全 文 ：西北林学院学报 ２０１２，２７（１）：２２９～２３１
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
　　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－７４６１．２０１２．０１．４７
山白兰木材干燥特性研究
　收稿日期：２０１０－１２－２９　修回日期：２０１１－０６－１５
　基金项目：“十一五”广西林业科技项目（桂林科字［２００９］第２２号）；广西自然科学基金（２０１０ＧＸＮＳＦＤ０１３０２４）
　作者简介：韦鹏练，男，硕士研究生。研究方向为木材科学及功能改造。
＊通讯作者：符韵林，男，博士，副教授，主要研究方向为木材材性及其功能改良，Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｙｌｉｎ＠１２６．ｃｏｍ
韦鹏练１，廖克波２，符韵林１＊，俞建妹２，袁振双１
（１．广西大学 林学院 广西 南宁５３０００４，２．广西良凤江国家森公园 广西 南宁５３００３１）
摘　要：利用百度试验法研究了山白兰木材的干燥特性，结果表明：山白兰木材属易干木材，主要干燥缺
陷为初期开裂和扭曲变形，两项缺陷等级均达到３级；干燥速度２级，较快；截面变形１～２级，无内裂。
参照百度试验缺陷等级以及干燥缺陷对应的干燥条件制定了２５～３０ｍｍ厚山白兰木材干燥基准。
关键词：山白兰；木材；干燥特性；百度试验法
中图分类号：Ｓ７８１．３　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１－７４６１（２０１２）０１－０２２９－０３
Ａ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｄｒｙｉｎｇ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｐａｒａｍｉｃｈｅｌｉａ　ｂａｉｌｌｏｎｉｉ
ＷＥＩ　Ｐｅｎｇ－ｌｉａｎ１，ＬＩＡＯ　Ｋｅ－ｂｏ２，ＦＵ　Ｙｕｎ－ｌｉｎ１＊，ＹＵ　Ｊｉａｎ－ｍｅｉ　２，ＹＵＡＮ　Ｚｈｅｎ－ｓｈｕａｎｇ１
（１．Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ　５３０００４，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｌｉａｎｇｆｅｎｇｊｉａｎｇ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｐａｒｋ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ　５３００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｒｙｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｐａｒａｍｉｃｈｅｌｉａ　ｂａｉｌｌｏｎｉｉ　ｔｉｍｂｅｒ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　１００℃ｔｅｓｔ
ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｉｍｂｅｒ　ｗａｓ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｂｅ　ｄｒｉｅｄ，ｔｈｅ　ｍａｊｏｒ　ｄｒｙｉｎｇ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｉｔｉａｌ
ｃｒａｃｋ　ａｎｄ　ｔｗｉｓｔ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ　３．Ｔｈｅ　ｄｒｙｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｒｅａｃｈｅｄ　ａｔ　２，ｂｅｌｏｎｇｉｎｇ　ｔｏ　ｑｕｉｃｋ　ｄｒｙｉｎｇ
ｇｒａｄ．Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｗａｓ　ｆｒｏｍ　ｇｒａｄｅ　１ｔｏ　２，ｎｏ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｃｒａｃｋｓ．Ｔｏ　ｏｖｅｒｃｏｍｅ　ｔｈｅ　ｄｅｆｅｃｔｓ，
