【木材知识】木材干燥的意义

木材作为人类最喜爱的材料，几乎涉及到人类世界的每一个角落。环保、温暖、魔幻、多彩等属性让木材成为最常见也是最珍贵的加工材料。

　　　　不得不承认，人类一直想征服木材，使它成为“听话”的材料。在数百年的研究和调试过程中，人类基本上掌握了木材的各种属性，也对木材加工处理注入了非常多的心血，其中最为主要的一项就是干燥木材。

　　　　无论是作为建筑物中的结构支撑物还是作为木工物品，木材都会吸收或释放水分，直到其与周围环境平衡。这种与周围环境水分交流的过程会导致木材出现不均匀得收缩，如果该过程发生得太快，可能会损坏木材。必须控制平衡以防止损坏木材。

　　　　木材分为两类：软木、硬木。软木较轻，结构比较简单，而硬木更硬更复杂。软木密度范围为350公斤/立方米~700公斤/立方米，硬木为450公斤/立方米~1250公斤/立方米。由于硬木结构较为密集，结构复杂，其渗透率远低于软木，使其更难干燥。虽然硬木树的体积大约比软木树高出百倍，但软木干燥加工速度更快，更容易将软木变为商业木材。

　　　　生长树木和新鲜原木含有大量的水，通常占木材重量的50％以上。水对木材有很大的影响。木材不断地与周围环境产生水分交换。木材含有三种形式的水分，分别是自由水、结合水和蒸汽水。

　　　　自由水：

　　　　木材细胞腔中包含的大部分水是自由水。

　　　　结合水：

　　　　结合水通过氢键与木材结合。木材对水的吸引力源于细胞壁中纤维素，半纤维素和木质素分子中游离羟基（OH）基团的存在。羟基带负电荷，由于水是极性液体，纤维素中的游离羟基通过氢键吸引和保持水分；

　　　　蒸气水：

　　　　在正常温度和湿度下，水蒸汽形式的细胞腔内的水通常可以忽略不计。

　　　　木材干燥可以被描述为控制收缩从而限制大尺寸变化的技术干燥过程。理想情况下，木材被干燥至平衡含水量，尺寸变化将保持最小，但完全消除木材尺寸变化是不可能的。

　　　　如果树木砍伐后立即进行干燥，也可以保护木材免受腐烂、真菌污染、昆虫攻击等影响。导致腐烂和污渍的生物体通常不能在水分含量低于20％的木材中茁壮成长，机会所有的虫害只能生活在新鲜原木中，所以及时地干燥能够很好地提高木材质量。

　　　　除了木材干燥的上述优点外，以下几点也是重要的

　　　　在大多数强度属性中，干木比新鲜原木强。

　　　　如果要进行适当的渗透，特别是在油型防腐剂的情况下，用防腐剂浸渍的木材必须适当地干燥。

　　　　在木材和木制品的化学改性领域，应将材料干燥至一定的含水量才可进行充分的反应。

　　　　在机械、表面和涂胶等加工处理过程中，干木通常比新鲜原木更容易操作，特别是油漆和表面处理只能在干燥木材上进行。

　　　　通过干燥改善木材的电气和保温性能。

　　　　伐木后立即迅速干燥，升级并增加了原木的价值。因此，木材的干燥是研究和开发的一个领域，涉及世界各地的许多研究人员和木材公司。

　　　　广泛地说，木材可以被干燥的方法有两种：

　　　　自然干燥或风干

　　　　空气干燥是通过将其暴露于空气来干燥木材。空气干燥的技术关键是需要环境干净、阴凉，在干燥和阴凉的地方，在堆积的地基上制作一叠锯材（层板由贴纸分隔）。干燥速度很大程度上取决于气候条件和空气运动。为了成功的空气干燥，需要布置整个木材堆中连续均匀的空气流。

　　　　优点：使用这种干燥方法与木材的生产成本有关，空气干燥通常会产生很好的木材质量。

　　　　缺点：根据气候情况，需要几个月的时间才能对木材进行干燥。

　　　　人工干燥

　　　　人造或“烘箱”干燥的过程基本上是通过引入热量来进行快速干燥。可直接使用天然气或电力，或间接通过蒸汽加热的热交换器，太阳能也是一种选择。在此过程中，通过控制温度、相对湿度和空气循环等可变的条件，以达到特定的干燥特性。为了实现这一点，木材堆放在密闭空间，其中装有用于控制大气温度，相对湿度和循环速率的设备。

　　　　世界上几乎所有的商业木材都在工业窑中干燥。空气干燥、常规窑和太阳能干燥效果相比下，木材可以通过常规或太阳窑干燥至任何所需的低含水量，但在空气干燥中，大多数位置的水分含量低于18％是难以达到的。

　　　　使用的干燥温度高于60°C，通常会杀死木材中的所有真菌和昆虫，空气干燥则不能保证；同时如果空气干燥不正确（当暴露在阳光下），干燥的夏季可能会过快的干燥，导致开裂和分裂，而在寒冷的冬季则太慢。

　　　　常规窑炉干燥的显著优点包括更高的产量和更好地控制最终含水量。不管天气条件如何，传统的窑炉和太阳能干燥使得木材可以干燥至任何水分含量。对于大多数大型干燥操作，太阳能和常规窑干燥比空气干燥更有效。

　　　　针对木材的干燥，在提升木材质量的同时也会存在缺陷，如翘曲、弯曲、扭曲，弯曲等。由于干燥不均匀而导致木材组织断裂，也可能发生折叠，通常表现为波纹或木材表面的“搓板”，折叠是由于纤维的物理平整导致纤维饱和点带来的缺陷。干燥质量的五项内容包括：水分含量梯度和残留干燥应力的存在（表面硬化）；表面、内部和末端检查；塌陷、扭曲、干燥引起的变色。

　　　　如何通过简单的方法来辨别木材干燥质量的好坏和等级呢，那就是看木材上的标识。正规进口木材上会有相应相处的标识，KD表示窑干，HT表示热处理，DB表示剥皮。

　　　　在表示木材在表面处理或加工阶段的含水量时，使用了以下缩写标识：

　　　　常用标识“HT”表示“heattreated”（加热处理）。加热处理是指在中心温度达56度的温度下，至少对木材加热30分钟，以杀死松木和其他针叶木材有害的松材线虫和其他昆虫。