木材兩大物理特性——含水率及密度

　　1.木材水分

　　  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胞腔和細胞間隙中的水分，又稱毛細管水;吸著水是指存在于細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)

　　  木材細胞壁含水率(吸著水)在飽和狀態(tài)，而細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)，其外形體積由細胞壁物質(zhì)及孔隙(細胞腔、胞間隙、紋孔等)構(gòu)成，因而密度有木材密度和木材細胞物質(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，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)。