赵湘玉 钟 楷 陈川富 涂登云 胡传双 杨锦昌 尹光天

( 1. 华南农业大学材料与能源学院，广东 广州 510642；2. 中国林业科学研究院热带林业研究所，广东 广州 510520)

米老排（Mytilaria laosensis）别名山油桐、壳菜果、三角枫，天然分布于我国两广、云南等省（自治区）海拔1500 m以下地区[1]，具有生长速度快、结构细密、颜色和花纹美观、适应性较广、抗性强等优点[2-4]，是一种亚热带地区优良阔叶乡土树种[5-6]。经研究测试，米老排的综合品质系数为3909×105Pa，其生态价值和木材性能均优于杉木（Cunninghamia lanceolata）和马尾松（Pinus massoniana）[7-8]，具有良好的应用前景[9-11]。目前，米老排木材多应用于制浆造纸、刨花板、胶合板等领域[12]。但由于人工林米老排木材在实木加工利用过程中存在应力较大、尺寸不稳定、干燥过程容易开裂变形等问题[13]，极大限制了其加工利用。为实现米老排木材的实木化高效应用，其干燥技术是必须克服的关键难题。因此，本研究通过百度实验法探究树龄及树高对米老排木材干燥特性的影响，制定不同树龄及树高的米老排混合干燥基准，在此基础上进行干燥工艺优化试验，以减少其在干燥过程中变形开裂、翘曲变形等缺陷，提高出材率，为米老排木材实木化利用奠定基础，促进米老排木材在实木家具等领域的应用。

1 材料与方法

1.1 实验材料

米老排原木采自广西凭祥，选择北坡同一海拔位置，根据GB/T 1927—2009《木材物理力学试材采集方法》进行采集。树龄分别为7、14、21、28 a，各树龄基本数据见表1，每个树龄取3株。在每一株样木上截取树高分别为1.3～3.3、5.3～7.3 m的原木段作为实验用材，并分别标记为A、B。

表1 米老排原木基本数据Table 1 The basic data of M. laosensis timber

原木锯解成规格为200 mm×100 mm×20 mm四面刨光弦切板，各树龄各取12块无节疤等缺陷的试件，其中A、B段各6块，共计48块；试件含水率为125.44%～143.32%，符合百度实验法对含水率的要求，用于干燥特性试验。选择规格为1200 mm×自然宽×30 mm的原木锯材用于干燥工艺试验，初含水率为71.52%～82.33%，总量共计4 m3。从各树龄、树高米老排中各抽取8块随机试样用于含水率及干燥质量的测定。

1.2 实验设备

101A-3型电热鼓风干燥箱（温度范围50～300 ℃，上海实验仪器有限公司）；BPS-100CL恒温恒湿箱；ZKY-JS2400干燥窑（容积8 m3，广州能源所）；电子秤（精度0.5 g）；电子天平（精度0.01 g）；塞尺（0.02～1.00 mm）；游标卡尺（精度0.02 mm）；GTS10J精密推台锯等。

1.3 实验方法

1.3.1 干燥特性

干燥特性实验采用百度试验法进行。

1.3.2 干燥工艺实验

根据百度实验结果，编制30 mm米老排木材干燥基准表，见表2。参照LY/T 1068—2012《锯材窑干工艺规程》中关于选材、堆垛、含水率检验板制作、试验要求进行，目标含水率10%。

表2 米老排干燥基准Table 2 Drying schedules for M. laosensi timber

1.3.3 干燥质量检测

依照GB/T 6491—2012《锯材干燥质量》对锯材的顺弯、瓦弯、翘曲、扭曲和纵裂等指标进行检测、评定等级分析。

2 结果与分析

2.1 不同树龄米老排木材干燥基准和干燥曲线

经过干燥，30 mm厚米老排木材平均含水率从76.78%降至6.02%，干燥周期为16.12 d。米老排木材干燥曲线见图1。由图1可知，不同树龄米老排木材干燥过程中干燥曲线相近，各阶段干燥速度差异不大。

