木材含水量對強度,幹縮之影響
木材之另一(yī)特性是含水量大(dà)小(xiǎo)值直接影響到木材強度和體(tǐ)積,木材含水量即木材所含水分(fēn)之重量與木材幹重之比,亦稱爲含水率,取一(yī)塊木材稱一(yī)下(xià)重量,假定是4.16Kg,把它烘幹到幹燥狀态,再稱重量是3.4Kg,則此木材之幹重爲3.4Kg,所含水分(fēn)之重量爲4.16-3.4=0.76Kg。這塊木材之含水率爲:
含水率(w%)=(含水木材之重量-幹木材之重量)/(幹木材之重量) x=0.76/3.4x=22.3%
新伐木材,細胞間隙充滿水,木材之含水率在以上,在場地堆放(fàng)時,細胞腔裏之水先蒸發出去(qù),此時木材總重量減輕,但體(tǐ)積和強度都沒有什麽變化。到一(yī)定時候,細胞腔之水都蒸發完畢,可細胞壁裏還充滿水,此情況叫“纖維飽和”。這是含水率約爲30%,爲方便起見,就規定含水率30%爲“纖維的飽和點”。含在細胞壁之水繼續蒸發,引起細胞壁變化,這時,木材不但重量減輕,體(tǐ)積也開(kāi)始收縮,強度開(kāi)始增加。
木材強度随含水率變化是因爲細胞壁纖維間之膠體(tǐ)是“親水”之故。水分(fēn)蒸發後,膠體(tǐ)塑性減小(xiǎo),膠結力增加,可以和纖維共同抵抗外(wài)力之作用,含水量變化對順紋抗拉強度影響較小(xiǎo),對順紋抗壓強度和彎曲強度影響較大(dà)。例如松木在纖維飽和點順紋抗壓強度約爲3KN/CM2。
木材因含水量減少引起體(tǐ)積收縮之現象叫作幹縮,幹縮也叫作“各向異性”例如從纖維飽和點降到含水率0%時,順紋幹縮甚小(xiǎo),爲0.1~0.3%,橫紋徑向幹縮爲3.66%,弦向幹縮竟大(dà)9.63%,體(tǐ)積幹縮爲13.8%,所以當木材紋理不直不勻,表面和内部水分(fēn)蒸發速度不一(yī)緻,各部分(fēn)幹縮程度不同時,就出現彎、扭等不規則變形、幹縮不勻就會出現裂縫。
木材強度變化和幹縮,爲使用木材帶來諸多不便,我(wǒ)(wǒ)們不可能消除這種客觀存在之不利變化,但能認識掌握其變化規律,控制此變化。木材水分(fēn)可以被蒸發到空氣中(zhōng),空氣中(zhōng)水分(fēn)也會被吸進來,後一(yī)現象爲“吸濕”,吸濕爲木材之特性,主要是木材含水率達到相對飽和點,其含水率過高,或過低都會給木材基本物(wù)理性能帶來不利因素。例圖爲空氣濕度與相對濕度關系因素。
對應某一(yī)空氣濕度和相對濕度,就有一(yī)個木材含水率數值,這個值稱爲“平衡含水率”。例:當地室内平均濕度32。,相對濕度55%。從圖中(zhōng)查出平衡含水率爲10%,家具類用材,一(yī)般含水率爲15%,一(yī)般木材制品(含木制包裝),有關部門定爲18%~25%左右爲達标産品,因木材在含水率18%以下(xià),木腐菌就無法生(shēng)存繁殖。