木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

導讀:
木材作為復雜的天然材料,可能存在諸多缺陷(節子、斜紋理、變色、干裂、木毛等)。雖說“缺陷”二字不雅,但對樹木而言,所謂的“缺陷”一大部分是相當正常的。

以“節子”為例,立木生長必然有枝,有枝便有節。而我國各類木材的質量標準都是對不同缺陷規定允許的種類和尺寸限度,因此面對一些小缺陷時大可不必擔心。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

事實上,一些缺陷不僅無傷大雅、還會有一種缺陷之美。利用這些天然缺陷,可以讓人耳目一新,有著無法復制的獨特設計感。

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看到這里,一些看客可能會說:這不是在幫有缺陷的木材洗地嗎?別著急,下文將對木材的主要缺陷做詳細的解讀、并附上各類缺陷的解決方式,讓大家對木材缺陷有著更加清晰的認識。

1 木材主要缺陷

根據木材缺陷的形成過程,通常將木材缺陷分為:生長缺陷、生物危害缺陷、加工缺陷三類,具體種類可參考下圖。

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其中,生長缺陷指天然缺陷,是樹木生長過程中產生的;生物危害缺陷指樹木受到生物因素影響(如蟲、菌),從而產生的缺陷;加工缺陷是指由于人為原因,砍伐或干燥處理不當導致的缺陷。

節子

節子,是木材生長缺陷的一種。樹木生長期間,生在樹干內部的枝條或者枯死枝條的基部,成為節子。按節子周圍木材的連續程度,可分為活節、死節兩種。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

通俗來說,活節就是本身質地健全、并與周邊木材緊密連生的節子。死節則是指本身質地或健全或不健全(腐朽、蟲蛀、枯死等)、與周邊木材全部脫離或部分脫離的節子。因此,區分活節和死節的關鍵是周邊木材的連生與否。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

節子對木材質量的影響,主要有以下三點:

1.破壞木材的均勻性和完整性(這是木材評分等級的主要因素)。

2.造成加工困難。節子本身密集,硬度較高,導致切削阻力提升;同時節子中多含樹脂,導致涂飾困難。

3.影響力學性質。節子的存在,降低了木材的順紋拉伸、順紋壓縮和彎曲強度。

開裂

開裂也是木材生長缺陷的一種。樹木在生長過程中,由于風引起樹干的震動、形成層的損傷、霜害等自然原因,使木質破壞后產生的裂紋稱為開裂。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

按照形式,木材開裂可分為輪裂、徑裂、霜凍裂等。具體內容可參照下表。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

裂紋對木材的質量的影響,主要有以下兩點:

1.破壞木材的完整性,降低木材的強度

2.裂縫可能成為變色菌或腐朽菌浸入木材的通道,引起木材的變質和腐朽。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

值得一提的是,除了對化學加工用材無明顯影響外,裂紋對其余任何材料都有不同程度的影響,尤其在杉木上特別明顯,會顯著降低木材的使用價值和等級(杉木生長周期短,一般為十二年左右,纖維細脆,造成開裂。不開裂的杉木一般為三十年以上,有油性后較為結實)。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

樹干形狀缺陷

樹木在生長過程中,收到周邊環境的影響,生長出不正常的形狀稱為樹干形狀缺陷。樹干形狀缺陷是生長缺陷的一種,其表現形式眾多,如彎曲、尖削、樹瘤等等。

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▲彎曲

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▲尖削

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▲樹瘤

樹干形狀缺陷對木材材質的影響主要有以下三點:

1.彎曲影響木材的強度及利用率:降低了出材率,鋸出的材多為斜紋,且強度較低。

2.尖削度大的圓材在加工時增加了廢材量,并容易產生斜紋理。

3.樹瘤與木材亂紋常同時出現,造成加工困難。

腐朽

木腐朽,一般屬于生物危害缺陷。其一般定義為:木材由于木腐菌或著色菌侵入,逐漸改變顏色和結構,使細胞壁受到破壞,最后變得松軟易碎、呈孔狀或粉末狀,這種狀態稱為腐朽。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

按腐朽性質,可分為白腐、褐腐。其中,白腐是指由白腐菌破壞木質素和纖維素后產生的白色腐朽,是篩孔狀或腐蝕性腐朽;褐腐是指褐腐菌破壞細胞壁產生的褐色腐朽,為粉末狀或破壞性腐朽。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

腐朽對木材材質的影響,可從外觀、物理性能、力學性質三個角度進行分析。

從外觀的角度,白腐會導致材色變淡;褐腐則導致材色便暗(變色)。

從物理性能的角度,腐朽材的收縮程度比普通材要大;腐朽材的密度比健全材要低;腐朽材的吸水性比普通材要更快。

從力學性質的角度,腐朽材材質輕軟、強度較低。

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人為加工缺陷

與上文不同,下面要講的加工缺陷是人為原因造成的,一般是生產加工技術不良或經營管理不善所導致。

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根據加工流程,可以從鋸割階段、干燥階段兩大階段分析木材的加工缺陷。以鋸割階段為例,棱角過銳或過鈍、彎曲、鋸口缺陷、人為斜紋等都是操作不當導致的木材缺陷。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

▲鈍棱

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▲銳棱

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▲鋸口缺陷

以干燥階段而言,干燥不當同樣會導致木材缺陷。其中,扭曲、翹曲、開裂是較為常見的缺陷。

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木材翹曲

2 一般缺陷的防范與處理

在對木材缺陷的分類做了詳細解讀、知曉了常見缺陷的含義之后,下面將為一些常見缺陷提供解決方案。

節子

作為生長缺陷的一種,節子是木材中不可避免的缺陷。因此,針對節子缺陷,重點應該是如何合理利用。本文梳理出的節子的針對利用如下:

1.合理下鋸。將節子盡量集中在一兩塊板材上

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2.盡量降低節子的不良影響。把節子密集或節子尺寸較大部分加工成對節子不加限制的直接使用原木、造紙用料等。

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3.因勢利導,變廢為寶。將節子設計在次要部位或增強強度的受力方式,如:徑向橫壓、弦面硬度;利用節子在不同切面表現的花紋以提高木材極其制品的經濟價值。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

裂紋

裂紋與節子一樣,都是木材生長過程中不可避免的自然缺陷。裂紋木材的利用方式如下:

1.在制材時合理下鋸,消除裂紋。

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2.將裂紋木盡量作為直接使用原木,如坑木。

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3.若裂紋滿足1、2等材時,盡量作長木使用。

4.在不影響下節原木等級時,可將裂紋的長度適當分散到不同原木上。

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生物危害缺陷

生物危害缺陷有真菌腐朽、蟲蛀等。與不可避免的生長缺陷不同,生物危害缺陷應積極采取防護措施,避免缺陷的產生。

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▲腐木

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▲蟲害木

針對此類生物危害缺陷,可以噴涂防腐劑來進行防護。常用的防腐劑有油質類木材防腐劑、油溶性木材防腐劑、水溶性木材防腐劑等。

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此外,針對腐朽木材應該進行合理利用和貯存。利用方式包括:

1.對于根部心材腐材,盡量作鋸切原木使用

2.在保證原木等級前提下,將腐朽材用在允許存在或要求較低的原木上

貯存方式包括:

盡量減少木材廠的貯存時間。控制含水率在25%以下;貯存場保持清潔和消毒(消毒劑的條件為:盡量無色無味、對真菌有毒而對人的危害較小)。

木材扭曲、翹曲、開裂的缺陷及應對措施!

除上述生長缺陷、生物危害缺陷之外,剩下的還有加工缺陷。作為人工操作導致的缺陷,加工缺陷的產生與人有著不可分割的聯系。在加工過程中,致使缺陷產生的操作有鋸切、干燥等。合理地規范員工操作、保證操作環境符合要求,便能極大程度上避免出現加工缺陷。

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