木材兩大物理特性——含水率及密度

  木材中的水分，可分為三類：自由水、吸著水和化學(xué)水。

  自由水是指存在于細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙中的水分，又稱毛細(xì)管水；吸著水是指存在于細(xì)胞壁微纖絲間的水分，又稱附著水、吸著水或束縛水；化合水是指存在于木材化學(xué)成分中的水分。

  自由水和吸著水為木材中的主要水分。自由水與木材密度、燃燒、干燥、滲透有密切關(guān)系；吸著水影響著木材性質(zhì)；化合水與木材性質(zhì)關(guān)系不大。

  通常用木材含水率來描述木材中的水分變化。

  木材含水率是木材所含水分與木材重量之比。木材含水率分為纖維飽和點（含水率）、生材含水率、濕材含水率、平衡含水率、窯干含水率、絕干材含水率等。其中纖維飽和點、生材含水率和平衡含水率比較重要。
 

  1.1纖維飽和點（含水率）

  木材細(xì)胞壁含水率（吸著水）在飽和狀態(tài)，而細(xì)胞腔無自由水時的含水率，稱纖維飽和點或纖維飽和度。纖維飽和點因樹種不同而異，一般為23％－31％，通常以30％為各樹種纖維飽和點的平均值。青楊木材的纖維飽和點為23％。

  纖維飽和點的變化是木材性質(zhì)變化的轉(zhuǎn)折點。在纖維飽和點以上，木材強度性質(zhì)不變；在此點以下，木材強度因含水率的減低而增加，反之，因含水率的增加而減少，直至到達纖維飽和點為止。同樣，木材含水率在纖維飽和點以上時，木材沒有收縮、膨脹的變化；待到含水率降低到纖維飽和點以下時，木材伴隨含水率的減少而收縮，等到減少至零，收縮達到比較大；反之，隨含水率的增加膨脹，直至達到纖維飽和點含水率為止。

  1.2生材含水率

  生材系剛伐倒的樹木，其含水率指剛伐倒的木材含水率。生材含水率對于木材的運輸和貯存具有一定意義。生材中的水分，主要是自由水和吸著水，其含水率隨季節(jié)而變化，但各樹種無一定規(guī)律。一般在冬季和樹液流動的春季較多，可達全樹重量的80％－100％以上。

  1.3平衡含水率

  長期貯藏在大氣中的木材稱氣干材。當(dāng)空氣中水蒸氣壓大于木材表面水蒸汽壓時，木材自外界吸收水；反之，木材中的水分向外散失。若空氣中的水蒸氣壓與木材表面水蒸氣壓相同，木材既不吸收水分，也不散失水分。這時木材所具有的含水率，稱平衡含水率。木材平衡含水率隨周圍空氣的狀態(tài)而變化。如果木材實際含水率小于平衡含水率，木材則呈現(xiàn)吸濕作用；反之，木材就會呈現(xiàn)蒸發(fā)作用。
 

  2．木材密度

  密度是某一物體單位體積的質(zhì)量，通常以g/cm3或kg/m3表示。木材系多孔性物質(zhì)，其外形體積由細(xì)胞壁物質(zhì)及孔隙（細(xì)胞腔、胞間隙、紋孔等）構(gòu)成，因而密度有木材密度和木材細(xì)胞物質(zhì)密度之分。前者為木材單位體積（包括孔隙）的質(zhì)量；后者為細(xì)胞壁物質(zhì)（不包括孔隙）單位體積的質(zhì)量。

  木材密度是木材性質(zhì)的一項重要指標(biāo)，具有很重要的實用意義，根據(jù)它估計木材的實際重量，推斷木材的工藝性質(zhì)和木材的干縮、膨脹、硬度、強度等木材物理力學(xué)性質(zhì)。

  木材密度，以基本密度和氣干密度兩種為比較常用。

  2.1基本密度

  基本密度因絕干材重量和生材（或浸漬材）體積較為穩(wěn)定，測定的結(jié)果準(zhǔn)確，故適合作木材性質(zhì)比較之用。在木材干燥、防腐工業(yè)中，亦具有實用性。

  2.2氣干密度

  氣干密度，是氣干材重量與氣干材體積之比，通常以含水率在8％－20％時的木材密度為氣干密度。我國和國際上其他國家一樣，規(guī)定含水率12％為我國的氣干密度。木材氣干密度為中國進行木材性質(zhì)比較和生產(chǎn)使用的基本依據(jù)。