木材干燥与应力
木材干燥学 第二章 与木材干燥有关的木材性质解读
（3）木材含水率的测定
木材含水率的测定方法很多，但在木材工 业中较常用的方法是称重法和电测法。
① 称重法 (烘干法) 先称出湿材质量和全干材质量，再用上述 公式计算木材含水率。 求全干材质量方法是从湿木材上截取一小 试片，去毛刺后立即称重并作记录，然后放入干燥箱，在103士 2℃的温度下干燥。在试片干燥过程中，每隔一定时间称重并作记 录。到最后连续两次称出的质量相等或相差极小时，表明试片中 的水分已全部排出，此时的试片质量就是全干重。 优点：数值较可靠； 缺点：要从整块木材上截取试片，试片烘干要较长时间。另 外，如木材中含有较多的松节油或其他挥发性物质，这些挥发物 的质量都算到水分当中，会引起一定的误差。 这种方法基本上能正确测定木材含水率，但对较大测定对象， 只能采用小的试验片来代替，或破坏测定对象。生产现场几乎不 被采用。
2.2 木材与水分
2.2.1 木材中的水分由来
2.2.2 木材的含水率及测定
（1）木材的含水率
木材中的水分含量多少通常用含水率或含 水量 （Moisture content，简称MC）来表示， 即用木材中水分的质量与木材质量之比的百分 数的方式表示。根据计算基准的不同分为绝对 含水率和相对含水率两种。 木材干燥生产中一般采用绝对含水率 （MC），即木材中水分的质量占木材绝干质 量的百分率。
2.2.5 木材的平衡含水率
（1）木材的平衡含水率
薄小木料在一定空气状态下最后达到的吸湿稳定含 水率或解吸稳定含水率叫做平衡含水率（Equilibrium moisture content，简称EMC）。 木材平衡含水率随着周围空气的温度和相对湿度 的改变而变化。 一定的空气压力下，温度升高，水分子的势能增 加，容易脱离木材分子的束缚而蒸发，平衡含水率降 低，但变化不大；一定的温度条件下，平衡含水率随 空气相对湿度升高显著增大。当相对湿度升高到100% 时，平衡含水率达到最大值，此时的平衡含水率也叫 纤维饱和点。在实际生产中，可以根据空气的温、湿 度（p14的表2-4）来查出木材的平衡含水率。
木材干燥工艺
影响木材干燥速度之因子分析前言木材干燥时，其中所含水分（自由水，约束水，水蒸气）是利用不同的机构（me－chanism），经由不同的流通管道，自中心移至表面而蒸发。
在移动过程中，水分可能随木材中的实际状况自某一形式转换为另一形式（图2．8．）。
一般生材在常温下其约束水约占其全干重的30％，余者除极微量的水蒸气外，均为自由水。
以大叶桃花心木（Swietenia macrophylla）为例，其原始含水率约60％左右：故可粗估一半为约束水，一半为自由水。
若为台湾杉（Talwanla cryptomerioides），因其原始含水率高达150％以上，故其自由水亦增为约束水的4倍以上。
约束水的含量永远是一常数（30％左右）。
水分移动的速率完全受制于下列因素。
物理因素温度、相对湿度、和空气循环等物理因素对木材水分移动的影响乃一深奥而复杂的学科，本文仅简要叙述其基本原理。
(1)温度热(heat)是木材水分蒸发时必须获得运动能量（kinetic energy）的根源，同时水分蒸发的快慢全赖单位时间内热能的供应情形以及加热媒体（空气）吸收水分的能力而定。
干燥是由木材表面逐渐向内层进行，假如温度一定，则蒸发率会随木材水分的减少以及空气中蒸气压力的增加而逐渐降低。
所以，欲保持稳定的蒸发率，必须能使木材水分获得附加热能(additional energy)，或者降低干燥窑内的蒸气压力。
此可藉提高温度（更多的热能）或降低相对湿度（较低的蒸气压力）以达成。
