木材炭化及其物理力学性能的研究.doc

木材炭化及其物理力学性能的研究 32木材炭化及其物理力学性能的研究总第171期 木材炭化及其物理力学性能的研究 杨柳李晖杨志斌李军章陈曦) (1-湖北省林业科学研究院武汉430075;2.武汉市园林局劳动服务公司武汉430010) 摘要:以水杉,杨木为原料制备炭化木,研究炭化工艺对木材物理力学性能的影响.结果表 明:随着炭化温度的升高,炭化木材色逐渐变深,平衡含水率逐渐降低,密度降低,水杉密度由 0.428g/cm3减小至0.340g/cm3,杨木密度由0.482g/cma减小至0.338g/cm3,水杉抗弯强 度下降约42.39,杨木抗弯强度下降约46.3O%,其弹性模量也呈减小趋势.而且,木材的体 积干缩率随温度和时间的增加而下降,较大程度地提高了木材的尺寸稳定性. 关键词:水杉;杨木;炭化处理;物理力学性能 StudyonCarbonizationandPhysicalandMechanicalProperties YangLiuLiHuiYangZhibinLiJunzhangChenXi. (1.HubaiAcademyofForestryWuhan430075;2.Laborser,,ice8co,ltd., WuhanCityGardenBureauWuhan430010) Abstract:ThematerialwithMetasequoiaglyptostroboidesHuetchengandPopulusL.ascarbonizedtechnologyin— fluenceonphysicalandne.chanicalpropertiesofwood.rawmaterialpreparation,Theresultsshowedthatwithcar— bonizationtemperatureincreasing,carbonizedwoodcolorbex?~lnesdeepgradually,moisturecontentisgrachmllyre— duced.By0.428g/MetasequoiaglyptostroboidesHuetchengdensityofrawmaterialsreducedto0.34g/, Bythe0.482g/era3PopulusL.densityrawmaterials0.338g/era3toreduce,Dropabout42.39%raetasequoiaanti -- flexuralstrength,flexuralstrengthdeclineofroughly46.3%cypress,theelasticmodulusalsohasrethe trend.Moreover,thevolumeofwoodd1yingshrinkagerateincreasedwithtemperatureandti】wagsignificantly reducetrend?largerdegreeofimprovethedimensionstabilityofwood. Keywords:MetasequoiaglyptostroboidesHuetcheng;PopulusL.;carbonizedtreatment;physicalandme- ehanicatproperties 水杉MetasequoiaglyptostroboidesHuet cheng,杨木是我省重要的速生树种,其木材的物理 力学性质,纤维形态,化学组成,加工性能有许多独 特之处.但水杉,杨木的密度低,材质松软,颜色 浅,含水率高且分布不均,多应力木易产生干缩变 形和单板旋切起毛等加工缺陷,直接影响到木材的 质量和价格[1].为充分利用资源,将这两种木材进 行功能性改良是缓解木材供需矛盾的有效手段. 目前,木材的改性技术有染色处理[1],尺寸稳 *收稿日期:2011一O6一O7 定性处理[,强化处理以及防腐处理等[3],而这些 改性技术多数采用化学物质(如:铜,铬,砷等无机 物及低分子有机物),这些化学物质其自身毒性大, 易挥发,易产生环境污染[4].而炭化技术是木材加 工领域的新兴技术之一,采用物理方法通过炭化减 少木材组分中吸水羟基的含量,降低木材的吸湿性 和内应力,从而增加木材的尺寸稳定性[5].其生 产工艺不添加任何化学药剂,环保且工艺简单,符 合当今社会绿色,低碳的环保理念. 2011.5潮j艺林业科技33 1试验方法 l.1试验原料及仪器 材料:本实验采用的是8a生的杨木及水杉. 设备:木材炭化箱,推台锯,微机控制电子万能试验 机,木材含水率测定仪,力学万能试验机,电子温控 干燥箱,恒温恒湿箱. 解,导致木材力学性能严重下降嘲.因而炭化温度 设定为160,190,2