加载中…

加载中...

个人资料
檀印-胡晓鹏
檀印-胡晓鹏 新浪个人认证
  • 博客等级:
  • 博客积分:0
  • 博客访问:5,496,310
  • 关注人气:5,062
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
相关博文
推荐博文
正文 字体大小:

木材的水分与材性

(2010-05-16 12:00:19)
标签:

家居

吸着水

自由水

木材

干缩

木材中水分的来源与状态

 

一棵活树生长时,其根部不间断地从土壤中吸取水分,由树干的木质部将水分送到树木的各个器官, 同时又将叶子光合作用所制造的养料由树干的韧皮部输送到树木的各个部分。水分既是树木生长必不可少的物质,又是树木输送各种物质的载体,活树被伐倒并锯成各种规格的板方材后,水分的大部分仍然保留在木材内部,这就是木材中水分的主要来源,同时木材在贮存、运输或使用环境中也会吸收一些水分进入其内部。

 

木材的水分与材性

 

 对不同的树种来说,树干中木质部水分含量存在差异。即使是同一株树在不同生长季节,其木质部的含水量也有差异。木质部的各个部位,例如心材、边材、根部、树干与树梢等含水量也都不同,所以说木材中水分的分布是很不均匀的。木材周围的大气条件发生变化时,其水分含量也会随之发生变化,水分因其在木材中的位置不同可分为自由水、吸着水、化合水三种: 

 

1>自由水存在于由木材细胞壁上的纹孔或导管末端的穿孔和细胞腔以及胞间隙相互沟通构成的大毛细管系统中,自由水与木材呈物理结合,结合并不紧密,这部分水容易从木材中逸出,也容易吸入。湿木材置于干燥空气中,首先蒸发的就是自由水。对于新伐倒的生材来说, 不同树种的木材,自由水含量变化很大,一般为60~70%至200~250% 之间。


2>吸着水存在于木材细胞壁内的微纤丝、大纤丝之间构成的微毛细管系统内或吸附在微晶表面和无定型区域内纤维素分子的游离控基上。木材中吸着水含量在树种间差别较小,木材吸着水的最大含量一般在23~31%之间,平均约为3%。吸着水与木材物质结合较为紧密, 这部分水不易从木材中逸出,只有当木材中自由水蒸发殆尽,且木材中的水蒸汽分压大于周围壁气中水蒸汽分压时,方可由木材中蒸发。


3>化合水与细胞壁组成物质呈牢固的化学结合状态,木材中这部分水的含量很少,可以忽略不计,而且在一般的干燥条件下无法将其除去。


木材的水分与室内环境


木材的调湿特性是木材具备的独特性能之一,也是其作为室内装饰材料、家具材料的优点所在,用木材或木质材料装修的住宅,其湿度变化远比混凝土住宅或壁纸装修住宅的变化要小。所谓木材的调湿特性就是靠木材自身的吸湿和解吸作用,直接缓和室内环境的湿度变化。当室内环境的相对湿度降低时,打破了室内环境与木材之间的水蒸汽分压平衡,木材内部的水蒸汽分压高于室内环境的水蒸汽分压,木材内部的水分就会逸出,使室内环境的相对湿度提高,此为解吸过程。反之,当室内环境的相对湿度提高时木材就会从室内空气中吸着水分,此为吸湿过程。木材在解吸或吸湿过程开始时进行得十分强烈,此后就逐渐缓慢下来,直至达到新的动态平衡。在这里木材起着水分的储存作用,就象室内空气湿度的天然调节器,长期以来人们就习惯生活在木制家具与木质室内装饰材料的环境中,只是木头在适应环境的过程中,特别是在初期,会发生变形、缩胀、开裂等明显变化。


木材的水分与材性


木材的水分与其产品的形状和尺寸


木材含水量的多少在一定范围内影响木材的强度、刚性、硬度、耐腐朽以及机械加工性能、燃烧值、导热性、导电性等。

潮湿木材置干燥环境中,由于木材内水蒸汽分压大于大气水蒸汽分压,水分就会从木材内部向大气散发,首先蒸发的是自由水。当木材内的自由水蒸发殆尽而吸着水仍处于饱和状态时则称木材的含水率状态是纤维饱和点,纤维饱和点是木材性质变化的转折点。木材含水率在纤维饱和点以上变化时,因为水分的变化只有自由水数量的增减,而自由水数量的增减对木材性质的影响甚微,仅影响木材的重量、燃烧值、导热性和导电性。反之木材含水率在纤维饱和点以下变化时,因木材内部不存在自由水,而吸着水数量的变化对木材性质的影响甚大, 如木材的力学性质、干缩、湿胀、导热性和导电性等都随吸着水的增减而发生改变,可以说木材中吸着水的数量是影响木材性质的主要因素。

 

由于木材在结构上存在各项异性,木材干缩因方向、树种、密度、晚材率、生长轮宽度、应力木、细胞壁的化学成分等的不同而变异甚大,木材的干缩和湿胀性使得木制品的尺寸不稳定或开裂。特别是对生材进行干燥时,因为径向和弦向干缩差异的共同影响, 使由原木解锯的板方材的端面发生多种变形,如:翘弯、顺弯、扭曲、横弯等。木材因干燥的不均匀与各向干缩的差异,造成开裂、端裂、表面裂、心裂、蜂窝裂、轮裂等缺陷的产生

 

木材的水分与材性


木材平衡含水率在木材加工利用上,具有十分重要的意义。其作用在于,它使人们认识到,木材在制成木制品前,必须干燥到与所在地区空气温度和湿度相适应的木材平衡含水率。这样才可避免因受使用地区温、湿度的影响而发生木材含水率的变化,也就不会引起木材尺寸或形状的变化,进而保证木制品的质量。我们国家地域辽阔,各地区的木材平衡含水率依据各地的气候不同,而存在较大差异,即使是同一地区在不同的季节木材的平衡含水率也存在差异。

例如北京的木材平衡含水率年平均值约为11.1%,8月份最高达15.6%,4月份最低约为8.5%福建的木材平衡含水率年平均值约为15.1%,4~5月份最高达17.6%, 11月份最低约为12.4%。如果福建某厂为北京制造一批木制品,倘若不分别按北京的气候条件把木材干燥到适当程度, 这批木制品在北京使用时就会因干缩而开裂。为了保证木制品的形状及尺寸稳定,除了在选择木料时,使用那些干缩与湿胀率较小的木材外,更重要的是把木材干燥到与使用环境相适应的平衡含水率,这样木材就不会由于急剧解吸或吸湿而产生开裂和变形情况,影响木制品的形状和尺寸稳定性,这就是在加工或选购木制品时必须考量木材内水分含量的缘故。 


了解木材的含水率和水分对木材的影响,可以尽量避免木头严重的变形与开裂但无论采取何种手段对木材进行处理,由于环境温、湿度的差异,微小的变形与裂纹都是不可避免的。

 

木材的水分与材性

关注微信公众号 huxiaopengTY 可能会有新知识


0

阅读 评论 收藏 转载 喜欢 打印举报/Report
  • 评论加载中,请稍候...
发评论

    发评论

    以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。

      

    新浪BLOG意见反馈留言板 电话:4000520066 提示音后按1键(按当地市话标准计费) 欢迎批评指正

    新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 会员注册 | 产品答疑

    新浪公司 版权所有