俄罗斯樟子松材干燥特性及其方材干燥技术的研究

论文摘要

本文以俄罗斯樟子松材为研究对象,研究了樟子松材的干燥特性及其方材干燥技术。通过百度试验法,掌握俄罗斯樟子松在干燥过程中含水率、密度、尺寸稳定性随时间的变化规律,并制定其干燥基准;分别在常规和高温干燥条件下,研究了俄罗斯樟子松方材微创处理的干燥技术,通过不同的微创处理和开槽加工处理,研究不同程度的两面或四面微创处理材以及单面开槽材的干燥速度;利用低场核磁共振分析仪,研究樟子松材在120℃高温干燥过程中,含水率在不同干燥阶段,试件中水分的横向弛豫时间T2的变化情况;为进一步探讨木材在不同条件下的应力松弛特性,利用动态应力应变测试系统,分析了俄罗斯樟子松材的应力松弛曲线的变化,研究了试件在温度和含水率变化的情况下对应力松弛曲线的影响情况。报告有如下结论:1.俄罗斯樟子松为易干燥木材。其初期开裂、内部裂纹、截面变形、扭曲变形与干燥速度等级分别为3、1、2、2、3级。根据干燥缺陷等级及相应的干燥条件初步拟定了其干燥基准,可以采用120℃高温干燥。2.通过对水分横向弛豫时间的各参数分析,初步确定高温干燥过程中水分的移动与分布情况。试验结果表明横向弛豫时间是研究木材干燥过程中水分移动与分布的一种非常有效的方法。3.温度条件和含水率条件对木材应力松弛都有显著影响,随着温度的增加或含水率的上升,木材应力松弛急剧增大,残余应力迅速下降;即初始应力逐渐下降,松弛率不断上升。除此以外,在相同条件下,木材的径切材与弦切材相比,径切材的初始应力较大,应力松弛率较小;晚材与早材相比,晚材的初始应力较大,松弛率较小。4.以13.2%和26.2%的压缩率弦向压缩方材,对纹孔的破坏程度较小,但是当干燥过程中含水率在30%—12%时,干燥速度明显提高;含水率低于12%时,干燥速度没有明显提高。理论上,对方材弦向压缩36.4%左右时,木材细胞腔完全闭合,而细胞壁基本完好无损,部分纹孔破坏,能较大程度地提高木材的干燥速度。将方材压缩13.2%和26.2%左右再常规室干,最终木材基本没有内裂和表裂,含水率偏差明显降低,干燥均匀度很好,方材干燥质量明显提高。以13.2%和26.2%的压缩率弦向压缩方材G1、G2,干燥以后G1、G2的含水率偏差分别是1.71%和1.73%,比素材的含水率偏差低。5.无论是在常规条件下还是在高温条件下干燥,微创处理材和开槽材的干燥速度都比素材快;弯曲强度及弯曲模量都是素材>￠1mm的微创处理材>￠2mm的微创处理材>开槽材。木材经过高温干燥处理后的相对结晶度高于常规干燥处理材。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 樟子松木材的材性
• 1.2 我国木材干燥技术现状及技术进展
• 1.2.1 方材的干燥应用
• 1.2.2 常规干燥的特点
• 1.2.3 高温干燥的特点
• 1.2.4 木材干燥阶段水分驰豫特性
• 1.2.5 木材应力松弛的研究
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 研究内容和研究方法
• 1.4.1 采用百度试验法对俄罗斯樟子松的干燥特性进行初步研究
• 1.4.2 不同干燥阶段水分弛豫时间的研究
• 1.4.3 拉伸应力松弛特性的研究
• 1.4.4 预压缩对方材干燥速度的研究
• 1.4.5 方材微创处理干燥技术研究
• 2 用百度实验法研究俄罗斯樟子松材初步干燥工艺
• 2.1 引言
• 2.2 试材与试验方法
• 2.2.1 试样的制备
• 2.2.2 试验设备
• 2.2.3 干燥前的准备
• 2.2.4 干燥试验
• 2.2.5 干燥后的评价
• 2.2.6 确定缺陷等级
• 2.2.7 确定干燥基准的初期温、湿度（干、湿球温度差）、末期温度
• 2.3 结果与分析
• 2.3.2 内部裂纹
• 2.3.3 截面变形
• 2.3.4 扭曲变形
• 2.3.5 干燥时间与速度
• 2.3.6 干燥条件与基准
• 2.4 结论
• 3 不同干燥阶段水分弛豫特性的研究
• 3.1 引言
• 3.2 试验材料与方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 主要仪器设备
• 3.2.3 试验方法
• 3.3 试验结果与分析
• 3.3.1 弛豫时间与幅度的关系曲线
• 3.3.2 质量、初含水率与 T2 峰总积分面积的变化
• 3.3.3 不同干燥阶段 T2 的变化
• 3.4 结论
• 4 俄罗斯樟子松材应力松弛特性的研究
• 4.1 引言
• 4.2 试验材料与方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验设备
• 4.2.3 试验方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 应力松弛曲线分析
• 4.3.2 温度对木材应力松弛的影响
• 4.3.3 早、晚材对木材应力松弛的影响
• 4.3.4 含水率对木材应力松弛的影响
• 4.3.5 径切材、弦切材对木材应力松弛的影响
• 4.4 结论
• 5 预压缩对木材方材干燥速度影响的初步研究
• 5.1 方材的预压缩研究
• 5.1.1 引言
• 5.1.2 试验材料与方法
• 5.1.3 结果与分析
• 5.1.4 结论
• 5.2 对压缩材的超微观察
• 5.2.1 引言
• 5.2.2 试验材料与方法
• 5.2.3 结果与分析
• 5.2.4 结论
• 5.3 预压方材的的干燥研究
• 5.3.1 引言
• 5.3.2 试验材料与方法
• 5.3.3 结果与分析
• 5.3.4 结论
• 5.4 总结论
• 6 樟子松方材微创处理干燥技术研究
• 6.1 引言
• 6.2 试验材料与方法
• 6.2.1 试验材料
• 6.2.2 实验仪器设备
• 6.2.3 试验方法
• 6.3 结论和分析
• 6.3.1 预热阶段的升温速度
• 6.3.2 干燥时间和干燥速度
• 6.3.3 微创处理材及开槽材与素材含水率的变化
• 6.3.4 含水率从30%～10%各试材的干燥速
• 6.3.5 不同类型的微创孔及槽对木材干燥速度的影响
• 6.3.6 高温干燥材和常规干燥材弯曲性能测试结果及对比
• 6.3.7 高温干燥材和常规干燥材结晶度的对比
• 6.4 结论
• 7 总结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介