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木材的酸碱性

(2014-09-21 12:20:31)
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木材

含水率

吸附水

自由水

饱和点

世界上绝大多数木材呈弱酸性,仅有极少数木材呈碱性。这是由于木材中含有天然的酸性成分。木材的主要成分是高分子的碳水化合物,它们是由许许多多失水糖基联结起来的高聚物。每个糖基都含有羟基,其中一部分羟基与醋酸根结合形成醋酸酯,醋酸酯水解能放出醋酸,使得木材中的水分常有酸性。木材的酸性对木材的某些性质、加工工艺和木材利用有重要影响。如木材的酸性导致寄生于木材内的真菌易于生长繁殖,使木材易受菌腐虫蛀;木材的酸性会引起对金属的腐蚀等。

1. 木材的基本物理性质

    木材是由同一物质即纤维素组成,因而密度波动不大,约为1.54g/cm3。木材的体积密度波动颇大,即使同一树种也有差异。由于木材生长的土壤、气候等环境不同,导致其构造和孔隙率不同,致使体积密度有很大差别,约为280980 kg/m3。木材的孔隙率也在很大范围内变化,为30%~80%。

2. 木材的含水率与吸湿性

木材吸附水的性能很强,因为木纤维素存在大量的羟基(-OH),是亲水性物质。其对水吸附程度与所处环境的湿度有关。木材所含水的质量占干燥木材质量的百分率,称为木材含水率。

⑴木材中水的存在形式

木材内部所含的水分,可以分为以下三种形式:

①自由水 指存在于细胞腔中和细胞的间隙之中的水。自由水影响木材的表观密度、保存性、抗腐蚀

性和燃烧性。

②吸附水 指被吸附在细胞壁内细纤维间的水。直接影响到木材的强度和体积的胀缩。

③化合水 指木材化学成分中的结合水。对木材的性能无大的影响。

    ⑵纤维饱和点

水分进入木材后,首先形成吸附水,吸附水饱和后,多余的水称为自由水。木材干燥时,首先失去自由水,然后失去吸附水。当木材中的吸附水达到饱和,而尚无自由水时的含水率称为纤维饱和点。纤维饱和点随树种而异,一般在25%~35%之间,平均为30%左右。纤维饱和点是木材物理力学性质是否随含水率而发生变化的转折点。在纤维饱和点之上,含水量变化是自由水含量的变化,它对木材强度和体积的影响甚微;在纤维饱和点之下,含水量变化是吸附水的变化,它对木材强度和体积等会产生很大的影响。见4

木材具有纤维状结构和很大的孔隙率,其内表面积极大,因此易于从空气中吸收水分。潮湿的木材会向干燥的空气中蒸发水分,干燥的木材也会从潮湿的空气中吸收水分。木材长时间处于一定的温度和湿度的空气中,当水分蒸发和吸收达到动态平衡时,其含水率相对稳定,此时木材的含水率称为平衡含水率。木材平衡含水率随周围环境的温度和相对湿度变化而改变,见5。由于不同地区的气候不同,所以不同地区、不同季节的木材平衡含水率也常不相同,见表1

新伐木材含水率常在35%以上,风干木材含水率在15%~25%,室内干燥木材含水率常为8%~15%。为避免木材在使用过程中因含水率变化太大引起变形或开裂,木材使用前,须干燥至使用环境长年平均的平衡含水率。

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