《木材的物理性质》PPT课件.ppt

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1、第五章木材的物理性质木材的密度木材的水分木材的电学性质木材的热学性质木材的声学性质第一节木材的密度一、密度与比重密度(density)：有量纲，木材学中常用克/立方厘米(g/cm3)或千克/立方米(kg/m3)；比重(specificgravity)：是物质的密度与4ºC的水分的密度的比值。在4ºC时，水分的密度为1g/cm3或1000kg/m3，所以在此条件下木材的密度与比重在数值上相等，且无量纲。二、木材密度的种类1、生材密度生材(greenwood)：树木刚伐倒时的新鲜材。2、气干材密度气干材：自然干燥的木材。3、全干材密度全干材：在干燥箱内干燥至绝干的木材。4、基本密度木材

2、的基本密度＝木材试样绝干重/试样饱和水分时体积最常用的是气干密度和基本密度。三、木材的细胞壁密度、实质密度和空隙度1、木材的细胞壁密度：木材细胞壁的密度，不包括细胞腔等。2、木材的实质比重：即木材物质或胞壁物质的比重，不包括木材的胞腔等空隙。范围：1.46~1.56，平均为1.50。3、木材的空隙度：单位体积的木材减去木材物质所占的体积以及水所占的体积。绝干材的空隙度(%)＝(1－木材的绝干密度/木材的实质密度)×100%。以水作为置换介质得到的细胞壁密度大于以甲苯和氦作为置换介质得到的值。这是由两个方面的原因引起的：（1）水属于极性膨胀性介质，水分子可以进入细胞壁中更小的孔隙中；

3、（2）与液态水相比，吸着水的表观体积减小。5.1.2木材比重的测定测定比重必须知道一定含水率时木材的体积以及木材的绝干重量。在大多数情况下，绝干重量的测定与用绝干称重法测定含水率中所用的方法一致。由于在干燥过程中抽提物可能和水蒸气一起蒸发，所以有时采用蒸馏法来得到绝干重量。木材的体积的测定可以采用以下方法：（1）对于形状规则的试材，直接测量试材的三边尺寸，计算出体积；（2）对于形状不规则的试材，可以用排水法测量体积。（3）快速测定法。排水法此法尤为适合测定不规则试样的体积。当测定气干材或全干材体积时，需在试样入水前涂上石蜡薄层，防止试样吸水而影响精度。快速测定法首先，在烧杯中加入适

4、量液体，将金属针浸入液体中，记录天平的读数。然后用金属针尖固定试材，将试材浸入液体中，再记录平衡时天平的读数。两次天平的读数之差除以已知液体的密度，就可以得到试材的体积。天平试材烧杯金属针支架天平读数图6-1用排水法测量木材的体积量筒液面试材图6-2快速测定法测量木材体积水银测容器法使用于测定不规则试样的体积。利用水银测容器，测定试样的体积木材密度的变异及水分对它的影响（一）木材密度的变异（variationofwooddensity）影响木材密度的本身因子有树种、抽提物和取材部位等，外界因子有含水率。1.树种不同树种的木材其密度差异很大，如：麻栎密度较大：0.93g/cm3；巴塞

5、木密度较小：0.12g/cm3。不同树种木材密度的差异原因主要是取决于木材中所含胞壁实质物质的多少。木材密度大空隙度小（胞壁物质多或壁厚）；木材密度小空隙度大（胞壁物质少或壁薄）。2.抽提物含量一般，木材在胞壁率相同的条件下，浸提物愈多则密度愈大。对于同一树种木材而言：心材抽提物含量>边材心材密度>边材密度枝梢材抽提物含量>干材枝梢材密度>干材密度3.木材在树干中的部位同一树种木材，因在树干上的部位不同，木材密度也有较大的差异。（1）沿树干高度的变化规律：通常在树干基部木材的密度最大，自树基向上逐渐减小，在树冠部位则略有增大。（2）沿半径方向的变化规律：①针叶材：髓心最小，向外随树

6、龄增大木材密度逐渐增大，半径方向至距树皮1/2处，密度达最大值，此后又逐渐下降。②阔叶材：1）具心材的环孔材：心材密度大，年轮宽度与密度成正相关关系，但靠近髓部及靠近树皮的部分，木材密度则较小。2）散孔材：自髓心向树皮方向木材密度逐渐增大。（二）水分对木材密度的影响1.含水率在纤维饱和点以上变化时：含水率变化仅影响木材重量，而其体积不变湿材密度与含水率呈正相关。2.含水率在纤维饱和点以下变化时：含水率变化重量和体积同时变化，但重量变化率大于体积胀缩率气干材密度随含水率的增减变化比湿材慢。∵∴∵∴年轮宽度与比重的关系树龄（年）比重以上海拔2000-2999英尺海拔1000-1999英

7、尺海拔0-999英尺不同海拔范围的花旗松的密度与树龄之间的关系(USDA,1965)第二节木材和水分生材与气干材中的水分一、木材中水分的分类（1）化学水(chemicallycombinedwater)—存在于木材的化学成分中，与组成木材的化学成分呈牢固的化学结合。但数量甚微（<0.5%），只在对木材进行化学加工时起作用，故可忽略不计。（2）自由水(freewater)—存在于细胞腔和细胞间隙（即大毛细管系统）中的水分。其与木材的结合方式为物理结合，结合并不紧密，故易