故欲使温度在50℃（122下）时之蒸发率等于70℃（158oF）之蒸发率，则必须尽量降低相对湿度；藉增加干燥空气的水分亲和力（moisture affinity）来补偿热能的减少。
但如此处理可能会形成剧烈的水分梯度，使木材发生干裂而招致“贬质”（degrade）。
另一方面，提高温度可加速水分的移动，虽需维持较高的湿度以防干裂，但不致过份影响干燥速率。
谈到温度，有一事应牢记于心，即在干燥过程中窑内之干球温度必高于木材温度。
木头为啥会炸裂的原理
木头为啥会炸裂的原理
木头炸裂的原理主要涉及热胀冷缩和含水量变化的效应。
具体来说，以下几个因素可能导致木材炸裂：
1. 含水量变化：木材中的水分含量是一个重要因素。
当木材在热源下受热时，其中的水分会以蒸汽的形式蒸发，导致木材内外的水分含量差异。
当木材表面蒸汽排出，内部的水分却无法蒸发时，产生了内外温度和水分含量梯度。
这会导致木材内部不均匀膨胀，引起木材炸裂。
2. 温度差异：木材暴露在高温热源下时，受热表面会膨胀，而未受热的部分温度变化较小。
这会引起木材内部的应力积聚，当应力超过木材的强度限制时，会导致木材炸裂。
3. 木材结构和纹理：木材的结构和纹理决定了木材的热传导性能和收缩性。
不同木材具有不同的收缩率和线膨胀系数，当木材表面和内部的收缩性差异较大时，容易引发炸裂。
为了减少木材炸裂的风险，可以采取以下措施：
- 控制木材的含水量，使其在使用前充分干燥。
- 在木材表面施加涂层或使用防火剂等，以降低木材受热的速度。
- 控制木材的温度变化，避免因急剧温度变化引起的热胀冷缩现象。
- 选择合适的木材种类和处理方式，以减少纹理和结构上的内部应力差异。
需要根据具体情况来判断木材炸裂的原因，使用适当的方法来预防和处理木材炸裂问题。
木材干燥
木材干燥一、名词解释：1.木材干燥：通常所说的木材干燥是指在热力作用下以蒸发或沸腾的汽化方式排出水分的处理过程。
首先提高木材的温度，是木材中水气化，以水和水蒸气的形式向木材表面移动，然后在循环介质的作用下，使木材表层的水分以水蒸气的形式离开木材表面，这个过程就叫做木材干燥。
2.大气干燥：分为自然大气干燥和强制大气干燥。
自然大气干燥：把木材按照一定的方式堆放在空旷的场院（又称板院）或棚舍内，又自然空气流过材堆，使木材内水分逐步排出，以达到干燥目的。
强制大气干燥：是自然气干的发展，在板院或棚舍内用通风机以1m/s左右的风速来缩短干燥时间的方法。
3.室干：木材在建筑建构的干燥室内，人工控制和调节干燥介质的温度、湿度和气流循环速度，利用对流等传热传湿的作用，对进行干燥。
4.真空干燥：是木材在低于大气压的条件下实施干燥，其干燥价值可以是湿空气或过热蒸汽，多数是过热蒸汽。
5.干燥介质：是在干燥过程中能将热量传给木材，同时将木材中排出的水蒸汽带走的媒介物质。
6.过热度：过热蒸汽温度与同压力下饱和蒸汽温度之差值称为过热度。
过热度越大，容纳水蒸气的能力越大。
7.干度：1kg湿蒸汽中干蒸汽的相对重量，叫做水蒸气的干度，简称干度。
8.湿空气：是指含有水蒸汽的空气。
9.绝对湿度：单位体积湿空气中所含水蒸气的质量称为空气的绝对湿度，也就是指使空气中水蒸气的密度。
10.相对湿度：是指绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度（即同温下饱和湿空气的绝对湿度）之比。
11.湿容量：含有1kg干空气的湿空气中水蒸气的质量。
12.热含量：代表它所携带的热量，和温度，压力，比热等参数一样是一个状态参数。
13.冷却极限温度：在绝热加湿过程中，接触时间足够长，最终湿空气达到饱和后流出，空气温度也不再下降，维持循环水和补充水的温度和空气的温度相等，这时测得出口饱和空气的温度称为初始状态湿空气的绝热饱和温度，也叫冷却极限温度。
