不同树龄米老排木材干燥工艺研究.docx

? ? 不同树龄米老排木材干燥工艺研究 ? ? 赵湘玉 钟 楷 陈川富 涂登云 胡传双 杨锦昌 尹光天 ( 1. 华南农业大学材料与能源学院，广东 广州 510642；2. 中国林业科学研究院热带林业研究所，广东 广州 510520) 米老排（Mytilaria laosensis）别名山油桐、壳菜果、三角枫，天然分布于我国两广、云南等省（自治区）海拔1500 m以下地区[1]，具有生长速度快、结构细密、颜色和花纹美观、适应性较广、抗性强等优点[2-4]，是一种亚热带地区优良阔叶乡土树种[5-6]。经研究测试，米老排的综合品质系数为3909×105Pa，其生态价值和木材性能均优于杉木（Cunninghamia lanceolata）和马尾松（Pinus massoniana）[7-8]，具有良好的应用前景[9-11]。目前，米老排木材多应用于制浆造纸、刨花板、胶合板等领域[12]。但由于人工林米老排木材在实木加工利用过程中存在应力较大、尺寸不稳定、干燥过程容易开裂变形等问题[13]，极大限制了其加工利用。为实现米老排木材的实木化高效应用，其干燥技术是必须克服的关键难题。因此，本研究通过百度实验法探究树龄及树高对米老排木材干燥特性的影响，制定不同树龄及树高的米老排混合干燥基准，在此基础上进行干燥工艺优化试验，以减少其在干燥过程中变形开裂、翘曲变形等缺陷，提高出材率，为米老排木材实木化利用奠定基础，促进米老排木材在实木家具等领域的应用。 1 材料与方法 1.1 实验材料 米老排原木采自广西凭祥，选择北坡同一海拔位置，根据GB/T 1927—2009《木材物理力学试材采集方法》进行采集。树龄分别为7、14、21、28 a，各树龄基本数据见表1，每个树龄取3株。在每一株样木上截取树高分别为1.3～3.3、5.3～7.3 m的原木段作为实验用材，并分别标记为A、B。 表1 米老排原木基本数据Table 1 The basic data of M. laosensis timber 原木锯解成规格为200 mm×100 mm×20 mm四面刨光弦切板，各树龄各取12块无节疤等缺陷的试件，其中A、B段各6块，共计48块；试件含水率为125.44%～143.32%，符合百度实验法对含水率的要求，用于干燥特性试验。选择规格为1200 mm×自然宽×30 mm的原木锯材用于干燥工艺试验，初含水率为71.52%～82.33%，总量共计4 m3。从各树龄、树高米老排中各抽取8块随机试样用于含水率及干燥质量的测定。 1.2 实验设备 101A-3型电热鼓风干燥箱（温度范围50～300 ℃，上海实验仪器有限公司）；BPS-100CL恒温恒湿箱；ZKY-JS2400干燥窑（容积8 m3，广州能源所）；电子秤（精度0.5 g）；电子天平（精度0.01 g）；塞尺（0.02～1.00 mm）；游标卡尺（精度0.02 mm）；GTS10J精密推台锯等。 1.3 实验方法 1.3.1 干燥特性 干燥特性实验采用百度试验法进行。 1.3.2 干燥工艺实验 根据百度实验结果，编制30 mm米老排木材干燥基准表，见表2。参照LY/T 1068—2012《锯材窑干工艺规程》中关于选材、堆垛、含水率检验板制作、试验要求进行，目标含水率10%。 表2 米老排干燥基准Table 2 Drying schedules for M. laosensi timber 1.3.3 干燥质量检测 依照GB/T 6491—2012《锯材干燥质量》对锯材的顺弯、瓦弯、翘曲、扭曲和纵裂等指标进行检测、评定等级分析。 2 结果与分析 2.1 不同树龄米老排木材干燥基准和干燥曲线 经过干燥，30 mm厚米老排木材平均含水率从76.78%降至6.02%，干燥周期为16.12 d。米老排木材干燥曲线见图1。由图1可知，不同树龄米老排木材干燥过程中干燥曲线相近，各阶段干燥速度差异不大。 图1 米老排木材干燥曲线Fig. 1 Drying curve of M. laosensi timber 2.2 干燥特性 米老排干燥特性见表3。由表3可知，初期开裂是米老排木材的主要干燥缺陷，所有裂痕均为细裂，无宽裂、贯通裂，初期开裂综合等级为5级。随着树龄的增长，中短表裂数量逐渐增多，长表裂长度逐渐增大。同时，在同一树龄、不同树高方面也存在着一定的规律性，与下端木材相比，上端的木材在干燥过程中更容易出现开裂变形。利用SPSS软件对表3进行单因素方差分析可知（表4），树龄及树高对米老排木材的内裂影响不显著，内部开裂均较少，内部开裂等级为2级。 表3 米老排木材干燥缺陷等级Table 3 The drying defects and grades of M. laosensi timber 表4 米老排木材干燥