木材干燥学：与干燥有关的木材性质

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1、木材干燥学建筑之家第四讲与干燥有关的木材性质ò木材含水率的计算ò木材中水分的存在状态ò木材平衡含水率ò木材解吸与吸湿ò木材干缩与变形ò木材热学性质ò木材电学性质ò木材的弹性与塑性一、木材中的水分1.木材中水分的由来生材的水分含量水分含量（%）树种心材边材平均红松70200135臭冷杉130200165春榆125100113色木9090紫椴130130五种树种总127平均2.木材中水分的计算含水率（WaterContent）：木材所含水分的多少用水分的质量分数表示，称为木材含水率，是水分的质量与木材物质质量之比的百分率，记作W。绝对含水率

2、：W=（G湿-G干）/G干*100%（用于木材加工）相对含水率：W0=（G湿-G干）/G湿*100%（用于研究木材燃烧性质）3.水分的测定（1）烘干法（称重法，温度为103±2℃）（2）电测法（含水率测定仪：常用仪器有直流电阻式和交流介电式）（3）蒸馏法4.木材的分类：湿材、生材、半干材、气干材（8%～18%）、室干材（7%～15%）、绝干材直流电阻式含水率测定仪的原理：在一定的含水率范围内，木材的电阻率（即单位长度、单位横截面积的木材电阻）与其含水率呈线性关系。注意：1.测定的含水率范围有限。精确测量范围只有6%至30%。2.需要进行

3、温度校正。木材电阻受含水率、温度影响，当木材含水率不变化时，温度越高，木材的电阻率越小。3．树种校正。4.测针插入木材的深度和方向。测针插入木材厚度的1/4～1/3，测出的读数能代表木材含水率的平均值。又木材横纹电阻率是顺纹的2～3倍，故测针须垂直于木材纹理方向。5.锯材厚度不易大于30mm。5.木材中水分的状态（1）湿物体的分类：毛细管多孔体：所含水分增加或减少时，物体尺寸不变,如焦碳，砖，陶瓷材料，木炭等。胶体：在吸收水分时能无限膨胀，到丧失其几何形状为止。如明胶，阿拉伯树胶，生面团，粘土。毛细管多孔胶体:在吸收水分和失水时，物体不

4、丧失其几何形状，尺寸发生有限度的变化。木材，纸板，布匹，皮革等。（2）木材中的毛细管系统：大毛细管系统：细胞壁上的纹孔与导管末端的穿孔使多数细胞的细胞腔相互沟通，构成大毛细管系统。对水分的束缚力很小，以至无束缚力。微毛细管系统：在组成细胞壁纤维素链、基本纤丝、微纤丝及纤丝等之间，都有极为细微的间隙，它们相互连通，构成多级的微毛细管系统。对水分有不同程度的束缚力。（3）木材中水分的状态：自由水：大毛细管内的水分,大致上和自由水面上的水分一样地蒸发。吸着水：微毛细管内的水分,必须在空气湿度低到一定程度，或者在额外加热的条件下，才能向空气中蒸

5、发。（4）木材的吸湿性纤维饱和点：在大气条件下，当自由水蒸发完毕，而吸着水还保持着最高量时的木材含水率叫纤维饱和点（FSP），又称吸湿极限。W=30%,变异范围：23-33%Tt=20℃,W=30%Tt=60℃,W=26%Tt=120℃,W=18%T注：a.FSP是木材干燥的转折点。b.FSP随温度的升高而减小，FSP∝（1/T，树种）。c.温度反应了木材从饱和空气中的吸湿能力，温度越高，木材从饱和空气中吸湿的能力越低。吸湿（adsorption）：当木材含水率低于FSP时，细胞壁内的微毛细管系统能从湿空气中吸收水分，这种现象叫吸湿。反

6、之，水分从微毛细管系统排往空气的现象叫解吸(desorption)。思考：吸湿与吸水的区别是什么？干燥与解吸的区别是什么？平衡含水率：细薄木料在一定空气状态下，最后达到的吸湿稳定含水率或解吸稳定含水率，叫平衡含水率（EMC）。EMC与空气温度、湿度有关，即EMC∝（1/T，φ）。∑P一定时，T每升高1℃，EMC降低0.071％；空空∑T一定时，φ每升高1％，EMC增加0.121％，空空φ=100%时，EMCmax=FSP。¾思考：木材平衡含水率在木材加工利用上有何实用意义？吸湿滞后(sorptionhysteresis)：干木材在吸湿时

7、达到的稳定含水率，低于在同样气候条件下湿木材在解吸时的稳定含水率，此现象叫吸湿滞后，或吸收滞后（即△W=W-W）。解吸∑△w与树种无关，随木材尺寸、干燥温度的增大而增大。∑φ＝60％～90％时，△w≈2.5％（多种木材的平均值）¾思考：为什么会产生吸湿滞后这种现象？二、相对湿度静区当空气温度不变时，且其相对湿度在一定范围内变化时，木材的含水率不变，这个相对湿度变化的区域称为木材的相对湿度静区。注：△w越大，相对湿度静区越大。三、木材的干缩与变形1.木材的干缩•干缩(shrinkage)：木材排出吸着水时，其尺寸随着变化，称为干缩。用干缩

8、率y表示。y=（l前-l后）/l后干缩的原因：干缩是细胞壁内的吸着水蒸发后，微纤丝、纤丝及微晶之间的水层变薄或失去而相互靠拢的结果，体现在纤丝的宽度上。•木材的干缩分为横向干缩和纵向干缩。弦向干缩和径向干缩