蒸煮,有何作用?
中文词条名:(木材)蒸煮处理
木材为何要蒸煮,主要是由于木材为蒸煮以后,可以改变木材颜色;减小木材心、边材色差;保持木材天然光泽;缓解木材初始含水率梯度差;降低木材干燥缺陷发生的机率,同时,煮过之后不轻易开裂,也有助于防腐防蛀 。
2、木方蒸煮工艺
蒸煮的目的是为了软化木材,增加木材的可塑性和含水率,以减小刨切时的切削阻力,并除去一部门木材中的油脂及单宁等浸提物。
一般术方的蒸煮都采用水煮的方式.蒸煮的温度及时间要根据树种及木材的硬度,刨切薄木的厚度进行控制,硬度大的则温度较高,薄木厚则蒸煮时间较长。
3、木方蒸煮时应留意以下几点:
①本方放入蒸煮池时冰温最好保持室温,以免术方骤然受热膨胀而开裂。
②开温速度为10~15摄氏度/小时,升温太快易在木方内引起热应力,导致木方开裂,
温度升至40℃以上时更应放慢升温速度。
③木方蒸煮时应按树种,径级分别进行。
④蒸煮过度会降低薄木的刨切质量。
⑤要及时清除蒸煮池中的油脂、树皮、泥水,以免污染木方.
③蒸煮后的木方应转放到刨切机前的温水贮木槽中等待刨切,刨切最相宜的温度为50~60度,过高的温度会使刨刀变形,造成薄木厚薄不均,或使薄木表面起毛。
以下为某厂木段蒸煮工艺示例:
楠木:水温从15℃上升至80度,升温速度为2~3℃/h,然后,水天然冷却,浸泡24h。
以下为北方某厂木段三段蒸煮工艺范例:
冬季:
① 木段投池后加盖,放水,浸泡6~8小时,水温保持在38~39℃。 ② 第一次升温到50~55℃,这段时间为16小时,升温速度0.5℃/小时。 ③ 闭汽保温16~18小时,使木段内外温度平衡。
④ 木段第二次升温至75~80度,这段时间为18小时,升温速度1度/小时。 ⑤ 闭气保温2~4小时,使木段温度里外平衡。
夏季: (木段投池后浸泡 4~6小时,如是雨季可缩短时间。
②第一次升温到50~55度,升温速度控制在1℃/小时。 ③以下步骤同上。
经由实测,按上述规程执行,木芯温度可达45度以上。
【第三步】木材气干
木材经过冷水浸泡和蒸煮后,木材的可塑性、弹性和防腐防虫性能得到很大提高,此时木材的含水率很高,捞出后就要进行气干。气干避免太阳直射,阴凉处晾干,晾干结束时间根据木材的含水率而定,一般情况含水率低于80%时即可结束,进行下一步的窖干工艺。
【第四步】锯材窖干(烘干室)工艺规程
当锯材含水率低于80%时采用窖干工艺规程,如果大于80%或者新锯材必须进行冷水浸泡工艺,才能防止开裂。
根据《中华人民共和国林业行业标准LY/T 1068-2002 锯材窖干工艺规程》来制定适合楠木锯材的窖干工艺。
木材干燥的最终质量要根据本城市木材平衡含水率来制定,济南市1月至12月木材木材平衡含水率估计值分别是:
(1月)12.3%,(2月)12.1%,(3月)11.1%, (4月)9.0%,(5月)9.6%,(6月)9.8% (7月)13.4%, (8月)15.2%, (9月)12.2%, (10月)11%, (11月)12.2%, (12月)12.8%,年平均平衡含水率是,11.7%,按照本项推算后的最终含水率11.7即可,但是由于木材在常温常湿的环境里会吸湿,所以干燥的目标一般制定为≤8%,一般取值4%~8%.
