由于森林资源总体质量的下降，木材生产中小径木所占比例越来越大。小径木因其径级小、材质不稳定等缺点，使用受到限制。如何充分开发和高效利用小径木资源，成为当前国内外学者普遍关注的问题。目前，小径木大多作为木片、造纸和人造板的原料，这种利用方式投资大、产品单一、资金回收慢、经济效益低。而将小径木经过优化选材、优化设计和优化工艺的方法，加工成集成材、重组木等，可改善或提高小径木材质，克服径级小、利用单一的缺点，满足市场对木材的旺盛需求。

在小径木的优化利用中，干燥是其中的一个重要环节。朱政贤等(1992a; 1992b)对9种阔叶树小径木的常规干燥特性进行了试验，并提出了提高干燥质量的措施。龚仁梅等(2003)对中国东北地区的落叶松(Larix gmelinii)等3种小径木的干燥方法进行了研究，提出了控制干燥质量的方法。

作为集成材的原料，采用异型剖分法制材，然后加工成集成材，可高效利用小径木并克服小径木自身的缺陷(龚仁梅等，1999)。由于小径木是未成熟材，稳定性差，干燥过程中极易产生开裂和变形。因此，有必要对小径木的干燥过程进行研究，掌握干燥过程中木材中水分的变化规律，提高木材干燥质量。木材干燥过程就是木材中水分的逸出过程，不同干燥基准对木材干燥质量的影响很大(Malmquist，1991)。因此，本文选取落叶松小径木进行异型剖分，对其进行3个不同干燥基准下的干燥试验，以探讨小径木落叶松异型剖分材干燥过程中干燥均匀度对不同干燥基准的响应特性，为制定小径木落叶松异型剖分材的干燥基准提供依据。

1 材料与方法 1.1 试件的选取和制备

试材采自黑龙江省帽儿山林场人工落叶松湿材，原木直径14~16 cm，长2~3 m，初始含水率50%以上。试材经60°角三角形剖分后，一次形成6个木材试样(剖分工艺过程见图 1)，将试样横截成70 cm长的试件, 在其中选取无缺陷的试样作为干燥特性研究的试验用材。试件选定后，将3个外表面刨平、刨光。各试件刨完后弦向尺寸38~47 mm，径向尺寸51~60 mm。从所有试件中选取无缺陷试件分成3组，组内各试件径向最大尺寸极差不超过3 mm，每组试件作为一次干燥用试件。

1.2 干燥基准

参考现有落叶松锯材干燥基准(陆文达，1993)，拟定3个不同干燥基准进行3个批次的试验。试验Ⅰ——常规干燥基准、试验Ⅱ——波动干燥基准、试验Ⅲ——硬干燥基准。各次试验干燥基准见表 1。

试验Ⅰ共7个试件，试验Ⅱ和Ⅲ分别有6个试件。试件干燥采用日产DN-62干燥速度试验机。试件弦切面向下，单块平行排列于干燥机内，上压重物。

1.3 数据分析

1) 干燥曲线  利用干燥过程中不同时间各试件的含水率数值，运用SPSS11.5统计软件绘制干燥曲线，并进行拟合，计算干燥周期内各次试验平均干燥速度。2)分层含水率检测和干燥均匀度的计算  将干燥结束时的试件沿弦向和与弦向垂直的方向(径向)等厚度分成5~7层，用称重法测定每层的含水率，并计算分层含水率偏差(ΔMC_h)，含水率偏差按其平均值(ΔMC_h)来检查。干燥均匀度采用均方差检验。

2 结果与分析 2.1 干燥曲线

试验Ⅰ在干燥初期的48 h内，含水率下降迅速，48 h后，含水率下降缓慢(图 2)。随干燥时间的延长，含水率标准差逐渐减少，表明各试件含水率差异变小。干燥曲线没有出现以纤维饱和点为临界点的2阶段情况，表现出较好的一致曲线变化规律。

采用二次曲线对试验Ⅰ平均含水率与干燥时间进行拟合。由于各试件初始含水率差异较大(52.6%~78.5%)，试验Ⅰ平均含水率与干燥时间拟合精度不高，相关系数为0.858。试验Ⅰ干燥周期为256 h，干燥周期内平均干燥速度为0.23 h^-1。

试验Ⅱ和Ⅲ干燥曲线呈2阶段状态。试验Ⅱ于53 h之前、试验Ⅲ于62 h之前，各试件含水率随干燥时间的增加降低较快，并表现为线性降低; 之后，各试件含水率随干燥时间的增加降低缓慢(图 3)。随干燥时间的延长，含水率标准差逐渐减少，表明各试件含水率差异变小。

