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在木材干燥過(guò)程中,如果木材內存在比較大的含水率梯度,干燥速度過(guò)快時(shí),就會(huì )使木材產(chǎn)生應力和變形。
含水率分布不均勻會(huì )引起木材產(chǎn)生暫時(shí)的應力和變形,等含水率均勻后,其應力和變形隨之消失,這個(gè)應力叫做含水率應力,變形叫做含水率變形或彈性變形。
這說(shuō)明木材具有彈性,除此而外木材還具有塑性。在含水率應力與變形持續的期間,由于熱濕的作用,木材的外層或內層發(fā)生塑性變形,使得在含水率分布均勻后,塑性變形的部分不能恢復到原來(lái)尺寸,也不能減少到應當干縮的尺寸,并且保持著(zhù)一部分應力,這種變形叫做殘余變形,這種應力叫做殘余應力。重慶木材加工
在木材干燥過(guò)程中,全應力影響木材的質(zhì)量。干燥過(guò)程結束后,繼續影響木材質(zhì)量的是殘余應力。為此,殘余應力越小越好。
應力在木材干燥過(guò)程中的變化可分為四個(gè)階段,即干燥剛開(kāi)始階段、干燥初期階段、干燥中間階段及干燥終了階段。
(1)干燥剛開(kāi)始階段。此時(shí)木材內外各部分都還沒(méi)有發(fā)生干縮,木材內不存在含水率應力和殘余應力。
(2)干燥初期階段。此時(shí)木材的心層還保持著(zhù)比較高的含水率,而木材表層的自由水在迅速蒸發(fā),隨著(zhù)水分蒸發(fā)的深入,吸著(zhù)水也在逐步排出,與此同時(shí),木材表層開(kāi)始干縮,心層還沒(méi)有干縮。心層受到表層的壓縮,表層受到拉伸。
所以,木材干燥初期階段的內應力是表層受到拉應力、心層受到壓應力,這種應力是由木材的含水率梯度造成的。雖然木材內部的水分移動(dòng)要借助于含水率梯度,允許這種應力在一定時(shí)間內存在,但它不宜過(guò)大和時(shí)間不宜過(guò)長(cháng),否則將引起木材的表面干裂。在這個(gè)階段要充分利用木材的含水率梯度,但不能使木材應力過(guò)大。
(3)干燥中期階段。此時(shí)木材內部的含水率已下降到纖維飽和點(diǎn)以下。假如在干燥初期階段對被干木材沒(méi)有進(jìn)行熱濕處理,則木材表層已失去正常的干縮條件而固定于伸張狀態(tài)。
此時(shí)盡管木材心層的含水率高于表層的含水率,但是心層木材干縮的程度類(lèi)似于表層木材在塑化固定前所產(chǎn)生的不完全干縮。木材的內部尺寸與外部尺寸暫時(shí)平衡,因此木材的內應力也暫時(shí)處于平衡狀態(tài)。
在這個(gè)階段,木材內部的水分向表面移動(dòng)的距離加長(cháng),木材干燥更困難、更緩慢。如果木材的表層干燥過(guò)快,心層的水分來(lái)不及移動(dòng)到表層,就會(huì )造成木材外部很干、內部很濕的所謂“濕心”。