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在木材干燥過程中,如果木材內存在比較大的含水率梯度,干燥速度過快時,就會使木材產(chǎn)生應力和變形。
含水率分布不均勻會引起木材產(chǎn)生暫時的應力和變形,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(xù)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尺寸,也不能減少到應當干縮的尺寸,并且保持著一部分應力,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
在木材干燥過程中,全應力影響木材的質量。干燥過程結束后,繼續(xù)影響木材質量的是殘余應力。為此,殘余應力越小越好。
應力在木材干燥過程中的變化可分為四個階段,即干燥剛開始階段、干燥初期階段、干燥中間階段及干燥終了階段。
(1)干燥剛開始階段。此時木材內外各部分都還沒有發(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。此時木材的心層還保持著比較高的含水率,而木材表層的自由水在迅速蒸發(fā),隨著水分蒸發(fā)的深入,吸著水也在逐步排出,與此同時,木材表層開始干縮,心層還沒有干縮。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要借助于含水率梯度,允許這種應力在一定時間內存在,但它不宜過大和時間不宜過長,否則將引起木材的表面干裂。在這個階段要充分利用木材的含水率梯度,但不能使木材應力過大。
(3)干燥中期階段。此時木材內部的含水率已下降到纖維飽和點以下。假如在干燥初期階段對被干木材沒有進行熱濕處理,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平衡,因此木材的內應力也暫時處于平衡狀態(tài)。
在這個階段,木材內部的水分向表面移動的距離加長,木材干燥更困難、更緩慢。如果木材的表層干燥過快,心層的水分來不及移動到表層,就會造成木材外部很干、內部很濕的所謂“濕心”。