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第六章木材的密度和水分
第六章 木材的密度和水分 第一节 木材密度 一 木材密度的概念和种类 (一)木材密度的概念 (二)木材密度的种类 1 生材密度=生材重量/生材体积 2 气干材密度=气干材重量/气干材体积 3 绝干材密度=绝干材重量/绝干材体积 4 基本密度=绝干材重量/生材体积 二 木材密度的测定方法 (一)直接测定法:这种方法主要测基本密度和绝干材密度。 (二)排水法: 用水的浮力求得试样的体积。 (三)水银测容器法 (四)快速测定法 三 木材的实质密度与空隙度 (一)木材的实质密度 是指构成木材细胞壁物质的密度。各树种木材的实质密度近于相同,为1.50~1.56g/cm3。 (二)木材的空隙度 1 体积空隙度:指木材在绝干状态时其空隙体积占总体积的百分率。 2 表面空隙度:指横切面上空隙面积占总面积的百分率。 四 影响木材密度大小的因素 1 树种 2 抽提物含量 3 木材在树干上的部位 4 木材含水率 第二节 木材和水分 一 木材的含水量 木材的含水量对木材的加工利用有很大的影响,在生产和使用上常根据木材的含水量来区分木材: 1 生材:即树木刚伐倒时的木材,其含水量随季节而不同。 2 湿材:长期贮存于水中的木材,其含水率高于生材。 3 气干材:长期存放在大气中的木材,其平衡含水率与周围环境的温度和相对湿度有关,在12~18%之间。 一 木材的含水量 4 窑干材:在干燥窑内,以控制的温度与相对湿度进行适当干燥后的木材,其含水率低于气干材,一般在4%~12%之间。 5 绝干材:又称全干材或炉干材,是指把木材放在温度为100℃~105℃的烘箱内干燥到质量不变为止时的木材。此时含水率理论上为0%,所以呈绝干材。 二 木材中的水分 (一)木材中水分的存在状态 木材中的水分,按其与木材结合和存在位置可以分为三种: 1 自由水:存在于大毛细管系统中(细胞腔和细胞间隙)与木材呈物理结合的水分,可自由蒸发出去。 2 吸着水:存在于微毛细管系统中(细胞壁微纤丝的非结晶区与结晶区的表面)的水分,不可自由蒸发。 3 化学水:存在于木材化学成分中,与木材化学成分牢固结合,数量很少,可忽略。 (二)纤维饱和点含水率及其实际意义 当木材内的自由水蒸发殆尽而吸着水仍处于饱和状态时的含水率称纤维饱和点含水率。它是一种特定的含水状态,约为23%~32%,通常以30%作为各树种的平均值。 (三)木材的含水率及其测定方法 1 木材含水率:指木材中水分重量占木材重量的百分率,又分为; 绝对含水率:水分重量占绝干材重量的百分率; 相对含水率:水分重量占含水木材重量的百分率。 (三)木材的含水率及其测定方法 2 木材含水率的测定方法 A 烘干法(炉干法):结果较准确,但测定过程需时间较长,费时费力,而且烘干时挥发性物质可同时挥发掉,造成误差,所以该法不适于测定挥发性物质含量太多的木材的含水率。 B 电测法(仪表法):该法简便迅速,不破坏样木,不需制作含水率测定试样,尤其适用于生产现场使用。 C 蒸馏法:适用于测定含树脂较多或经油浸注处理后的木材含水率。 三 木材的吸湿性 (一)木材的吸湿性的概念 木材的吸湿性是指木材从空气中吸收和蒸发水分的性质。木材的吸湿和解吸统称为木材的吸湿性。 吸湿:当空气中的蒸汽压力大于木材表面的蒸汽压力时,木材自外吸收水分,这种现象叫吸湿。 解吸:当空气中的蒸汽压力小于木材表面的蒸汽压力时,木材向外蒸发水分,这种现象叫解吸。 注:吸湿性不等于吸水性,吸湿性吸收的水分存在于木材的细胞壁,而吸水性吸收的水分还包括自由水。 三 木材的吸湿性 (二)木材的吸湿机理 1 木材细胞壁中极性基团(主要为羟基并通过氢键)的吸附,这是木材的主要吸湿机理。 2 细胞壁微毛细管系统在周围环境的相对湿度很高时吸附水蒸汽形成凝结水。 三 木材的吸湿性 (三)木材的含水率与环境条件的关系 1 平衡含水率:指木材的吸湿速度与解吸速度达到平衡时的木材含水率。它与空气的温、湿度有很大关系,椐此可以绘制出木材的平衡含水率图表。 2 吸湿滞后:指在一定的大气条件下,吸湿的平衡含水率比解吸时低的现象。 三 木材的吸湿性 (四)降低木材吸湿性的方法 木材的吸湿性会使木材的物理—力学性质随含水率的变化而变化,并使木材发生体积的收缩和膨胀。以下是木材含水率在纤维饱和点上、下变化时引起的木材一系列性质上的变化。 降低木材吸湿性的方法有: 1 用涂料或油漆涂饰木材表面
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