14.炉气：是指煤炭、燃油、燃气、木材及其他燃料在燃烧炉中燃烧时所生成的湿热气体。
盐水煮木头防裂原理
盐水煮木头防裂原理
盐水煮木头是一种古老的木材防腐方法，通过将木头浸泡在盐水中，可以有效地防止木头开裂和腐烂。
这种方法在古代被广泛应用于建筑、船舶和家具制作等领域，如今在一些特殊的场合仍然被使用。
那么，盐水煮木头防裂的原理是什么呢？
首先，我们需要了解木头开裂的原因。
木材在干燥过程中，由于内部和外部的湿度差异，会导致木材内部的应力不均匀，从而引起开裂。
而盐水煮木头的原理正是利用了盐水的渗透作用和调节木材内部应力的机制。
当木头浸泡在盐水中时，盐水会通过木材的细胞壁渗透到木材内部，使得木材内部的湿度得到均匀分布。
这样一来，木材内部和外部的湿度差异就大大减小了，从而减少了木材内部的应力，降低了木头开裂的可能性。
另外，盐水中的盐分还可以起到防腐的作用。
盐分能够抑制木材内部的微生物和真菌的生长，延缓木材的腐烂速度，从而延长了木材的使用寿命。
这也是盐水煮木头被广泛应用于船舶建造和家具制作的原因之一。
除了以上原理外，盐水煮木头还可以改善木材的柔软性和韧性。
盐水中的盐分可以改变木材纤维的结构，使得木材更加柔软和韧性更好，这对于一些需要弯曲加工的木材来说，会更加容易操作。
总的来说，盐水煮木头防裂的原理是通过盐水的渗透作用和防腐作用，调节木材内部的湿度和应力，从而减少木头开裂的可能性，延长木材的使用寿命，改善木材的性能。
这种古老的木材防腐方法，虽然在现代已经有了更先进的防腐技术，但在一些特殊的场合，仍然具有一定的实用价值。
希望通过本文的介绍，大家对盐水煮木头防裂原理有了更深入的了解，对于木材的防腐和保养也有了一定的启发和帮助。
感谢大家的阅读！。
木皮开裂原因
木皮开裂原因木材是一种天然的建筑材料，因其具有优良的物理、化学性质和美观外观而被广泛应用于建筑、家具、船舶、工艺品等领域。
然而，随着时间的推移，木材会逐渐老化和磨损，导致其表面出现开裂的情况，影响其使用寿命和外观美观度。
本文将详细阐述木皮开裂的原因和预防措施，以期帮助读者更好地保护和维护木材。
1.干燥不均匀木材的含水率会随着环境的变化而变化，如果木材的内外含水率分布不均匀，就容易产生木皮开裂现象。
由于木材表面受热速度快、散热速度慢，因此表面水分蒸发速度快于内部水分蒸发速度，导致木材表面收缩，内部水分被锁定在木材内部，形成内应力，从而引起木皮开裂。
2.温度变化大木材在高温下容易产生膨胀，低温下容易产生收缩，如果木材长期暴露在温度变化较大的环境中，就容易产生木皮开裂现象。
木材是一种吸水性较强的材料，当其长期暴露在湿度变化剧烈的环境中，容易吸收或释放水分，导致木材表面形成水汽，破坏表面的涂层或涂料，产生木皮开裂现象。
4.木材自身性质严重不足如果木材本身质量不好，存在裂缝、拱曲、疵点等缺陷，在使用过程中容易受到外力的影响而出现开裂现象。
5.质量检测不严谨在木材加工和生产过程中，如果没有进行严格的质量检测和筛选，可能会使用质量不好、不适合的木材，从而导致木皮开裂现象。
二、预防措施1.选用适合的木材在选择木材时，应根据不同的用途、环境和预算等因素选用适合的木材。
如需要制作长期在户外使用的家具，应选用耐腐、耐候性好的木材，如红木、贺木等；需要制作内部家具，应选用稳定性好、纹理匀称、无裂缝的木材，如樱桃木、桦木等。
2.精细的加工工艺在木材加工过程中，应采用精细化、科学化的工艺，如在刨板时应调整好刀具的角度、厚度和转速，保证木材表面的光洁度和平整度；在修边时应使用锋利的工具，避免出现毛刺或凹凸不平的情况。
3.防潮处理木材在生产和运输过程中应注意防潮，避免木材吸收过多的湿气。