ｉｔ　ｗａｓ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｉｍｂｅｒ　ｔｏ　ｂｅ　ｄｒｉｅｄ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　２５ｔｏ　３０ｍｍ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｐａｒａｍｉｃｈｅｌｉａ　ｂａｉｌｌｏｎｉｉ；ｔｉｍｂｅｒ；ｄｒｙｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；１００℃ｄｒｙｉｎｇ　ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ
　　山白兰（Ｐａｒａｍｉｃｈｅｌｉａ　ｂａｉｌｌｏｎｉｉ）又名山桂花，
合果含笑，合果木，为木兰科高大常绿乔木［１］。其树
干通直圆满，树冠舒展，节疤少，生长较快，年平均树
高生长量０．８～１．５ｍ，胸径生长量０．５～１．２ｃｍ［３］；
木材结构细，花纹美观，翘曲、开裂现象少，耐腐抗
蛀，为建筑、家具等的优良用材［２－４］。山白兰木材材
质优良，用途广泛。对其进行开发利用，首先要解决
木材的干燥问题，合理的干燥基准则是保证干燥质
量和提高干燥效率的前提。本文主要研究山白兰木
材的干燥特性，并制定预测干燥基准，为山白兰木材
的开发利用做理论储备。
１　材料与方法
１．１　材料
取材于广西南宁市良凤江国家森林公园，共采
伐６株，原木胸径１６～２６ｃｍ，树龄２７ａ。试件规格
为２００ｍｍ×１００ｍｍ×２０ｍｍ，四面刨光。取无可
见缺陷的弦切板８块，径切板和中心板各２块。其
中弦切板用来评判木材干燥特性的等级，径切板和
中心板作对比试验。
１．２　方法
试验按照百度试验法进行。具体步骤如下：
（１）干燥开始前，在试件上标记测量点，测量试
件的实际尺寸，精确至０．１ｍｍ；用电子天平称重，
精确至０．１ｇ。
（２）干燥试验。将测量和称重后的试件沿纹理
方向侧立于干燥箱内，在（１００±２）℃的条件下进行
干燥。观察干燥过程中试件初期端裂和表面开裂情
况。试验开始每０．５ｈ后观测一次，两次后转入每１
ｈ观测一次；６ｈ后每２ｈ观测一次；当裂缝开始愈
合时，每６ｈ观测一次。每次观测的同时还称重，记
录水分的变化情况。
（３）干燥结束。待测得２次重量基本不变时，停
止烘干。将试件称重，测量扭曲、顺弯、瓦弯等后期
变形情况。然后沿长度方向的中央锯取１５ｍｍ宽
的含水率试片，测定其含水率并推算出试件的全干
重。在已烘干试样的新截断面检查内裂状况及截面
变形程度。
２　结果与分析
２．１　山白兰木材干燥缺陷等级
根据干燥试验数据，参照有关文献［５－７］确定山白
兰木材干燥的缺陷等级。主要考察的指标有初期开
裂、内裂、截面变形和扭曲变形，其对应的缺陷等级
分别为３级、１级、２级和３级。
２．２　干燥特性分析
２．２．１　初期开裂　初期开裂主要是由于沿纤维方向
的端表层及垂直于纤维方向的木材表层水分迅速排
除，表层与内部收缩不均匀形成过大的拉开应力所
致［８］。在第一次观察中（进烘箱０．５ｈ），仅１块试件
产生了轻微端表裂；１ｈ后，所有的弦切板均产生了端
裂和端表裂，裂纹长度最长的有３３ｍｍ，裂纹数量最
多达３９条，但裂纹宽度均较小，此时的初期开裂等级
为２级；随着含水率的进一步降低，裂纹长度及宽度
逐渐变大，数量逐渐增多。４ｈ时，含水率降至２９％
左右，初期开裂发展到最大值，裂纹最长有８５ｍｍ，最
大宽度有０．７５ｍｍ，缺陷等级达到３级；５～６ｈ时，初
期开裂发展趋于稳定，并有部分裂纹开始愈合。根据
试验观察，初期开裂是山白兰木材的主要干燥缺陷，
因此在干燥初期时应特别注意控制干燥条件，避免初
期开裂的产生，以确保干燥质量。
２．２．２　内部开裂　内裂主要起因于干燥引起的表
面硬化和干燥应力，常发生在干燥后期，与干燥初期
的干燥条件及末期温度有关，特别是较为严重的表
裂会向内部延伸引起内裂［６］。干燥试验结束后观
察，所有试件均未产生内裂，其等级为１级。
２．２．３　截面变形　试验表明，山白兰木材的截面变
形程度比较轻，弦切板截面变形值介于０．３６～０．７２
ｍｍ之间，平均值为０．５ｍｍ；径切板和中心板的截
面变形平均值分别为０．８８ｍｍ和０．５３ｍｍ；评定等
级为２级。
