采用百度试验法，对预冻处理和未冻处理的粗皮桉人工林木材的干燥特性和干燥基准进行了研究，结果表明：预冻处理可减少初期开裂、内裂和截面变形的产生，干燥质量比未冻处理材的干燥质量好。

By adopting the 100℃ drying test method, the drying characteristics and drying schedule of the pre-frozen and unfrozen Eucalyptus pellita wood were studied. The results show that the pre-freezing treatment reduced the initial crack, inner crack and cross section deformation of wood, and the drying quality for the frozen wood was superior to that for the control.

桉树是世界上极有价值的硬木资源之一，桉树木材的某些产品以最重、最坚硬和最耐久而著称。桉树材质结构细而匀、质硬、强度高，花纹美观，生长迅速，木材产量高，是世界上公认的速生材树种。我国桉树木材的种植生产，始于20 世纪60 年代初，随着桉树引种栽培的迅速发展，桉树资源和木材工业的利用也不断扩大，桉树木材已成为我国主要商品材种之一，主要用途有：纸浆、人造板原料、建材等行业^[1]。桉树材也可广泛用于家具、地板、装饰单板及耐久结构材料等，但因桉树生长应力大，渗透性差等原因，桉树材干燥时其干燥特性是易产生开裂、变形等缺陷，因此，如何克服桉树材干燥缺陷，是实施其实木加工利用，提高桉树附加值的关键。由于桉树木材干燥是桉树实木加工利用的关键之一，是一项难度大的功关技术。我国从事桉树加工利用技术的研究比较晚，到目前为止，尚无可以避免桉树板材产生开裂、变形等缺陷的干燥基准。为此，相关专家撰文指出；建议研究适于各种桉木不同规格板材的干燥基准 ^[2]。

粗皮桉 Eucalyptus pellita作为桉树种类的一种，木材呈红色至深红色，坚固而耐久，在我国广西东门林场于 1989年建立了粗皮桉的家系试验，含 9个种源， 79个家系，最优种源 3年生平均材积为 38.58 m³/hm²，最优家系的平均高为 9.52 m，为了更加合理地利用桉树材，本课题对粗皮桉的干燥特性和干燥基准作了研究。

• 1.1 试验材料

  粗皮桉原木，采自广西东门林场，陆运到本校木材干燥实验室，实积堆放，用塑料膜覆盖，其性能见表1。

  

  表1 粗皮桉木材的基本特性
  Table 1 Basic characteristics of Eucalyptus pellita wood

  按百度试验法要求制取试件 ^[3]，四面刨光，加工成规格为 200 mm×100 mm×20 mm的弦切板试件 24块，分成两组，每组 12块，即预冻处理为 A组 12块，未冻处理为 B组 12块。

• 1.2 试验方法

  将编号为 A₁～ A₁₂号试件进行尺寸测量和称重，观察表面情况，然后放入冰箱内，在 -20℃条件下冰冻 48 h后，从冰箱中取出，进行测量和称重，并观察表面变化情况。

  根据百度试验法的原理及要求，将编号为 B₁～ B₁₂号试件进行测量和称重，并观察表面情况记录后与预冻处理材的 A₁～ A₁₂号试件一起放入烘箱中，在（ 103±2）℃的条件下进行干燥处理。干燥过程中定时取出试件观察，称重、记录干燥全过程，主要观察记录 3种干燥缺陷；初期开裂、内裂和截面变形，初期开裂包括端裂、端表裂、表裂和贯通裂，对裂纹发展状况作好记录。内裂和截面变形是在干燥结束后，将试件从中间锯开观察获得，另外，在干燥过程中对试件的瓦弯，翘曲等缺陷也作了观测。

  观测时间间隔是：最初观测时间是 1 h(1～ 10 h)，以后延长到 2 h(10～ 22 h)，当表裂开始愈合时，间隔时间延长到 4 h(22～ 46 h)，待测得两次重量基本不变时，停止干燥，将干燥后的试件进行测量称重及观察表面情况，并在锯下含水率试片的新端面，测定内裂及截面变形程度。

• 2.1 含水率与时间的关系

  粗皮桉板材干燥过程中含水率测定值见表2，由表2可知， A、B两组含水率有相应的波动范围，干燥时间在 26 h之前， A组的含水率略高于 B组的含水率， 26 h之后 B组的含水率略高于 A组；粗皮桉试材由初含水率 55%，干燥到最终含水率，共用时 46 h，由于粗皮桉的内应力大，渗透性差，含水率不均匀，管间、导管和木纤维间的纹孔多具膜，干缩率大，在干燥时板材极易产生皱缩。通常在干燥初期木材含水率高时，在干燥温度的作用下，自由水移动速度快而产生的毛细管张力和干燥应力使细胞皱缩而引起的不正常、不规则的收缩 ^[4-6]，这种现象随时间的增加含水率的降低而加剧，不仅使木材的收缩率增大，从而也导致了板材的开裂、变形和内裂等缺陷的产生。众多研究表眀冷冻处理对防止皱缩颇有成效，其原因是水结成冰时可以形成气泡，这种气泡能使细胞避免由于水分通过纹孔时而产生张力效应，由于饱和水状态下的木材内部己几乎没有空隙，在此状态下使木材中的水分受冻成冰而体枳膨胀使细胞腔扩大，可使具缘纹孔的纹瞙破裂，水分传导途径畅通，使毛细管张力减小，从而改变了木材产生皱缩的必要条件。研究结果表明，预冻处理材的融冰过程起到了提高板材的可塑性、减少内应力，从而堤高了板材的干燥质量。