一般来说，木材的含水率应在8%左右，如含水率过高就容易出现木皮开裂现象。
木材干燥技术—木材室干工艺
第五章木材室干工艺5．1 干燥前的准备在干燥锯材之前，首先要对干燥室进行检验和开动前的检查，以保证干燥过程的正常进行。
否则，在干燥过程中，加热、通风、换气等机械设备会出现故障。
检查工作主要包括以下几方面：5．1．1 干燥室壳体的检查5．1．2 动力系统的检查5．1．3 热力系统的检查5．1．4 测试仪表系统的检查5．2 锯材的堆积5．2．1 堆积的形式木材在进行干燥以前，必须先将木材堆积成符合一定工艺要求的材堆。
材堆堆积质量的好坏对干燥质量有非常大的影响，材堆的规格和形式，主要决定于干燥室的结构和特性。
一般干燥室都采用水平纵向堆积，根据气流循环速度的不同，其堆积方式有三种。
干燥室堆积法①板材之间不留空隙的密集排列（气流速度大）；②板材之间留有空隙（速度小于1m/s）；③在材堆中央部分留出较大的空隙(中央气道)，适用于弱强制循环或自然循环。
5．2．2 隔条及其使用5．2．2．1 隔条作用板材堆积时，在材堆高度方向上，每两层板材之间应放置隔条。
隔条作用是：①使干燥介质能在每一层板材之间自由流通，以便将热量传给板材，同时把从板材中蒸发出来的水分带走；②使材堆在宽度方向上稳定；③使材堆中的各层板材夹紧，防止和减轻翅曲变形，也能起到稳定材堆的作用。
生产上经常使用的隔条，其宽度为35～45cm，厚度为20～25cm，用材质较好的硬杂木制作。
5．2．2．2 使用隔条的规则①隔条应坚固耐用，选用无腐朽等缺陷的硬木制作，以保证使用强度。
干燥软杂木18cm 以下薄板时，可以采用软木隔条。
②隔条规格：强制循环干燥室，气流速度大且规律性强，通常采用厚25mm的隔条。
自然循环干燥室，可根据被干板材的宽度采用厚20mm或40mm的隔条。
下表数据可供参考：③隔条的间距：阔叶材，间距不超过板材厚度的25倍；针叶树材，间距不超过板材厚度的30倍。
④隔条在高度方向上要垂直（上下在一条线上），并且应落在材堆底部的支横梁上，以免板材因受到隔条的压力引起弯曲。
木材不开裂的现代处理方法
木材不开裂的现代处理方法
现代处理木材不开裂的方法主要包括以下几种：
1. 干燥处理：通过控制湿度、温度和通风等条件，将木材中的水分蒸发掉，从而减少木材开裂的可能性。
常见的干燥方法包括空气干燥、热空气干燥和真空干燥等。
2. 防腐处理：将木材浸泡在特殊的防腐剂中，使其吸收并固定防腐剂，从而保护木材不受潮湿和虫蛀的侵害。
常见的防腐处理方法包括浸泡处理、压力处理和刷涂处理等。
3. 封贴处理：在木材表面涂覆一层防水、防潮的油漆或涂料，以阻止水分的渗透和挥发，从而减少木材开裂的可能性。
4. 热处理：通过加热木材使其结构发生改变，减少木材内部的应力，从而减少开裂的可能性。
常见的热处理方法包括高温蒸汽处理和热处理等。
5. 粘合处理：使用特殊的胶水或胶合剂将木材的纤维结构牢固地粘合在一起，增强木材的稳定性和耐久性，从而降低开裂的风险。
综合采用以上不同的处理方法，可以有效地减少木材开裂的可能性，并提高木材的质量和使用寿命。
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木材干燥与应力
在木材干燥过程中，如果木材内存在比较大的含水率梯
度，干燥速度过快时，就会使木材产生应力和变形。含水率
分布不均匀会引起木材产生暂时的应力和变形，等含水率均
匀后，其应力和变形随之消失，这个应力叫做含水率应力，
变形叫做含水率变形或弹性变形。这说明木材具有弹性，除
此而外木材还具有塑性。在含水率应力与变形持续的期间，
由于热湿的作用，木材的外层或内层发生塑性变形，使得在
