桉樹(shù)人工林木材加工問(wèn)題探討

李 創(chuàng)

（廣西壯族自治區(qū)國(guó)有博白林場(chǎng)，廣西玉林 537600）

根據(jù)我國(guó)部分地區(qū)的桉樹(shù)人工林實(shí)際種植經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，桉樹(shù)人工林木材在加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)多種問(wèn)題，主要包括木材采伐開(kāi)裂、加工難度較高、加工過(guò)程開(kāi)裂、木材干燥發(fā)生褶皺、機(jī)械加工難度較大、膠合和涂飾難度較大等問(wèn)題。不同的問(wèn)題會(huì)對(duì)桉樹(shù)人工林木材加工造成相應(yīng)的影響，所以為了解決桉樹(shù)人工林木材加工中存在的問(wèn)題，必須對(duì)不同的問(wèn)題成因進(jìn)行分析，根據(jù)成因制定科學(xué)的控制策略，從而達(dá)到提升我國(guó)桉樹(shù)人工林木材加工技術(shù)水平的目的。

1 采伐開(kāi)裂問(wèn)題及其對(duì)策

桉樹(shù)木材在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)自動(dòng)平衡內(nèi)部的生長(zhǎng)應(yīng)力，從而不會(huì)發(fā)生開(kāi)裂等缺陷問(wèn)題，但是在采伐過(guò)程中會(huì)打破桉樹(shù)木材內(nèi)部的應(yīng)力平衡，生長(zhǎng)應(yīng)力會(huì)逐漸釋放，從而導(dǎo)致桉樹(shù)木材出現(xiàn)環(huán)裂、局部開(kāi)裂及端部開(kāi)裂等多種問(wèn)題［1］。在桉樹(shù)生長(zhǎng)過(guò)程中，其形成層每年都會(huì)分裂許多木質(zhì)部細(xì)胞。該過(guò)程一般為2 個(gè)階段：第1 階段為桉樹(shù)木材細(xì)胞的內(nèi)填式生長(zhǎng)，其細(xì)胞直徑和長(zhǎng)度會(huì)有所增加；在第2 階段中，桉樹(shù)木材的細(xì)胞壁會(huì)逐漸增厚，細(xì)胞壁內(nèi)會(huì)出現(xiàn)更多的木質(zhì)堆積。在木質(zhì)堆積過(guò)程中，桉樹(shù)木材細(xì)胞就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的膨脹，其在長(zhǎng)度方向會(huì)出現(xiàn)收縮，在限制作用下拉伸應(yīng)力會(huì)有所提高，從而產(chǎn)生生長(zhǎng)應(yīng)力。我國(guó)的桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)較快，桉樹(shù)木材始終承受生長(zhǎng)應(yīng)力，同時(shí)完成木質(zhì)堆積，但是與其他樹(shù)木不同，其他樹(shù)木在停止生長(zhǎng)后其生長(zhǎng)應(yīng)力會(huì)得到緩解，但是桉樹(shù)木材的生長(zhǎng)應(yīng)力較大，所以在采伐的過(guò)程中，其生長(zhǎng)應(yīng)力被破壞后就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題。因此，在采伐桉樹(shù)木材時(shí)，需要防止因采伐對(duì)桉樹(shù)產(chǎn)生過(guò)大沖擊，可以采用鉆孔方法釋放桉樹(shù)木材中的部分應(yīng)力，能夠緩解桉樹(shù)木材出現(xiàn)局部開(kāi)裂的問(wèn)題。同時(shí)，如果桉樹(shù)木材的生長(zhǎng)應(yīng)力較大，可以采用水運(yùn)運(yùn)輸方式，能夠有效降低生長(zhǎng)應(yīng)力。

2 加工難度較大問(wèn)題及其對(duì)策

在對(duì)桉樹(shù)木材進(jìn)行鋸解時(shí)，受到木材生長(zhǎng)應(yīng)力的影響，其內(nèi)部應(yīng)力平衡狀態(tài)會(huì)被嚴(yán)重破壞，分布在桉樹(shù)木材不同區(qū)域的應(yīng)力會(huì)突然釋放。如果桉樹(shù)木材的生長(zhǎng)應(yīng)力較大，就會(huì)出現(xiàn)局部開(kāi)裂的問(wèn)題，尤其在桉樹(shù)木材的端部，開(kāi)裂問(wèn)題較為嚴(yán)重，且如果桉樹(shù)木材的生長(zhǎng)應(yīng)力較為均勻，在鋸解時(shí)會(huì)發(fā)生一定程度的彎曲。我國(guó)大部分桉樹(shù)人工林的木材生長(zhǎng)應(yīng)力都處于較高水平，即使采用橫截面積較小的鋸解方式，也會(huì)發(fā)生開(kāi)裂、斷裂等問(wèn)題，部分桉樹(shù)木材在第一個(gè)鋸口就會(huì)出現(xiàn)斷裂問(wèn)題，從而導(dǎo)致桉樹(shù)木材整體加工難度較大［2］。

