木材干燥的*階段(前期):
表層受到內(nèi)層的擴(kuò)張而產(chǎn)生拉應(yīng)力
內(nèi)層受到表層的壓縮而產(chǎn)生壓應(yīng)力
木材的橫紋抗拉強(qiáng)度弱,當(dāng)表層的張應(yīng)力超過(guò)橫紋抗拉極限強(qiáng)度時(shí),就產(chǎn)生表裂。在應(yīng)力和熱濕作用下,表層和內(nèi)層均產(chǎn)生塑性變形。表層即使沒有內(nèi)層的作用,也不能收縮到其自由收縮的位置。而內(nèi)層也一樣,若沒有表層的作用,也不能恢復(fù)到原始的尺寸。
因?yàn)楦稍锍跗谀静臋M斷面上,含水率降到纖維飽和點(diǎn)以下的區(qū)域較薄,相應(yīng)受拉應(yīng)力的區(qū)域較小,而受壓應(yīng)力的區(qū)域較大,且總拉力與總壓力相平衡,所以,內(nèi)部單位面積上的壓應(yīng)力較小,而表層單位面積上的拉應(yīng)力相當(dāng)大,且很快發(fā)展、達(dá)到大拉應(yīng)力,當(dāng)該應(yīng)力大于表層抗拉強(qiáng)度極*,即產(chǎn)生裂紋。這也是干燥初期易產(chǎn)生表裂的主要原因。
木材干燥第二階段(中期):
表層的含水率向EMC趨近,水分蒸發(fā)速度降低,表層的收縮減小。
在含水率梯度的作用下,內(nèi)部的水分向表層移動(dòng),使內(nèi)部的含水率也降到FSP以下,內(nèi)層也開始收縮,內(nèi)外層之間的相互作用減弱。
隨著內(nèi)層含水率的降低,收縮加劇,內(nèi)外層之間的作用逐漸減小,直到某一時(shí)刻,內(nèi)外層之間的作用為零,即內(nèi)應(yīng)力為零。但此時(shí)木材總體的含水率仍然高于要求的終含水率,仍然存在含水率梯度,存在濕應(yīng)力
木材干燥應(yīng)力產(chǎn)生的原因及分類
1.原因:厚度方向上含水率不均勻
木材是彈塑性體、各向異性體
2.分類:含水率應(yīng)力(或彈性應(yīng)力)、殘余應(yīng)力、附加應(yīng)力
含水率應(yīng)力:由于含水率分布不均勻而引起板材斷面上各個(gè)區(qū)域的不均勻干縮所引起的應(yīng)力和變形,含水率均勻(平衡)后,應(yīng)力和變形隨著消失,這種應(yīng)力叫含水率應(yīng)力;這種變形叫含水率變形。
殘余應(yīng)力:木材具有塑性,在含水率應(yīng)力與變形持續(xù)期間,在熱濕作用下,木材的外層或內(nèi)層發(fā)生塑化變形,使得在含水率分布均勻后,塑化變形的部分不能恢復(fù)原來(lái)的尺寸,也不能達(dá)到應(yīng)當(dāng)干縮的尺寸,并且保持著一部分應(yīng)力。這種應(yīng)力叫殘余應(yīng)力,這種變形叫殘余變形。附加應(yīng)力:木材由于構(gòu)造上的各向異性,弦向干縮與徑向干縮的不同而引起的應(yīng)力。
木材干燥應(yīng)力的消除
方法是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)濕處理。
根據(jù)處理階段和處理作用的不同,調(diào)濕處理可分為預(yù)熱處理、中間處理、平衡處理和終了處理四種。
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