【木材知道】木材的干缩和湿胀，干燥的三要素
发布时间: 2015年04月28日 10:46:13
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木材干缩和湿胀的现象都是当木材的含水率在纤维饱和点以下时发生的。当细胞腔的自由水减少时，木材的尺寸不随着改变。当细胞壁的吸着水减少时，木材的尺寸就随着减小。因为细胞壁内的微纤维之间及微胶粒之间具有的空隙在吸着水排除后而缩小，使细胞壁的厚度变薄，所以木材就产生了干缩现象。当木材的含水率很低或达到近似绝干的程度时，木材会从空气中吸收水分，这些水分基本吸着（吸附）在细胞壁上，使细胞壁加厚，木材就产生了湿胀现象。
木材的干缩和湿胀是指木材处于一定的温、湿度环境条件状态下所产生的现象。木材被浸泡在水中所产生的现象则是另外情况，不在本概念解释范围之内。
木材的干缩和湿胀是木材的固有特性。由于这种特性的存在，使木制品的尺寸发生变化，严重时由于木材开裂和变形，导致木制品报废。为此，木材的干缩和湿胀现象是影响木材实木加工的重要因素。常规室干和其它人工干燥法是解决这个问题的主要途径。根据木材的用途和地区的环境条件，通过常规室干等人工干燥处理的方法把木材的含水率干燥到所要求的程度，使木材基本不发生干缩和湿胀的现象，木材的尺寸相对稳定，木材就不会出现开裂和变形等问题，保证了木制品的质量。
在木材加工生产中，一般都是把湿木材干燥到符合要求的含水率后再使用，这个含水率数值都低于纤维饱和点，所以木材干缩量的多少是生产中必须考虑的问题。
木材沿纵向的干缩极小，由生材到全干材的干缩率只是原尺寸的0.1—0.3％，最大为1％，可以忽略不计。弦向干缩最大，为8％—12％；径向干缩为4.5％—8％。边材的干缩大于心材。
木材沿着年轮方向的干缩叫做弦向干缩；沿着树干半径方向或木射线方向的干缩叫做径向干缩；整块木材由湿材状态干燥到绝干状态时体积的干缩叫做体积干缩。
（1）预热阶段。木材干燥开始阶段在暂时不让木材中的水分向外蒸发的条件下，对木材进行预热处理，把木材的温度从常温加热到干燥所需要温度。一般是沿着木材厚度方向加温，表层到心层的温度要趋于一致，均匀热透。采取的办法是，在提高干燥室内干燥介质（如空气）的温度的同时，将干燥介质的湿度提高到饱和或接近饱和状态。由于在这个阶段中木材的含水率不下降，因此干燥曲线是水平的。
（2）等速干燥阶段。干燥曲线中呈线性状态的曲线表示等速干燥阶段。木材经过预热后，按照干燥的要求，把干燥介质的湿度降低，使木材开始进行干燥。这个阶段是木材的自由水蒸发时期，只要干燥介质的温度、湿度和循环气流速度不变，木材含水率下降的速度也保持不变。当等速干燥阶段达到终点时，木材表层的自由水已经全部排出，但木材内部的自由水仍然存在，只是由于水分移动的阻力更大，已不能维持初期的干燥速度。
等速干燥阶段内，当干燥介质的温度越高、湿度越低时，自由水蒸发的就越强烈。必须要有足够的气流速度来吹散并破坏木材表面的饱和蒸汽和蒸汽滞层（界层），以保持相等的干燥速度。
（3）减速干燥阶段。等速干燥阶段结束以后，木材中的自由水分基本被蒸发干净，吸着水开始蒸发。随着蒸发过程的进行，吸着水的数量逐渐减少，水分蒸发时需要的热量越来越多，含水率下降的速度越来越慢，因此称为减速干燥阶段。在这个阶段，要提高木材水分的蒸发速度，必须将干燥介质的温度提高、湿度降低，并保持一定的气流循环速度。当木材中没有被蒸发的吸着水含量达到木材最终含水率要求时，木材干燥过程结束。
