木材干燥過程中的應(yīng)力與變形——木材的干縮
木材的干縮
人們在日常生活中，常常會遇到這樣一種現(xiàn)象：若木制水桶或木制水盆長時間放置在干燥的空氣中不用，會發(fā)生漏水現(xiàn)象，把木桶或木盆浸泡在水中，過一段時間后就不漏水了。這個現(xiàn)象就是木材的干縮和濕脹。
當細胞腔內(nèi)的自由水減少時，木材的尺寸不改變。當細胞壁內(nèi)吸著水排出時，木材的尺寸隨著減小。對于多數(shù)木材，當含水率在纖維飽和點以下時，隨著含水率的降低而發(fā)生的收縮現(xiàn)象叫干縮。
木材之所以發(fā)生干縮是由于木材干燥時水分向外蒸發(fā)，細胞壁纖維之間的吸著水減少，水層減薄，纖維之間互相靠攏致使細胞壁以至整個木材尺寸縮小。木材干縮不是發(fā)生在木材干燥的整個過程。當含水率在纖維飽和點以上時，自由水蒸發(fā)，木材尺寸無變化。而只是在纖維飽和點以下，即自由水蒸發(fā)完畢，吸著水開始蒸發(fā)時木材才發(fā)生收縮。在纖維飽和點以下，木材干縮隨含水率減少而增大。當含水率達到零時，干縮也達到最大。我們把木材干縮前后的尺寸差值與干燥前生材尺寸的比值的百分數(shù)稱為干縮率。把木材纖維飽和點以下，含水率每減少1%所引起的干縮率稱干縮系數(shù)。
干縮系數(shù)是衡量木材干縮大小的重要參數(shù)。干縮系數(shù)越大則干燥時收縮越大，反之則越小。不同樹種的木材干縮系數(shù)是不同的。同一樹種各個方向的干縮系數(shù)也是不同的。一般來說，縱向干縮率極小，平均為0.1-0.3%,在應(yīng)用上可以忽略不計。弦向干縮率最大，約6-12%。徑向干縮率為弦向干縮率的1/3-1/2。由于木材在干燥后會發(fā)生干縮，所以濕板尺寸必須留有干縮余量才能保證干板有足夠的尺寸。
利用干縮系數(shù)，可以算出纖維飽和點以下任何含水率的木材干縮的數(shù)值。計算公式為：
（%）
式中：–––指定含水率下的干縮率數(shù)值（%）
K ––– 干縮系數(shù)（%）
W —– 指定木材含水率（%）
示例：紅松弦切板寬度大110mm，求由濕材干燥到含水率10%時，弦向干縮的數(shù)值及板材實際寬度。
解：紅松的弦向干縮系數(shù)為0.32%，所以
弦向干縮值為：
mm
紅松板干燥到10%含水率時的實際寬度為：
110-7=103 mm
在實際生產(chǎn)中，木材在干燥以前，應(yīng)留有充分的干縮余量。若濕材不留干縮余量，將影響使用或造成浪費。
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