上表中的字母含义W为木材含水率, t为干球温度即窖内温度,△t为干湿球温度差, EMC为木材平衡含水率。根据t干球温度和△t干湿球温度差可以查出当时的介质湿度,通过此湿度可以控制窖内的湿度。
每一阶段所需要的时间要根据实时监测的木材含水率来控制。一般情况下,每个阶段所需要的时间在16小时以上。
楠木锯材窖干具体处理工艺:
1、 锯材的堆垛要求
1.1 应保证窖内空气合理循环,充分利用窖的容量,提高被干燥木材的质量和产量。 1.2 材堆长宽高应符合干燥窖的设计规定。
1.3 对强制循环的干燥窖,各层木料的侧边应紧靠。
1.4 隔条应使用变形小、硬度高的干锯材制作,例如已干燥的落叶松材 1.5 隔条间距:一般0.5m~0.9m,楠木应小一些。
1.6 隔条断面尺寸:一般取25mm×30mm或者25mm×40mm,厚度取25mm,长度等于材堆的宽
度。
1.7 材堆上下隔条应保持在同一垂直线上。
1.8 材堆上部应加压重物或采用压紧装置,防止上部板材翘曲。
2、 预热处理
1.1 预热前首先应对窖内设备及窖壳加热到45~55℃,并维持1小时,使室内设备及壳体
内壁及木材表面加热,以免在高湿处理时在这些固体表面产生冷凝水。
1.2 锯材干燥前应进行预热,是木材热透
1.3 温度:应略高于干燥基准开始阶段温度,楠木锯材可高5~10℃.
1.4 湿度:保持既不干燥也不吸湿的原则进行控制,新锯材一般含水率大于25%时,湿度为
98~100%,当含水率小于25%时,湿度为90~92%,经过气干的木材以介质含水率略高于木材初始含水率为准。
1.5 预热时间:应以木材中心温度不低于规定介质温度3℃为准,不含介质升温时间,也可
按下列规定估算:冬季木材厚度每1cm约2小时,夏季为每1cm约1小时 1.6 预热结束后,应使温度逐渐降低到相应阶段基准规定值。
3、 中间处理
干燥过程中,对表面残留伸张应力应进行中间处理,防止后期发生内裂或者断面凹陷。中间处理要求干球温度比当时干燥阶段的温度高8~
10℃,但最高不能超过100℃,湿度按照介质的平衡含水率比当时阶段干燥基准相应的平衡含水率高5%~6%来确定,也可按照干湿球温度差2~
3℃控制。中间处理一般需要2次,第一次在含水率降低1/3时,第二次在含水率降到25%时处理。对于厚度较大的硬阔叶林,应处理3次或3次以上,
时机在含水率为45%,35%,25%,15%时进行。处理结束时检验处理结果。
4、平衡处理
当锯材的含水率达到要求的终含水率时(通过检验板得知),可能室内还有一部分锯材的含水率尚未完全达到要求,此时就需要平衡处理。
平衡处理的介质状态,干球温度可比干燥基准的最后阶段高5~8℃,但不要超过100℃。平衡处理时的介质湿度,按照介质平衡含水率比木材终
含水率低2%来决定。处理时间按照每1cm厚度维持6小时估计。
5、终了处理
木材干燥到所要求的终含水率,无论沿横断面的含水率分布是否均匀,其内部都有不同程度的残余应力存在,为了消除这种应力必须进行调湿处
理,即终了处理。对于要求干燥质量为一级、二级、三级的木材,必须进行终了处理。
温度:干球温度比干燥基准最后阶段高5~8℃。
湿度:按照介质状态的平衡含水率比木材终含水率高4%~6%来决定,或者按照干湿球温度差3℃确定。
时间:每1cm处理2~5小时。
干燥过程结束后,关闭加热器和喷蒸管的阀门,通风机继续运转,使进、排气口呈微启状态。等待木材冷却后(窖内的温度降低到不高于大气温
度30℃)时方可出窖。寒冷地区可在窖内温度低于30℃时出窖。
木材出窖后不能马上进行加工,应在干料库中存放一段时间,进一步平衡含水率。
在实际操作中,应根据经验合理调整温度、湿度以及烘干时间,或者前期采用一些传统工艺进行部分干燥。