科普向谈木材的平衡含水率及其应用
木材,总给我们质感、淳朴、自然、舒适与温情的感觉,经常被应用于现代家居设计中。木材给人视觉上的和谐,不单单是其柔和的反射特性,木材还能吸收阳光中的紫外线,反射红外线。
木材,总给我们质感、淳朴、自然、舒适与温情的感觉,经常被应用于现代家居设计中。木材给人视觉上的和谐,不单单是其柔和的反射特性,木材还能吸收阳光中的紫外线,反射红外线。
更重要的是,木材具有调湿功能,当其周围环境和温度发生明显的变化时,其自身为获得平衡含水率,能够吸引或放出水分,起到调节室内温度的作用。
目前,我国一些家具厂生产的家具与制品,造型美观,制造工艺精良,在当地使用并没什么质量上的问题,但出口到国外,使用一段时间后,就产生开裂、变形的现象,严重的还会引起索赔;还有些锯材经过窑干后,含水率全部符合要求,干燥质量很好,但做成木制品后,含水率却超标了。
以上这些质量上的问题,都与木材的平衡含水率有关,只有真正理解并正确应用木材的平衡含水率,才能生产出符合用户想要的木制品。
木材由多种细胞组成,细胞又有细胞壁和细胞腔。在细胞腔和细胞间隙中的水分,受到木材组织的束缚力很小,甚至无束缚力,这类水分称为自由水;而细胞壁中的水分受到的束缚力较大,因此称为吸着水。
湿材置于干燥的环境中,木材的水分会向周围空气中蒸发。首先蒸发自由水,当细胞腔内液态的自由水蒸发殆尽,而细胞壁内的吸着水仍处于饱和状态时,这时木材的含水率状态叫纤维饱和点。
在纤维饱和点以下,每当周围空气状态(温度、相对湿度)发生明显的变化,木材细胞壁中的吸着水含量也相应地变化。若周围空气的相对湿度较低,细胞壁中的水蒸气分压比空气中的大,则水分由木材向空气中蒸发,使得吸着水含量减少,此现象叫解吸。
解吸过程初期,木材的水分蒸发很强烈,即吸着水下降很快;跟着时间的延续,解吸过程逐渐缓慢,最后达到动态平衡或稳定,此时木材的含水率叫解吸稳定含水率。
相反,当周围空气的相对湿度较高时,细胞壁中的水蒸气分压比空气中的小,则水蒸气从空气向细胞壁中渗透,即木材从空气中吸湿,使得吸着水含量增大,此现象叫吸湿。
木材含水率在吸湿过程中达到的稳定值叫吸湿稳定含水率,细薄木料在一定的空气状态下,最后达到的解吸稳定含水率或吸湿稳定含水率,叫平衡含水率。
干锯材在吸湿时达到的稳定含水率,总是低于同样天气特征情况下湿锯材在解吸时的稳定含水率,此现象叫吸湿滞后。在相对湿度范围为60%~90%时,多种锯材的吸湿滞后平均值约为2.5%。细薄木料及气干材的吸湿滞后很小,生产上可忽略。
高温窑干材的吸湿滞后较大,可高达5%。木材的平衡含水率随周围空气的温度和相对湿度而异。在一定的空气压力下,空气温度上升,则平衡含水率降低,但变化不大。在指定的温度下,木材的平衡含水率随着空气相对湿度的升高显著加大。
当木材相对湿度升高到100%时,则平衡含水率达最大值,此时的平衡含水率也叫纤维饱和点。在生产上,可用干、湿球温度计来测空气的相对湿度,从而查出木材平衡含水率,当干湿球温度差(即湿度计差)为0时,则空气的相对湿度为 100%。
这时,平衡含水率(即纤维饱和点)随空气温度的升高而降低,如 40℃时,平衡含水率为29%,70℃时为26%,而100℃时,则降为22%。
木材平衡含水率是制定干燥基准,调节干燥过程,控制仓库中干锯材和木制品的尺寸,拟定各种木制品所需干燥到的终含水率等所一定要考虑的重要问题,在木材干燥和木制品生产中有很大的实用价值。
我国是一个幅员辽阔、气候多样的国家,从西北到东南气候逐渐温暖、潮湿,因此木材的平衡含水率从西北向东南逐渐增高,变化规律明显,并可划分为9%、11%、13%、15%、16%等几个带状区。
新疆大部分地区(北疆局部除外)和西藏、青海、甘肃、内蒙四省(区)西部的平衡含水率约为9%~10%;以上四省(区)的东部平均约为11%;四川和云南西部、陕西、山西、山东、河南、河北及东北三省一带的平衡含水率平均约13%;云南东部、中南、华南及长江中、下游广大地区约为15%;海南、雷州半岛、台湾省及浙江沿海地区平衡含水率最高,约为16%。
考虑到锯材的吸湿滞后,因此在我国以上各地区使用的锯材,干燥的终了含水率应相应作7%、8%、10%、12%及13%的分布。