２．２．４　扭曲变形　试验结果表明，山白兰弦切板的
扭曲值介于１～５．５ｍｍ，平均为３．３２ｍｍ，评定等
级为３级。径切板和中心板的扭曲平均值分别为
６．２５ｍｍ和４ｍｍ。整体上，弦切板试件的扭曲水
平要小于径切板和中心板。
２．２．５　干燥速度　山白兰木材干燥过程中含水率
随干燥时间延长而减小（图１）。全程干燥用时７３
ｈ，平均干燥速度为１．１４百分点·ｈ－１。各弦切板
含水率由３０％降至５％所需时间介于１０．６～１２．３
ｈ，平均用时１１ｈ，评定等级为２级（表１）。
图１　山白兰木材含水率变化曲线
Ｆｉｇ．１　Ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　Ｐａｒａｍｉｃｈｅｌｉａ　ｂａｉｌｌｏｎｉｉ　ｔｉｍｂｅｒ
表１　百度试验干燥速度
Ｔａｂｌｅ　１　Ｓｔａｔｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｄｒｙｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｉｎ　１００℃ｔｅｓｔ
干燥时间／ｈ
全程 ３０％ ５％
干燥速度／（百分点·ｈ－１）
全程 ３０％ ５％
干燥速度
等级
７３　 ３．８５　 １１．０４　 １．１４　 １４．０５　 ２．２６　 ２
２．２．６　干缩特性　根据体积干缩系数的大小，国产
木材的干缩性可分为：很小、小、中、大、很大共五个
级别。山白兰木材体积干缩系数为 ０．３６％ ＜
０．３６２％＜０．４５％［９］时属小；统计结果显示山白兰的
平均弦向干缩率小于其径向干缩率，这主要是由于
试件尺寸的影响造成的［１０］，但两者之间的差异并不
大，说明山白兰木材的尺寸稳定性较好，在干燥过程
中产生翘曲和开裂的趋势相对较小（表２）。
表２　山白兰木材干缩特性
Ｔａｂｌｅ　２　Ｄｒｙｉｎｇ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　ｏｆ　Ｐ．ｂａｉｌｌｏｎｉｉ　ｔｉｍｂｅｒ
干缩率／％
弦向 径向 体积
弦向／径向
干缩系数／％
弦向 径向 体积
５．０　 ５．７　 １０．５　 ０．８８　 ０．１７２　 ０．１９５　 ０．３６２
２．３　编制山白兰木材的干燥基准
百度试验法制定木材干燥基准是根据选定的标
准试样在１００℃条件下烘干所产生的干燥缺陷的等
级来确定该树种木材在干燥初期和末期的干燥条
件，从而编制完整的干燥基准。干燥缺陷等级所对
应的干燥条件最初由日本的寺沢真［１１］教授根据理
论和实践经验分为８级和６级，后经我国的何定
华［１２］研究员针对我国树种的具体情况修改和调整
０３２ 西北林学院学报 ２７卷　
为５级（表３）。
通过试验获得了３种主要干燥缺陷的等级程度
之后，利用表３确定山白兰木材的干燥初期温度，初
期干湿球温度差及末期温度（表４）。
表３　与干燥缺陷等级相对应的干燥条件
Ｔａｂｌｅ　３　Ｄｒｙｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｔｏ　ｄｒｙｉｎｇ－ｄｅｆｅｃｔ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ／℃
干燥缺陷 干燥特性 １级 ２级 ３级 ４级 ５级
初期开裂 干燥初期温度 ８０　 ７０　 ６０　 ５０　 ４０
初期干湿球温度差 ５～７　 ４～６　 ３～７　 ２～３　 １．５～２
干燥末期温度 ９５　 ９５　 ９０　 ８０　 ７５
截面变形 干燥初期温度 ８０　 ７０　 ６０　 ５０　 ４０
初期干湿球温度差 ５～７　 ４～７　 ３～５　 ２～４　 ２
干燥末期温度 ９５　 ９０　 ８５　 ７５　 ７０
内部开裂 干燥初期温度 ８０　 ７０　 ５０　 ４０　 ３８
初期干湿球温度差 ５～７　 ４～７　 ３～５　 ２～４　 ２
干燥末期温度 ９５　 ８５　 ７５　 ７０　 ６５
表４　试件干燥初步条件
Ｔａｂｌｅ　４　Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｄｒｙｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅｓ
缺陷名称 等级
干燥初期
温度／℃
初期干湿球
温差／℃
干燥末期
温度／℃
初期开裂 ３　 ６０　 ３～７　 ９０
截面变形 ２　 ７０　 ４～７　 ９０