含水率分布均匀后，塑性变形的部分不能恢复到原来尺寸，
也不能减少到应当干缩的尺寸，并且保持着一部分应力，这
种变形叫做残余变形，这种应力叫做残余应力。应力木生长
缺陷含水率应力与残余应力之和等于全应力在木材干燥过
程中，全应力影响木材的质量。干燥过程结束后，继续影响
木材质量的是残余应力。为此，残余应力越小越好。应力在
木材干燥过程中的变化可分为四个阶段，即干燥刚开始阶段、
干燥初期阶段、干燥中间阶段及干燥终了阶段。（1）干燥刚
开始阶段。此时木材内外各部分都还没有发生干缩，木材内
不存在含水率应力和残余应力。（2）干燥初期阶段。此时木
材的心层还保持着比较高的含水率，而木材表层的自由水在
迅速蒸发，随着水分蒸发的深入，吸着水也在逐步排出，与
此同时，木材表层开始干缩，心层还没有干缩。心层受到表
层的压缩，表层受到拉伸。所以，木材干燥初期阶段的内应
力是表层受到拉应力、心层受到压应力，这种应力是由木材
的含水率梯度造成的。虽然木材内部的水分移动要借助于含
水率梯度，允许这种应力在一定时间内存在，但它不宜过大
和时间不宜过长，否则将引起木材的表面干裂。在这个阶段
要充分利用木材的含水率梯度，但不能使木材应力过大。（3）
干燥中期阶段。此时木材内部的含水率已下降到纤维饱和点
以下。假如在干燥初期阶段对被干木材没有进行热湿处理，
则木材表层已失去正常的干缩条件而固定于伸张状态。加工
过程中的缺陷此时尽管木材心层的含水率高于表层的含水
率，但是心层木材干缩的程度类似于表层木材在塑化固定前
所产生的不完全干缩。木材的内部尺寸与外部尺寸暂时平衡，
因此木材的内应力也暂时处于平衡状态。在这个阶段，木材
内部的水分向表面移动的距离加长，木材干燥更困难、更缓
慢。如果木材的表层干燥过快，心层的水分来不及移动到表
层，就会造成木材外部很干、内部很湿的所谓“湿心”。木材
的表层由于含水率极低又处于固定的拉伸变形状态，成为一
层硬壳。它不仅使木材内部的水分难以通过木材的表面向外
排出，而且还影响木材内部的干缩，这种现象称为“表面硬化”。
如果不及时解除表面硬化，木材干燥将难以继续进行并产生
严重的干燥缺陷。因此在这个干燥阶段，对被干木材必须进
行热湿处理，用高温、高湿的方法把已塑化固定的木材表层
重新吸湿软化，以此来解除木材的表面硬化。（4）干燥终了
阶段。这个阶段木材的含水率沿着木材断面各层已分布得比
较均匀，从内到外的含水率梯度比较小。如果在上个阶段没
有进行热湿处理，由于表层木材塑化变形的固定并已经停止
干缩，它限制了心层木材随着吸着水的排出而应当形成的正
常干缩，就产生了心层受拉伸、表层受压缩的应力，这个内
应力的情况与干燥初期阶段相反。这个阶段的含水率梯度虽
然不大，但是随着干燥的继续进行，内应力随之增加。如果
不及时消除，当内应力超过心层木材的强度极限时就会出现
内裂，即心层木材的拉应力超过心层木材的抗拉强度极限使
之遭到破坏。产生内裂的木材将失去使用价值，造成严重的
浪费，因此这个阶段的应力是很危险的，要及时消除。一般
采用的方法仍是对被干木材进行热湿处理，使表层的木材在
高温、高湿条件的作用下，重新湿润和软化并得到补充的干
缩，从而使表层木材能与心层木材一起干缩，减少内层受拉
和外层受压的应力。在整个木材干燥过程结束之后，木材内
部还可能有残余应力。为消除这些残余应力，使木材在以后
的加工和使用过程中不会发生开裂和变形等缺陷，还必须对
被干木材进行热湿处理，才能保证最终的木材干燥质量。
总而言之，木材在干燥过程中的各个阶段始终存在着应力，
这是不可避免的，它是造成木材干燥缺陷的主要原因。因此，
为了保证干燥质量。在木材干燥过程中，要随时掌握木材的
应力变化情况，并采取有效措施使它降低到安全程度。