木材含水量的滞后?

土木工程 木材干燥 水分
2021-12-05 03:43:18

我听说或读到木材在获得或失去水分时会表现出滞后效应。我以一般方式(例如在恒温器中)熟悉“滞后”一词,但不清楚在这种情况下这意味着什么。

我认为这意味着水分增加或损失的模式并不总是一致的,并且取决于木材的起点水分含量?但是,如果有人有图表或者可以更详细地解释这一点,那将非常有帮助。

谢谢!

2个回答

我认为这意味着水分增加或损失的模式并不总是一致的,并且取决于木材的起点水分含量?

本质上,是的。简而言之,这取决于木材是否吸收或失去水分。

这与大多数人认为木材中 MC 变化实际起作用的方式相反,但这是有充分理由的,您将在下面阅读。

但是,如果有人有图表或者可以更详细地解释这一点,那将非常有帮助。

吸附、解吸台

资料来源:木材水分关系的某些方面,Arno P. Schniewind。1956 年(!)

这是我能找到的最清晰的图表;那里有更复杂的数字表具有相同的基本信息,但我认为这使得所谓的磁滞回线最容易掌握。

带回家的消息
我读过的最好的总结来自与上表相同的文档的打开页面:

...很明显,影响 EMC 的两个因素是温度和相对湿度。在实际应用中,这些通常被认为是唯一的因素。尽管这一假设是合理的,但仍有几个其他因素也会影响平衡水分含量。其中之一是我们正在处理木材,这是一种生物材料,具有大量的内在变化。我们永远不能指望一块木头的行为与其他任何一块木头完全一样。另一个因素是我们正在处理的木材种类。尽管物种的影响不是很明显,并且可能被一个物种内的变异所掩盖,但这些差异仍然存在。最后,一个不能完全忽略的因素是吸附滞后。

现在尽管有上述情况,但很明显,一个简单的平衡表可以很好地描述所有物种在任何给定温度和湿度下可以预期的 MC。此外,大多数木材设计都允许木材的 MC 发生任何合理(有时是异常)的变化,所以在某种程度上,MC 最终是什么并不重要......无论它是否更高或低于预期。

所以,尽管我不想这么说,但你几乎可以忽略这一点。由于大多数木工(所有级别)都不知道这甚至存在,因此不要做任何事情来尝试补偿它,但与滞后有关的问题在实际应用中不会出现,这是一个相当安全的赌注你也不必担心。

要了解有关此问题和相关问题的更多信息,请参阅《木材作为工程材料》的第 4 章,这是一份在之前的答案中多次引用的林产品实验室出版物。

这个词指的是材料如何随着时间的推移而变化,不仅仅是基于起点,而是基于到目前为止的整个历史。也就是说,一个特别干燥或潮湿的季节会影响现在木材的水分含量,而随着时间的推移,材料的变化不仅会受到当前条件的影响,还会受到这些历史变化的影响。

这导致难以预测非线性变化,有时会陷入长时间的振荡。给定正确的材料和正确的条件,它甚至可以接近混乱(在数学意义上)。

在实践中,这意味着追逐特定的固定水分含量是很困难的,尤其是在事情稳定的早期。在任何给定时间,木材都可能处于过冲或下冲状态。

通常,随着外部条件的稳定,这些振荡会减慢,这就是为什么最终我们可以相对确定木材在 X 个月后在 Y% 湿度的位置准备好工作的原因。

但是,如果您像我一样生活在一个相对湿度在一年内从 <20% 变为 >90% 的地方,那么滞后现象仍然存在。业内人士知道这一点,优秀人士会调整他们的框架和完成,以考虑到他们认为事情会在 6 个月或一年内发生怎样的变化。不过,这更像是一门黑暗的艺术,而不是一门科学,部分原因是滞后的系统很难预测。