  

  表2 粗皮按木材的干燥时间与含水率
  Table 2 Drying time and moisture content of Eucalyptus pellita wood

• 2.2 干燥特性与缺陷等级

  按百度试验法，试件连续干燥 46 h，根据 100 ℃干燥试验中干燥缺陷及干燥速度分级标准，在干燥过程中测试试件综合得到的干燥特性及干燥缺陷等级见表3。

• 2.3 初期开裂

  由于试件的初含水率较高，试件在干燥初期，木材表面水分蒸发较快，形成了表层和内层高的含水率差，也就是当试件表层含水率低于纤维饱和点时，内层含水率仍然很高，从而导致产生的干燥应力，使得表层的干缩受到内层压应力的影响，当这种应力超过了木材的横纹拉伸极限强度时，就会造成木材的初期开裂，在试验过程中，初期开裂程度随着干燥时间的延长及试件含水率的降低而加重。但当干燥时间的不断延长，含水率的降低，初期开裂速度发展减缓，随着干燥的延续，试件内层压应力逐渐减小，直至干燥结束，由表3可知初期开裂预冻处理材为 2级，未冻处理材为 3级。

  

  表3 粗皮桉木材干燥特性及干燥缺陷等级
  Table 3 Drying characteristics and drying defect grades of Eucalyptus pellita wood

• 2.4 内裂

  在干燥后期，由于试件内层含水率低于纤维饱和点而开始收缩，表裂已逐步愈合，这就导致表层存在压应力，内层存在张应力，其结果使得内层的干缩受到表层压应力的影响，当内层继续干缩，就使得板材产生变形和内部开裂。本试验整个干燥时间为 46 h，也就是测得试件两次重量基本不变时，停止干燥，锯取含水率试片，测得的最终含水率为 0.05%，在已烘干试样锯下含水率试片时的端面，检查内裂程度，由表3可知内裂 A组为 3级，B组为 4级。

• 2.5 截面变形

  在干燥过程中由于表层和内层存在的含水率梯度，以及表层产生硬化的影响，使得被干燥的试材产生截面变形，本试验截面变形的截面厚度差是 A组平均值是 1.95 mm为 3级，B组平均值是 3.03 mm为 4级。

• 2.6 扭曲变形

  扭曲变形也是桉树木材干燥特性的主要评定指标，产生扭曲变形的主要原因是边心材收缩不均，即边材的收缩大于心材的收缩使试材在干燥过程中产生了瓦弯、翘曲等缺陷，本试验测得的扭曲值是 A组平均值是 3.94 mm为 3级，B组平均值是 4.48 mm为 3级。

  分析粗皮桉干燥特性，预冻处理的粗皮桉板材干燥特性要比未冻处理材的干燥特性要好，分析影响原因：其一是，由冰融为水时，水中必然产生气泡，此气泡在一定期内存留在细胞腔，木材内自由水蒸发时，此气泡可以缓解或消除水分蒸发张力对木材细胞的作用；其二是，融冰过程是从木材外部到内部的过程，外部的冰融解后变为液态水，这样会导致水在冰面上膨胀，产生膨胀会对木材细胞产生压应力，使细胞更加僵硬，增加了细胞的强度，可减少板材的收缩和皱缩。

根据表3干燥缺陷等级与干燥缺陷对应的干燥条件及试验树种的初期温度，末期温度和干湿球温差的最低条件，参照国家林业行业标准 LY/ T1068—92《锯材窑干工艺规程》得到粗皮桉的预冻处理材和未冻处理材的干燥基准见表4。

研究确定出的 16—1和 18—1干燥基准，是作为粗皮桉 25 mm厚板材的基准，在干燥窑中试验 2～ 3次后，根据试验结果制定出粗皮桉窑干生产的干燥基准。

表4 预冻处理材和未冻处理材的干燥基准制定
Table 4 Establishment of drying schedules for frozen and unfrozen wood

百度试验结果表明，粗皮桉木材干燥特性等级分别是：预冻处理材初期开裂2 级、内部开裂3级、截面变形3 级、扭曲变形3 级，未冻处理材对应等级依次为3 级、4 级、4 级、3 级。预冻处理可减少初期开裂、内裂和截面变形的产生，干燥质量比未冻处理材的干燥质量好。