掌握木材中的水分动力学
By Jason Spangler
2019年4月3日| 3:42 PM CDT.
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图为一款蓝牙应用启用无害湿度计。

木材和水分之间的关​​系是动态的,而不是静态。即使在干燥绿色木材后,也仍然吸收或释放水分,这取决于周围的环境条件。这些水分含量(MC)在木材中波动可能是各种木地板患病的原因,如肿胀,收缩,翘曲,开裂,分裂,腐烂等。

防止流动性的钥匙可以折磨木制品和它们构成的结构是理解:(1)木材如何持有和释放水分和(2)如何准确测量木材的水分含量。通过了解这两个事项背后的科学,可以采取必要的步骤来减轻木材中的水分相关的畸形。

水居住的地方

树木需要水生长。大自然的设计用细胞染色的木材浸泡了它需要的水分。遗憾的是,一旦将该树转化为可用的木材,那些细胞不会失去持有和释放水分的能力。

 木细胞以两种方式保持水分:

  • 细胞腔可以在其液体和蒸汽状态中保持水分,如细胞内的任何空隙。这种木材的水分被称为“自由水”。
  • 细胞的壁,由称为“微纤维的纤维素纤维”,保持与纤维素分子化学键合的水分子。这种类型的水分被称为“结束水”,因为它对木质电池本身有意义。

 水分含量百分比(MC%)代表自由和结合水的组合总和。然而,自由和束缚的水不会以同样的方式冲击木材。由于这种水分通过细胞和静脉自由移动,木材可以相当容易地减掉自由水。绑定的水需要被推出。此外,它是绑定水的运动,对木材是翘曲,萎缩,肿胀或开裂的最大影响。

这就是为什么绑定水的运动影响木材:持有的自由水的电池不会改变其形状,因为这种水分叶子叶子叶子和开放空间。基于它们的束缚水量,细胞的墙壁,在其中留下的水位,确实收缩或扩展。细胞壁是否收缩或扩展取决于细胞是否已达到其纤维饱和点(FSP)。

 当所有细胞的游离水都消失时,达到FSP,并且细胞壁握住尽可能多的水分。随着细胞壁吸收水分,壁中的纤维膨胀。当细胞的墙壁完全饱和时,它们不能膨胀任何更大。因此,当大多数细胞低于其FSP时,才会发生木材缩小或肿胀。在FSP时,任何吸收的水现在只能作为细胞中的自由水保持,这不会改变细胞的形状。虽然过度的自由水不会影响木材的形状,但它确实为腐烂产生了多汁的条件。因为FSP存在于蜂窝水平,因此木材不会均匀翘曲,检查或分裂。

图为肿胀,湿地板

为什么水如何通过木材移动

木材周围的环境条件(温度和相对湿度)直接影响木材细胞是否接受或释放水分。气温会影响空气可以容纳多少水分。温暖的空气可以容纳比较冷的空气更湿气。最重要的是, 变化 在空气温度下,改变空气可以保持多少水分。因此,温度的变化会影响空气的相对湿度(RH)。 RH是空气持有的水分,因为它可以保持的百分比。

木材吸收或释放到RH反应中的水分。低RH从木头上拉水分。同样干燥的木材在高水中吮吸水分。当它不再增加或减少水分时,木材达到平衡水分含量(EMC)。获得EMC要求木材周围的环境条件保持恒定,因此木材中的水分可以与其环境相关。

使用木材使用的主要指南是确保将其干燥到适当的MC。木材的MC应等于将使用它的EMC。在加热建筑物内,通常应旨在使用GOM,MC约6-8%,但由于不同的环境条件和区域设置,可以不同。

平板即将进入窑

测量水分含量的方法

有两种方法可以测量一块木材的水分含量。最准确的 - 最耗时和昂贵 - 是 烤箱干法。烤箱干法通过从堆叠中称重木材切割切片以用作试验片或“水分部分”。这种初始重量是木材的“湿重”。当木材干燥在烤箱或窑中时,水分部分被定期除去并重新称重。完成干燥过程(当前重量测量的变化小于0.1%MC)时,最终重量被称为木材的“烘箱干重”。然后可以通过从湿重中减去烘箱干重,然后除以烘箱干重,并将其乘以一百个,快速计算木材的水分含量。

测量木材的水分含量的更简单和更快的方式是使用手持式水分仪表。水分仪表是一个小型工具,放置在木材上,以读取其水分含量。 有两种类型:(1)耐湿度计和(2)介电湿性仪表。

电阻湿度计将电极(或“销”)插入木材中。仪表测量两个引脚之间的电阻。由于水分传导电力,因此销之间的电阻增加了木材,而不是具有较低电阻的干燥器。仪表通常将测量的电阻转换为水分含量百分比。针米的缺点是它们只能测量有限范围内的水分含量,通常为7%至30%。此外,使用它们需要将别针插入木材;有时像两个半英寸一样深。

相反,介电湿度计不需要物理侵入木材。这些无害的水分仪表使用置于木材表面的平板电极以检测 电导率 使用电磁波在木材内。无害计更快地使水分测量更快,是100%非侵入性,并且可以设计用于在特定深度的测量。无害的水分仪也可以提供更广泛的水分含量测量,从4.5到32%。

技术进步

虽然手持式水分仪表是方便且有用的,但它们有一定的缺点。如上所述,针米在木材样本中留下孔孔。另外,一些无害表的读数可能受到表面湿度或环境温度的过度影响。

更先进的无害表中使用的新技术克服了许多缺点,并且可以促进木材内的指定深度的测量,使得读数几乎不受表面湿度的影响。无碱仪表技术最近的另一个进步是实现米的现场校准的能力。

无论具体方法如何选择要在木材中测量水分,知道木材的干燥如何就像了解实际的水分含量一样。通过这种了解木材和水分之间的动态,更好地准备做出关于木材准备的良好决定。

来源: Jason Spangler是瓦格纳米的地板经理,拥有超过25年的行业体验。有关信息致电800-505-1406或访问 瓦格纳meters.com..

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