内部开裂 １　 ８０　 ５～７　 ９５
为了尽可能减少干燥缺陷的产生，从表４中选
出各温度和干湿球温差最低条件作为确定山白兰木
材干燥基准的基本条件。即初期温度为６０℃，干燥
初期干湿球温差为３～７℃，终期温度为９０℃。根
据试验结果，初期开裂和扭曲变形是山白兰木材的
主要干燥缺陷，因此在制定干燥基准时要重点考虑
针对这两项干燥缺陷合理安排各含水率阶段的温湿
度变化，以保证干燥质量。
木材初期开裂程度一般与干燥初期干湿球温度
差关系最大，与初期温度关系次之，与末期温度和末
期干湿球温度差关系最小［５］。扭曲变形主要是由于
交错纹理造成的，在制定工艺基准时要考虑适当调
低后期温度［１３］。因而在对山白兰木材进行干燥时，
前期的干湿球温度差不宜过大，升温不宜过快，可有
效避免初期开裂的出现；中期升温幅度及干湿球温
度差可适当加大，以提高干燥效率；同时为了防止扭
曲变形的发生，对终期温度进行适当调低处理。根
据实验记录，初期开裂多集中在含水率６０％左右出
现，２４％左右趋于稳定。故含水率在６０％以上时，
干球温度为６０℃，干湿球温度差为３℃；含水率在
６０％～２４％时，各阶段之间缓慢升温，之后的升温幅
度可适当加大，以提高干燥效率。查含水率与干湿
球温度差关系表［５］，可以得出锯材的干燥基准；一般
成材干燥多为家具用材，故而制定２５～３０ｍｍ厚山
白兰木材干燥基准（表５）。
表５　百度试验法确定的山白兰木材（２５～３０　ｍｍ）干燥基准
Ｔａｂｌｅ　５　Ｄｒｙｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　１００℃ｔｅｓｔ　ｆｏｒ　Ｐ．ｂａｉｌｌｏｎｉｉ
ｔｉｍｂｅｒ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　２５ｔｏ　３０ｍｍ
阶段 含水率／％ 干球温度／℃ 干湿球温度差／℃
１　 ６０以上 ６０　 ３
２　 ６０～４０　 ６２　 ３
３　 ４０～３５　 ６４　 ４
４　 ３５～３０　 ６８　 ６
５　 ３０～２５　 ７０　 １０
６　 ２５～２０　 ７３　 １８
７　 ２０～１５　 ７６　 ２５
８　 １５～１０　 ８０　 ２５
９　 １０以下 ８５　 ２５
３　结论
（１）百度试验结果表明，山白兰木材的干燥速度
较快，含水率由３０％降至５％所需时间介于１０．６～
１２．３ｈ，对应的特性等级为２级。
（２）干燥试验中山白兰木材试件的截面变形程
度轻，无内裂，两项缺陷的等级分别为２级和１级。
（３）初期开裂和扭曲变形分别是山白兰木材的
主要干燥缺陷，两项缺陷等级均达到３级。因此干
燥初期干湿球温度差不能太大，以避免初期开裂的
产生；后期温度亦不可过高，以减少扭曲变形。
（４）山白兰木材体积干缩系数小，弦向与径向干
缩差异不大，干燥过程中产生翘曲和开裂的趋势相
对较小。
（５）制定了２５～３０ｍｍ厚山白兰木材的干燥
基准。
参考文献：
［１］　黎明．山白兰苗木移植密度试验［Ｊ］．广西林业科学，１９９５，２４
（３）：１５５－１５７．
（下转第２４５页）
１３２第１期 韦鹏练 等　山白兰木材干燥特性研究
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櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲
１３－１６．
（上接第２３１页）
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ＬＩＵ　Ｙ，ＷＵ　Ｙ　Ｑ，ＱＩＡＯ　Ｊ　Ｚ，ｅｔ　ａｌ．Ａ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｄｒｙｉｎｇ　ｃｈａｒａｃ－
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［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００２，２２
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业，１９９８，１２（６）：３９－４１．
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５４２第１期 那斌 等　单板条层积材（ＰＳＬ）施胶方法与热压工艺的研究