為了防止桉樹(shù)木材在加工時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂問(wèn)題，在對(duì)桉樹(shù)木材進(jìn)行加工時(shí)，需要對(duì)鋸解機(jī)械和鋸解方式進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，采用對(duì)稱下鋸的方式能夠有效緩解該問(wèn)題。對(duì)稱鋸解的方式能夠使桉樹(shù)木材的應(yīng)力釋放更加均勻，從而能夠避免桉樹(shù)木材出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂問(wèn)題。在將桉樹(shù)木材鋸解完成后，需要注意搬運(yùn)力度，盡量減少搬運(yùn)次數(shù)，并加強(qiáng)桉樹(shù)木材儲(chǔ)存環(huán)境控制，防止桉樹(shù)木材被陽(yáng)光暴曬。此外，在對(duì)桉樹(shù)木材進(jìn)行加工前，可以采用預(yù)處理的方式，減少其內(nèi)部生產(chǎn)應(yīng)力不均勻發(fā)散的問(wèn)題，比如可以將桉樹(shù)木材在水中浸泡若干小時(shí)，還可以采用蒸汽對(duì)其進(jìn)行處理，能夠有效降低加工難度。近年來(lái)，部分研究人員發(fā)現(xiàn)，采用微波對(duì)桉樹(shù)木材進(jìn)行處理，能夠減少生長(zhǎng)應(yīng)力，因?yàn)槲⒉ǖ募訜嶙饔媚軌蚱茐蔫駱?shù)木材中的水分結(jié)構(gòu)。水分重新分布的過(guò)程能夠減慢生長(zhǎng)應(yīng)力的釋放速度。

3 干燥引起褶皺和開(kāi)裂問(wèn)題及其對(duì)策

因?yàn)殍駱?shù)木材的生長(zhǎng)應(yīng)力較大，且木材密度較高，木材特性變異程度較為嚴(yán)重，同時(shí)具有滲透性差、干燥速度慢的特點(diǎn)，所以如果桉樹(shù)木材過(guò)于干燥，就會(huì)出現(xiàn)褶皺和開(kāi)裂問(wèn)題。相關(guān)研究表明，桉樹(shù)木材在生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的干燥缺陷，從而導(dǎo)致桉樹(shù)木材的利用率下降，嚴(yán)重干燥的情況下還會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部斷裂問(wèn)題，導(dǎo)致桉樹(shù)木材完全不能使用。干燥褶皺是因?yàn)槠渌忠苿?dòng)速度過(guò)快，毛細(xì)管張力和干燥應(yīng)力使其內(nèi)部細(xì)胞出現(xiàn)潰陷問(wèn)題，從而導(dǎo)致其出現(xiàn)不規(guī)則收縮。干燥褶皺一般發(fā)生在初期，因?yàn)殍駱?shù)木材在初期的含水量較大，水分移動(dòng)速度明顯加快，通常情況下桉樹(shù)木材干燥褶皺會(huì)使其損失率達(dá)到10%左右。

因此，為了避免桉樹(shù)木材出現(xiàn)干燥褶皺或開(kāi)裂，需要針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的處理。當(dāng)前最常用的方法為蒸汽處理、冷凍處理及后期濕潤(rùn)度調(diào)整處理等方法，部分廠家會(huì)采用多段式干燥工藝，不同工藝具有不同的處理效果。但是因?yàn)槲覈?guó)的桉樹(shù)木材種類較多，不同的桉樹(shù)樹(shù)種木材之間存在差異，所以需要針對(duì)不同的桉樹(shù)木材采用不同的處理方法。當(dāng)前應(yīng)用效果最好的兩種干燥方法為冷凍處理與初期濕度調(diào)整處理方法，能夠有效降低桉樹(shù)木材因干燥產(chǎn)生的破壞問(wèn)題，且部分桉樹(shù)木材干燥處理工藝正處于研究階段，相信隨著研究的不斷深入，桉樹(shù)木材干燥處理技術(shù)水平會(huì)有所提升［3］。

