回弹条件 |
压缩后处理方法 |
煮沸法 |
气干法 |
压缩率(%) |
压缩量(气干材)mm |
压缩量(气干材)mm |
12% |
0.194 |
0.558 |
16% |
0.256 |
0.78 |
从表2可以看出,比起气干法处理的压缩木,采用煮沸法处理的压缩木,其压缩量在气干状态下要小许多,这可能是因为压缩后的木材经水煮使纤维素非结晶区仍然出现分子间的距离再次增大,则木材回弹较大。
2.2 保压时间对回弹的影响
此为试验方案⑵的结果,具体数值如表3。
表3 试件(采用煮沸法)的压缩回弹结果
Tab.3 The result of compression recovery by the way of boiling sample
保压时间(min) |
回弹率R(%) |
L1(mm) |
L2(mm) |
0 |
75.9 |
0.825 |
0.194 |
3 |
71.8 |
1.016 |
0.201 |
6 |
68.3 |
1.14 |
0.211 |
9 |
66 |
1.228 |
0.32 |
15 |
65.4 |
1.255 |
0.343 |
30 |
63.9 |
1.31 |
0.367 |
注:表中的R为试件压缩卸压后立即测试所对应的回弹率,L1为试件(煮后)压缩前后的尺寸之差,L2为气干状态下试件压缩前后的尺寸之差。
其对应的图形如图3与图4。
 
保压时间也是影响压缩木回弹率的一个重要因素。图3表明,随着保压时间的延长,压缩木的回弹率呈下降趋势,保压时间为30min时,试件的回弹率为63.9﹪,比立即卸压时的回弹率要低12﹪。在内应力产生的过程中,木材被塑性处理的越充分,木材纤维抵抗变形的能力就越差,木材内部在压缩后所保留的内应力就越少。经过煮沸的试材在压缩前得到了充分的软化,发生了玻璃化转变而进入橡胶态,因此在较小的压力作用下便能够得到较大的压缩变形,而且如果保压时间越长,木质素和半纤维素的软化和分解程度越高,木质素的凝聚化程度也较高,这越有利于内应力的释放,从而使木材内部的应力逐渐松弛而呈递减趋势。同时保压时间的延长会使木材内部形成凝聚结构更完全,压缩变定程度更高,这样就能使保压后的木材压缩回弹率降低。图4表明了,随着保压时间的延长,试件的压缩量L1呈增加趋势且增加的幅度较大。而压缩量L2随也呈上升趋势但很小,这是由于水煮使本来蜷曲的纤维在湿的状态下几乎回到原来状态。
2.3 回弹随时间的变化规律
为了准确得到试件在卸压后回弹率随时间变化的规律,试验采取的测试方法是,压缩率定于12﹪,压后试件立即卸载,试件卸载后,0min、1min、2min、5min、10min、15min、20min、30min、40min、50min、60min、24h和煮后气干的回弹率,每个点测试试件为6个,试件在不同的试验条件下(蒸煮法和气干法)随时间的回弹变化规律如图5。

从图5可以看出,在压缩木煮沸之前,两种情况对回弹率的影响几乎是一致的。即试件刚卸载时其回弹率达到76﹪,在卸载后的1min中内回弹率迅速增加至80﹪,此后试件的回弹率几乎不变。根据蠕变理论,木材压缩时的变形由三部分组成,分别是弹性变形,粘弹性变形和塑性变形,试件卸载后,弹性变形立即恢复,粘弹性变形在最初的时间恢复较快,其恢复逐渐变小,试件的长度趋于一定值,所剩即塑性变形。但图也表明,压缩后的试件经煮沸后,回弹率再次迅速上升,达到了90﹪以上,这可能是由于热的作用使木材的残余内力再次释放出。
3 小结
⑴ 随着压缩率的增大,压缩木的尺寸越稳定;但是压缩过的试件采用煮沸法处理后再经气干,试件的回弹率很高。
⑵ 随着保压时间的延长,压缩木的回弹率呈下降的趋势。
⑶ 试件卸载,回弹率立即达到76﹪,在卸载后的1min中内回弹率迅速增加至80﹪,此后试件的回弹率几乎不变。
4 参考文献
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[2] 陈瑞英. 杉木间伐材压缩密化与回复变定的研究[J]. 福建林学院学报. 2005. 25(4): 294~29.
[3] 魏萍. 杉木速生材压缩密化过程水分的研究[D]. 福建农林大学硕士学位论文. 2003.4.
[4] 魏新莉.速生工业人工林杨树木材压缩强化处理工艺的研究[D].2004.6:22.
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