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木材的含水率最終會(huì)達(dá)到與空氣的含水率平衡,兩者關(guān)系大約如下:
相對(duì)濕度(RH) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
木材干燥含水率% | 0 | 3 | 5 | 7 | 9 | 11 | 13 | 15 | 18 | 23 | 35 |
在含水率低于纖維飽和點(diǎn)(通常35%)時(shí),含水率變化在木材內(nèi)部通過擴(kuò)散而產(chǎn)生。標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)散方程可以寫成:
t=L2/D
其中D=1x10-6cm/s(沿橫向及徑向),1x10-5cm/s(沿縱向)
L是沿?cái)U(kuò)散方向的長(zhǎng)度
t是含水率變化1/e所用的時(shí)間,也就是含水率變化量是平衡含水率的63%時(shí)所用時(shí)間。
如果你有一塊2cm厚已風(fēng)干的木材,此地戶外的含水率為15%,你想估計(jì)在你車間30%的相對(duì)濕度(含水率為7%),其全暴露在空氣條件下,它達(dá)到平衡含水率所用的時(shí)間。若L=1cm則由擴(kuò)散方程可以得出t=1x106s,也就是11天。平衡含水率要求達(dá)到量是8%,所以在11天后你會(huì)得到8%的63%,即5%的低含水率,此時(shí)總含水率是10%。還有3%的含水率還有待于繼續(xù)干燥,你可以在11天后再花時(shí)間去干燥。對(duì)于2cm厚的的木材,干燥完成用3周的時(shí)間應(yīng)該是足夠了。如果你的木材是4cm厚,需要3個(gè)月的時(shí)間,6cm 厚,需要7個(gè)月時(shí)間。參照文獻(xiàn),大多數(shù)氣干木材的含水率以此范圍內(nèi)20%的速率變化。
新鮮的原木在一個(gè)較為干燥的地方一段時(shí)間端部常會(huì)產(chǎn)生裂紋,這是由于木材中的水分沿縱向擴(kuò)散速度是斜穿方向的十倍。與原木中心相比,離端部越近,干燥得越快,木材收縮也越快。為了防止端部產(chǎn)生裂紋,可以用一些阻止揮發(fā)的東西覆蓋木材端部,這些東西如石蠟或密封劑。
在纖維飽和點(diǎn)以上,水分在木材內(nèi)靠毛細(xì)管力而移動(dòng),速度要比靠擴(kuò)散要快一些。與風(fēng)干木材水分的移動(dòng)相比,最初木材收縮量隨樹種變化更為顯著。讓一塊價(jià)值很高的原木在空氣中風(fēng)干一年,甚至第一年將其浸入水中,以保持其濕度,并減輕因干燥速度過快而引起的開裂,這是行得通的。這種方法也使得木材顏色趨于穩(wěn)定,尤其適用于像胡桃一類黑色木材。