4 機(jī)械加工難度較大問(wèn)題及其對(duì)策

從桉樹(shù)木材的實(shí)際加工生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，采用機(jī)械方式對(duì)桉樹(shù)木材進(jìn)行加工的難度較大，常規(guī)的木工機(jī)械和加工技術(shù)難以取得良好的效果，整體機(jī)械加工速度較慢，且加工精度不足，會(huì)對(duì)桉樹(shù)木材質(zhì)量造成很大破壞。以我國(guó)種植較為廣泛的5 種桉樹(shù)木材為例，尾葉桉的密度為0.873 kg/m3，尾赤桉的密度為0.635 kg/m3，尾園桉的密度為0.873 kg/m3，尾巨桉的密度為0.663 kg/m3，大花序桉的密度為0.829 kg/m3。從木材物理學(xué)性質(zhì)的分級(jí)來(lái)看，尾葉桉、尾園桉和大花序桉為高密度木材，尾巨桉和尾赤桉為中密度木材，在桉樹(shù)木材加工過(guò)程中，隨著桉樹(shù)木材密度的提高，木材中的其他夾雜物質(zhì)也會(huì)增加，所以采用機(jī)械加工時(shí)，機(jī)械帶來(lái)的切削力、沖擊力及切削功率會(huì)逐漸提高［4］。因此，為了降低桉樹(shù)木材機(jī)械加工難度，需要對(duì)加工機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化，部分桉樹(shù)木材加工廠家采用調(diào)整鋸齒形狀、鋸齒高度以及鋸齒間距的方式，比如將鋸齒的齒喉角軟材調(diào)整為10°、硬材調(diào)整為7°，能夠有效提高桉樹(shù)木材機(jī)械加工效率。同時(shí)，如果鋸解機(jī)械厚度增加，其切削功率就會(huì)增加，所以需要對(duì)鋸解機(jī)械厚度進(jìn)行調(diào)整，一般情況下其厚度在0.75 mm 左右能夠起到良好的效果。除調(diào)整鋸解機(jī)械之外，還可以通過(guò)減少桉樹(shù)木材進(jìn)料速度、降低桉樹(shù)木材切削深度及增加鋸解機(jī)械更換次數(shù)的方式，解決桉樹(shù)木材機(jī)械加工難度較高的問(wèn)題。

5 膠合和涂飾困難問(wèn)題及其對(duì)策

桉樹(shù)木材在加工過(guò)程中，膠合和涂飾困難是常見(jiàn)問(wèn)題，普通木材使用的膠合劑和膠合方法難以起到良好的效果，膠合劑與桉樹(shù)木材的膠合度不足。例如，某工廠采用常規(guī)的乳白膠，在常溫常壓狀態(tài)下，桉樹(shù)木材與乳白膠膠合后，桉樹(shù)木材端面會(huì)產(chǎn)生分析，部分膠合區(qū)域無(wú)法有效膠合［5］。該問(wèn)題產(chǎn)生的原因與桉樹(shù)木材的干燥程度有一定的關(guān)系，如果桉樹(shù)木材較難干燥，或后期濕潤(rùn)處理效果不足，在膠合過(guò)程中桉樹(shù)木材的含水率會(huì)逐漸均衡，高含水率區(qū)域就會(huì)開(kāi)始收縮，從而產(chǎn)生縫隙問(wèn)題。同時(shí)，因?yàn)殍駱?shù)木材的性質(zhì)變化較大，尺寸穩(wěn)定性不足，在桉樹(shù)木材干燥過(guò)程中容易出現(xiàn)尺寸變化過(guò)大的問(wèn)題，從而導(dǎo)致桉樹(shù)木材無(wú)法有效膠合。因?yàn)殍駱?shù)木材的硬度較大，且桉樹(shù)木材加工表面較為光滑，每次使用的膠合劑較小，所產(chǎn)生的膠合力不足，所以針對(duì)桉樹(shù)木材不能采用常規(guī)膠合方法，可以采用砂光或涂抹堿液的處理方法對(duì)其膠合面進(jìn)行預(yù)處理。

涂飾作為桉樹(shù)木材加工的重要環(huán)節(jié)，不僅能夠美化桉樹(shù)木材，還能夠起到一定保護(hù)效果，針對(duì)桉樹(shù)木材涂飾難度較高的問(wèn)題，可以對(duì)涂飾材料進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合桉樹(shù)木材表面的基本特點(diǎn)，采用特殊的涂飾材料。

6 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)桉樹(shù)人工林木材加工存在的問(wèn)題，提出相應(yīng)的優(yōu)化策略，不僅能夠?qū)ξ覈?guó)桉樹(shù)木材加工行業(yè)起到一定的借鑒作用，還能夠提高桉樹(shù)木材加工質(zhì)量，促進(jìn)桉樹(shù)人工林經(jīng)濟(jì)效益提升。