必须强调,以上分析只是根据我们国家各地区的天气特征情况得出的结论,没考虑室内人工小气候的情况。实际上我国黄河以北的北方广大地区,每年都有相当长的采暖期,这时室内的空气条件与室外大气条件相距很大。采暖时室内温度约为18℃~20℃,相对湿度约为 28%,这时平衡含水率只有 6%,而夏天东北广大地区的平衡含水率高达15%。
因此,有采暖的北方广大地区,室内锯材和木制品的含水率全年随季节变化的范围约为6%~12%。考虑到木材的吸湿滞后,木制品宁可干些,所以,北方地区室内所用的木制品,应干燥到约6%~8%的含水率。但南方广大地区全年气候温暖潮湿,一般无采暖,故木制品只需干燥到10%~12%的含水率。
如果在南方生产的木制品,不考虑北方干旱的气候或忽略室内采暖后空气的燥热,则木制品运到北方使用后,就会产生开裂和变形。
随着我国改革开放的不断深入,家具木制品的出口量持续不断的增加,主要是去北美、日本和欧洲市场。因此,有必要了解那些地区的气候特点及对木制品含水率的要求。
美国的东南沿海及西部沿海地区,气候温和湿润,木材的平衡含水率较高,因此,木制品只要求干燥到约11%的终了含水率;但西南部内陆地区气候干燥,在那儿使用的木制品,需千燥到约6%的终了含水率;其余的广大美国地区,室内使用的木制品应千燥到约8%的含水率。
欧洲各国的平衡含水率分布,也有一定的地域和气候规律。总体上讲,北欧和东欧各国(如冰岛、挪威、瑞典、英国、俄罗斯等)气候较严寒,木材平衡含水率较高,全年含水率变化范围为12.5%~22%,冬季极端最高值达24.9%;而欧洲南部各国(如西班牙、葡萄牙、意大利、希腊、土耳其等)气候温暖,木材平衡含水率较低,全年含水率变化范围为7.5%~17.8%。一年之中,又以夏季(6、7、8月)平衡含水率最低,为7%~8%,极端最低为6%;冬季(12、1、2月)较高为17.8%。
其余的西欧国家(如法国、德国、荷兰、比利时等)全年含水率变化范围为10%~20%。北欧、东欧和西欧国家,因室内采暖时空气较干燥,故室内木制品应干燥到6%~8%的含水率,而室外用的建筑木构件和木制品只需干燥到9%~14%的含水率。
所以,木制品不论国内使用,还是出口,都应根据使用地点的天气特征情况,并兼顾有无室内采暖的要求,来确定木材干燥的终了含水率,才可能正真的保证木制品的尺寸和形状的稳定性。
总之,木制品生产企业应懂产品使用地点的天气特征情况和平衡含水率,从而确定合理的木材干燥的终了含水率,并在木材干燥、干材贮存、机械加工及包装运输的所有的环节注意把握木材的平衡含水率,防止干材吸湿回潮;再配合精美的木制品造型及精良的加工工艺,这样的木制品质量,才能符合竞争日益剧烈的国际市场的要求。
使用手机微信“扫一扫”功能,扫描以上二维码,即可将本文发布到“朋友圈”中。
扫描左侧二维码,关注中华地板网官方微信公众号。实时掌握最新地板行业动态,了解最实用的地板产品知识。
人生就这样穿越纷繁,最后又重归简约,还原成一种朴素却又高级的纯粹。最近几年,极简主义盛行,尤其受到年轻一族的追捧。[详情]
凡注明稿件来源的内容均为转载稿或由企业用户注册发布,本网转载出于传递更加多信息的目的;如转载稿涉及版权问题,请作者联系我们,同时对于用户评论等信息,本网并不代表赞同其观点或证实其内容的真实性;
免责声明:当前页面所展现的企业/商品/服务内容、商标、费用、流程、详情等内容信息均由免费注册用户自行发布或由企业经营者自行提供,有几率存在所发布的信息并未获得企业所有人授权、或信息不准确、不完整的情况;本网站仅为免费注册用户更好的提供信息发布渠道,虽严格审核把关,但无法完全排除差错或疏漏,因此,本网站不对其发布信息的真实性、准确性和合法性负责。本网站郑重声明:对网站展现内容(信息的真实性、准确性、合法性)不承担任何法律责任。
温馨提醒:中华地板网提醒您部分企业可能不开放加盟/投资开店,请您在加盟/投资前直接与该企业核实、确认,并以企业最终确认的为准。对于您从本网站或本网站的任何有关服务所获得的资讯、内容或广告,以及您接受或信赖任何信息所产生之风险,本网站不承担任何责任,您应自行审核风险并谨防受骗。
中华地板网存在海量企业及店铺入驻,本网站虽严格审核把关,但无法完全排除差错或疏漏。如您发现页面有任何违法/侵权、错误信息或任何别的问题,请立即向中华地板网举报并提供有效线索,我们将根据提供举报证据的材料立即处理或移除侵权或违法信息。联系电线 邮箱: