木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

导读:
木材作为复杂的天然材料,可能存在诸多缺陷(节子、斜纹理、变色、干裂、木毛等)。虽说“缺陷”二字不雅,但对树木而言,所谓的“缺陷”一大部分是相当正常的。

以“节子”为例,立木生长必然有枝,有枝便有节。而我国各类木材的质量标准都是对不同缺陷规定允许的种类和尺寸限度,因此面对一些小缺陷时大可不必担心。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

事实上,一些缺陷不仅无伤大雅、还会有一种缺陷之美。利用这些天然缺陷,可以让人耳目一新,有着无法复制的独特设计感。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

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残缺板材制成的家具

看到这里,一些看客可能会说:这不是在帮有缺陷的木材洗地吗?别着急,下文将对木材的主要缺陷做详细的解读、并附上各类缺陷的解决方式,让大家对木材缺陷有着更加清晰的认识。

1 木材主要缺陷

根据木材缺陷的形成过程,通常将木材缺陷分为:生长缺陷、生物危害缺陷、加工缺陷三类,具体种类可参考下图。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

其中,生长缺陷指天然缺陷,是树木生长过程中产生的;生物危害缺陷指树木受到生物因素影响(如虫、菌),从而产生的缺陷;加工缺陷是指由于人为原因,砍伐或干燥处理不当导致的缺陷。

节子

节子,是木材生长缺陷的一种。树木生长期间,生在树干内部的枝条或者枯死枝条的基部,成为节子。按节子周围木材的连续程度,可分为活节、死节两种。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

通俗来说,活节就是本身质地健全、并与周边木材紧密连生的节子。死节则是指本身质地或健全或不健全(腐朽、虫蛀、枯死等)、与周边木材全部脱离或部分脱离的节子。因此,区分活节和死节的关键是周边木材的连生与否。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

节子对木材质量的影响,主要有以下三点:

1.破坏木材的均匀性和完整性(这是木材评分等级的主要因素)。

2.造成加工困难。节子本身密集,硬度较高,导致切削阻力提升;同时节子中多含树脂,导致涂饰困难。

3.影响力学性质。节子的存在,降低了木材的顺纹拉伸、顺纹压缩和弯曲强度。

开裂

开裂也是木材生长缺陷的一种。树木在生长过程中,由于风引起树干的震动、形成层的损伤、霜害等自然原因,使木质破坏后产生的裂纹称为开裂。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

按照形式,木材开裂可分为轮裂、径裂、霜冻裂等。具体内容可参照下表。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

裂纹对木材的质量的影响,主要有以下两点:

1.破坏木材的完整性,降低木材的强度

2.裂缝可能成为变色菌或腐朽菌浸入木材的通道,引起木材的变质和腐朽。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

值得一提的是,除了对化学加工用材无明显影响外,裂纹对其余任何材料都有不同程度的影响,尤其在杉木上特别明显,会显著降低木材的使用价值和等级(杉木生长周期短,一般为十二年左右,纤维细脆,造成开裂。不开裂的杉木一般为三十年以上,有油性后较为结实)。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

树干形状缺陷

树木在生长过程中,收到周边环境的影响,生长出不正常的形状称为树干形状缺陷。树干形状缺陷是生长缺陷的一种,其表现形式众多,如弯曲、尖削、树瘤等等。

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▲弯曲

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▲尖削

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▲树瘤

树干形状缺陷对木材材质的影响主要有以下三点:

1.弯曲影响木材的强度及利用率:降低了出材率,锯出的材多为斜纹,且强度较低。

2.尖削度大的圆材在加工时增加了废材量,并容易产生斜纹理。

3.树瘤与木材乱纹常同时出现,造成加工困难。

腐朽

木腐朽,一般属于生物危害缺陷。其一般定义为:木材由于木腐菌或着色菌侵入,逐渐改变颜色和结构,使细胞壁受到破坏,最后变得松软易碎、呈孔状或粉末状,这种状态称为腐朽。

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按腐朽性质,可分为白腐、褐腐。其中,白腐是指由白腐菌破坏木质素和纤维素后产生的白色腐朽,是筛孔状或腐蚀性腐朽;褐腐是指褐腐菌破坏细胞壁产生的褐色腐朽,为粉末状或破坏性腐朽。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

腐朽对木材材质的影响,可从外观、物理性能、力学性质三个角度进行分析。

从外观的角度,白腐会导致材色变淡;褐腐则导致材色便暗(变色)。

从物理性能的角度,腐朽材的收缩程度比普通材要大;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。

从力学性质的角度,腐朽材材质轻软、强度较低。

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人为加工缺陷

与上文不同,下面要讲的加工缺陷是人为原因造成的,一般是生产加工技术不良或经营管理不善所导致。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

根据加工流程,可以从锯割阶段、干燥阶段两大阶段分析木材的加工缺陷。以锯割阶段为例,棱角过锐或过钝、弯曲、锯口缺陷、人为斜纹等都是操作不当导致的木材缺陷。

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▲钝棱

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▲锐棱

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▲锯口缺陷

以干燥阶段而言,干燥不当同样会导致木材缺陷。其中,扭曲、翘曲、开裂是较为常见的缺陷。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

木材翘曲

2 一般缺陷的防范与处理

在对木材缺陷的分类做了详细解读、知晓了常见缺陷的含义之后,下面将为一些常见缺陷提供解决方案。

节子

作为生长缺陷的一种,节子是木材中不可避免的缺陷。因此,针对节子缺陷,重点应该是如何合理利用。本文梳理出的节子的针对利用如下:

1.合理下锯。将节子尽量集中在一两块板材上

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2.尽量降低节子的不良影响。把节子密集或节子尺寸较大部分加工成对节子不加限制的直接使用原木、造纸用料等。

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3.因势利导,变废为宝。将节子设计在次要部位或增强强度的受力方式,如:径向横压、弦面硬度;利用节子在不同切面表现的花纹以提高木材极其制品的经济价值。

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裂纹

裂纹与节子一样,都是木材生长过程中不可避免的自然缺陷。裂纹木材的利用方式如下:

1.在制材时合理下锯,消除裂纹。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

2.将裂纹木尽量作为直接使用原木,如坑木。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

3.若裂纹满足1、2等材时,尽量作长木使用。

4.在不影响下节原木等级时,可将裂纹的长度适当分散到不同原木上。

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生物危害缺陷

生物危害缺陷有真菌腐朽、虫蛀等。与不可避免的生长缺陷不同,生物危害缺陷应积极采取防护措施,避免缺陷的产生。

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▲腐木

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▲虫害木

针对此类生物危害缺陷,可以喷涂防腐剂来进行防护。常用的防腐剂有油质类木材防腐剂、油溶性木材防腐剂、水溶性木材防腐剂等。

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此外,针对腐朽木材应该进行合理利用和贮存。利用方式包括:

1.对于根部心材腐材,尽量作锯切原木使用

2.在保证原木等级前提下,将腐朽材用在允许存在或要求较低的原木上

贮存方式包括:

尽量减少木材厂的贮存时间。控制含水率在25%以下;贮存场保持清洁和消毒(消毒剂的条件为:尽量无色无味、对真菌有毒而对人的危害较小)。

木材扭曲、翘曲、开裂的缺陷及应对措施!

除上述生长缺陷、生物危害缺陷之外,剩下的还有加工缺陷。作为人工操作导致的缺陷,加工缺陷的产生与人有着不可分割的联系。在加工过程中,致使缺陷产生的操作有锯切、干燥等。合理地规范员工操作、保证操作环境符合要求,便能极大程度上避免出现加工缺陷。

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