柳杉锯材过热蒸汽干燥与常规干燥的比较

【目的】比较柳杉锯材过热蒸汽干燥与常规干燥后锯材的干燥质量、微观构造和力学性能,探讨过热蒸汽干燥柳杉锯材的适用性,为柳杉木材的高附加值利用、降低加工过程能耗、提高生产效率提供依据。【方法】分别进行过热蒸汽干燥和常规干燥试验,依国家标准对干燥质量和力学性能进行检测,并通过扫描电镜观察分析不同干燥条件下木材微观构造的变化。【结果】50 mm厚柳杉锯材过热蒸汽干燥的干燥周期为110 h,平均干燥速率为1.18%·h-1;而常规干燥的干燥周期为193 h,平均干燥速率为0.64%·h-1。从含水率和应力方面分析,过热蒸汽干燥锯材在终含水率、厚度上含水率偏差以及残余干燥应力指标上的干燥质量等级为一级,常规干燥锯材在厚度上含水率偏差和残余干燥应力指标上的干燥质量等级为一级,终含水率指标的质量等级为二级,2种干燥方法锯材在含水率分布和残余干燥应力方面无显著差别;从外观干燥缺陷质量方面分析,过热蒸汽干燥锯材在顺弯、横弯和扭曲指标上的干燥质量等级为一级,翘弯指标的质量等级为二级,常规干燥锯材的可见干燥缺陷质量指标等级均达到一级。力学性能方面,过热蒸汽干燥锯材的抗弯弹性模量均值为5 508.37 MPa,略高于常规干燥锯材均值(5 237.52 MPa);过热蒸汽干燥锯材的抗弯强度均值为32.35 MPa,略低于常规干燥锯材均值(34.13 MPa)。对干燥锯材微观构造进行观察发现,过热蒸汽干燥后木材的纹孔膜破裂及脱落的数量和程度大于常规干燥,因此可增加水分的迁移途径,提高木材的渗透性,从而使干燥速率显著提高。【结论】干燥方法对锯材干燥速率具有极其显著的影响,过热蒸汽干燥比常规干燥的干燥周期缩短43%,干燥速率提高84%;干燥质量和力学性质方面,除终含水率和翘弯翘曲度外,2种干燥方法的干燥质量无显著差别;过热蒸汽干燥锯材的孔隙度大于常规干燥是造成过热蒸汽干燥速率显著提升的原因之一。总体分析,过热蒸汽干燥柳杉锯材质量可满足木制品对于干燥质量的要求。