试验Ⅱ各试件初始含水率差异较小(67.6%~81.6%)，53 h前，平均含水率与干燥时间线性拟合较好，相关系数达0.906; 53 h后，平均含水率与干燥时间二次曲线拟合较差，相关系数仅为0.748。试验Ⅱ干燥周期为144 h，平均干燥速度为0.47 h^-1。虽然试验Ⅲ各试件初始含水率差异较小(58.3%~84.2%)，但2阶段平均含水率与干燥时间分别采用线性和二次曲线拟合效果较差，相关系数分别为0.678和0.612。试验Ⅲ干燥周期为145 h，平均干燥速度为0.43 h^-1。

2.2 干燥均匀度

试验Ⅰ各试件干燥结束时弦向分层含水率偏差介于-1.50~3.00之间，平均值介于-0.62~1.91之间，均方差介于±0.45~±1.09之间; 径向分层含水平偏差介于-0.60~1.50之间，平均值介于-0.69~0.88之间，均方差介于±0.31~±0.94之间。无论弦向与径向分层含水率，没有表现出一致的内高外低的现象。试验Ⅰ总的弦向均方差为±0.65，总的径向均方差为±0.59(表 2)。

试验Ⅱ各试件干燥结束时弦向分层含水率偏差介于1.50~2.60之间，平均值介于0.93~2.16之间，均方差介于±0.80~±1.24之间; 径向分层含水平偏差介于1.10~2.30之间，平均值介于0.56~2.20之间，均方差介于±0.57~±1.68之间。各试件弦向与径向分层含水率，表现出一致的内高外地的现象。试验Ⅱ总的弦向均方差为±1.06，总的径向均方差为±1.00(表 3)。

试验Ⅲ各试件干燥结束时弦向分层含水率偏差介于0.80~2.00之间，平均值介于0.16~1.40之间，均方差介于±0.59~±1.24之间; 径向分层含水平偏差介于-0.30~2.40之间，平均值介于-0.45~1.72之间，均方差介于±0.30~±1.05之间。各试件弦向与径向分层含水率，表现出一致的内高外底的现象。试验Ⅲ总的弦向均方差为±1.06，总的径向均方差为±1.38(表 4)。

2.3 讨论

在整个干燥周期内，当采用常规干燥基准时，自由水和结合水的蒸发连续进行，干燥曲线没有出现以纤维饱和点为临界点的2阶段现象，而呈连续曲线; 采用波动干燥基准和硬干燥基准时，干燥曲线呈现2阶段现象。由于波动干燥基准采用高温以及在纤维饱和点附近采用波动温度，使试件内自由水蒸发较快，瞬时干燥速度较大，达到纤维饱和点的时间仅为53 h; 当含水率达到纤维饱和点以下时，干球温度恒定，结合水移出较慢，瞬时干燥速度较低，干燥曲线呈2阶段现象; 而采用硬干燥基准时，由于在纤维饱和点附近介质仍保持100 ℃，试件内外温度梯度不如试验Ⅱ，自由水蒸发速度低于试验Ⅱ，达到纤维饱和点的时间约为62 h，结合水蒸发速度较慢。采用常规干燥基准时，干燥周期较长，平均干燥速度较低。采用波动和硬干燥基准时，干燥周期明显缩短，平均干燥速度明显提高，其中，干燥周期分别缩短43.75%和43.36%;平均干燥速度分别提高113.63%和90.91%。

采用常规干燥基准干燥时，由于试件内水分移动速度较慢，干燥结束时的干燥均匀性较好。采用波动干燥基准和硬干燥基准时，由于试件内水分移动速度快于采用常规干燥基准时试件内水分移动的速度，干燥结束时的干燥均匀性劣于采用常规干燥基准干燥结束时的干燥均匀性。采用波动干燥基准时，由于充分利用了试件内含水率梯度和温度梯度，干燥终了时的干燥均匀性优于采用硬干燥基准干燥终了时的干燥均匀性。

落叶松管胞的纹孔位于径向壁上，纹孔的通透性有利于水分的移出，但由于各管胞的纹孔数量及大小的不同，使得水分沿弦向移动速度的差异较大，因此，3次试验均有径向干燥均匀度好于弦向干燥均匀度的结果。小径木制成板板材时，大部分为含心材的弦切板材，心材含量大，则材质稳定性差，而将小径木按不同角度剖分成异型材时，除木材中的部分生长应力将得到有效释放外，木材的3个面上，有2个面为径切面，只有靠近树皮一方为弦切面，将使异型材的干燥质量得以提高。

3 结论

小径木落叶松异型锯材在不同的干燥基准下，干燥均匀度各不相同。常规干燥的干燥周期较长，干燥结束时干燥均匀性较好; 采用波动和硬干燥基准时，干燥结束时干燥均匀性劣于常规干燥结束时的干燥均匀性; 采用波动干燥基准的干燥周期和干燥均匀性2方面均优于采用硬干燥基准的干燥周期和干燥均匀性。本次试验表明:波动干燥基准适合于落叶松小径木异型剖分材的干燥。