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木材干缩和湿胀的现象都是当木材的含水率在纤维饱和点以下时发生的。当细胞腔的自由水减少时，木材的尺寸不随着改变。当细胞壁的吸着水减少时，木材的尺寸就随着减小。因为细胞壁内的微纤维之间及微胶粒之间具有的空隙在吸着水排除后而缩小，使细胞壁的厚度变薄，所以木材就产生了干缩现象。当木材的含水率很低或达到近似绝干的程度时，木材会从空气中吸收水分，这些水分基本吸着（吸附）在细胞壁上，使细胞壁加厚，木材就产生了湿胀现象。
木材的干缩和湿胀是指木材处于一定的温、湿度环境条件状态下所产生的现象。木材被浸泡在水中所产生的现象则是另外情况，不在本概念解释范围之内。
木材的干缩和湿胀是木材的固有特性。由于这种特性的存在，使木制品的尺寸发生变化，严重时由于木材开裂和变形，导致木制品报废。为此，木材的干缩和湿胀现象是影响木材实木加工的重要因素。常规室干和其它人工干燥法是解决这个问题的主要途径。根据木材的用途和地区的环境条件，通过常规室干等人工干燥处理的方法把木材的含水率干燥到所要求的程度，使木材基本不发生干缩和湿胀的现象，木材的尺寸相对稳定，木材就不会出现开裂和变形等问题，保证了木制品的质量。
在木材加工生产中，一般都是把湿木材干燥到符合要求的含水率后再使用，这个含水率数值都低于纤维饱和点，所以木材干缩量的多少是生产中必须考虑的问题。
木材沿纵向的干缩极小，由生材到全干材的干缩率只是原尺寸的0.1—0.3％，最大为1％，可以忽略不计。弦向干缩最大，为8％—12％；径向干缩为4.5％—8％。边材的干缩大于心材。
木材沿着年轮方向的干缩叫做弦向干缩；沿着树干半径方向或木射线方向的干缩叫做径向干缩；整块木材由湿材状态干燥到绝干状态时体积的干缩叫做体积干缩。
（1）预热阶段。木材干燥开始阶段在暂时不让木材中的水分向外蒸发的条件下，对木材进行预热处理，把木材的温度从常温加热到干燥所需要温度。一般是沿着木材厚度方向加温，表层到心层的温度要趋于一致，均匀热透。采取的办法是，在提高干燥室内干燥介质（如空气）的温度的同时，将干燥介质的湿度提高到饱和或接近饱和状态。由于在这个阶段中木材的含水率不下降，因此干燥曲线是水平的。
（2）等速干燥阶段。干燥曲线中呈线性状态的曲线表示等速干燥阶段。木材经过预热后，按照干燥的要求，把干燥介质的湿度降低，使木材开始进行干燥。这个阶段是木材的自由水蒸发时期，只要干燥介质的温度、湿度和循环气流速度不变，木材含水率下降的速度也保持不变。当等速干燥阶段达到终点时，木材表层的自由水已经全部排出，但木材内部的自由水仍然存在，只是由于水分移动的阻力更大，已不能维持初期的干燥速度。
等速干燥阶段内，当干燥介质的温度越高、湿度越低时，自由水蒸发的就越强烈。必须要有足够的气流速度来吹散并破坏木材表面的饱和蒸汽和蒸汽滞层（界层），以保持相等的干燥速度。
（3）减速干燥阶段。等速干燥阶段结束以后，木材中的自由水分基本被蒸发干净，吸着水开始蒸发。随着蒸发过程的进行，吸着水的数量逐渐减少，水分蒸发时需要的热量越来越多，含水率下降的速度越来越慢，因此称为减速干燥阶段。在这个阶段，要提高木材水分的蒸发速度，必须将干燥介质的温度提高、湿度降低，并保持一定的气流循环速度。当木材中没有被蒸发的吸着水含量达到木材最终含水率要求时，木材干燥过程结束。
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