图1 米老排木材干燥曲线Fig. 1 Drying curve of M. laosensi timber

2.2 干燥特性

米老排干燥特性见表3。由表3可知，初期开裂是米老排木材的主要干燥缺陷，所有裂痕均为细裂，无宽裂、贯通裂，初期开裂综合等级为5级。随着树龄的增长，中短表裂数量逐渐增多，长表裂长度逐渐增大。同时，在同一树龄、不同树高方面也存在着一定的规律性，与下端木材相比，上端的木材在干燥过程中更容易出现开裂变形。利用SPSS软件对表3进行单因素方差分析可知（表4），树龄及树高对米老排木材的内裂影响不显著，内部开裂均较少，内部开裂等级为2级。

表3 米老排木材干燥缺陷等级Table 3 The drying defects and grades of M. laosensi timber

表4 米老排木材干燥缺陷等级方差分析Table 4 Variance analysis of drying defects and grades of M. laosensi timber

米老排木材截面变形属中等水平，总体等级均为2～3级，所有试材均呈现两边厚中间薄的现象，但幼龄材的截面变形较大；随着树龄的增长，米老排木材的截面变形程度有减小的趋势。这是由于幼龄材木材细胞壁薄，干燥时容易产生塌陷。不同树高也会影响截面变形，与下端相比，上端木材截面变形程度较为严重，但当木材逐渐成熟后，整体的截面变形趋于稳定，上下端木材无明显区别。

米老排木材平均扭曲等级程度达到了4～5级，而同树龄下端木材仅为2～4级。树龄对米老排木材扭曲度影响显著（A段：P=0.06；B段：P=0.025），随树龄的增长，扭曲变形的程度越严重。同时，在同一树龄中，上端木材的扭曲程度较下端木材严重，出现明显的扭曲变形。翘曲变形综合等级均为2级，树龄对上端木材翘曲度影响显著（P=0.006），各树龄米老排中A段翘曲度略大于B段。

在干燥速度方面，7、14、21、28 a米老排木材从30%到5%的平均速度分别为：2.77%/h、2.89%/h、2.16%/h、1.46%/h。根据百度试验中干燥缺陷及干燥速度分级标准，确定的7、14、21、28 a米老排木材干燥速度等级分别为1级、1级、2级、2级，干燥速度综合等级为2级，属易干木材。

各树龄米老排木材的初期开裂综合等级为5级，内部开裂为2级，截面变形为3级。根据各缺陷对应的初步条件，综合评定米老排干燥基准的基本条件，同时为避免干燥缺陷，应针对可能出现的各种缺陷合理调整各阶段的干湿球温度，最终将干燥初期温度设定为40 ℃，初期干湿球温度差设定为2 ℃，干燥末期温度设定为70 ℃，以保证干燥质量。

2.3 干燥质量

参照GB/T 6491—2012《锯材干燥质量》的要求对米老排的可见干燥缺陷质量指标检测结果进行分析，见表5。

表5 米老排木材干燥质量Table 5 Drying quality of M. laosensi timber

由表5可知，各树龄米老排木材的顺弯度、横弯度差异较小，单项质量等级均为1级。与干燥特性试验时有相同的规律，米老排木材的瓦弯度随着树龄的增长呈现降低的趋势，单项等级均为2级；而扭曲度则随着树龄的增长逐渐增大，单项等级为2级。纵裂度随着树龄的增长略微增大，单项质量等级为2级。所有树龄的米老排木材均无内裂情况，单项质量等级为1级。各树龄米老排木材的可见干燥缺陷综合质量等级为2级。各项指标均能达到国家标准的要求，可以满足实木加工质量的要求。米老排木材在干燥过程中仅出现少部分纵裂，并无出现内裂现象，说明干燥基准中所设置的温湿度、预热处理、中间处理及终了处理等参数较为合理。

3 结论

1）米老排木材的干燥初期开裂综合等级为5级，内部开裂为2级，截面变形为3级，扭曲为5级，翘曲变形为2级，干燥速度为2级。

2）米老排木材随着树龄的增长，短表裂数量增多，长表裂长度增大，树龄对内裂及翘曲度影响不显著。树龄对米老排木材干燥变形影响显著，截面变形程度随树龄增长而减缓，扭曲度随树龄增加而变大。在同一树龄中，上端木材的扭曲程度较下端木材更严重，下端木材的翘曲度较上段木材更严重。

3）采用本研究的干燥工艺，30 mm厚米老排木材从初含水率76.78%降至6.02%，干燥周期为16.12 d。可见干燥缺陷综合质量等级为2级，可满足实木制品质量要求。