木材的密度、含水率、吸湿性及湿胀干缩与变形

1．密度与表观密度
各物种木材的密度相差不大，一般为1.48～1.56g/cm3，平均约为1.55g/cm3。木材的表观密度则差别很大，随着孔隙率、含水量等因素的变化而不同。小的能到280kg/m3，如泡桐，大的能达到1128kg/m3，如蚬木。大多数木材的表观密度都在400～600kg/m3，平均约为500kg/m3。

2．含水率与吸湿性
木材的含水率是指木材所含水的质量占干燥木材质量的百分数。木材中的水分包括三个部分，一个是细胞壁内的吸附水，一个是细胞腔中的自由水，另一个则是木材中的化学结合水。细胞壁内的吸附水存在于木纤维中，木材的干湿变形以及力学强度均受其影响。当干燥的木材从大气中吸收水分时，通常先由细胞壁吸收成为吸附水；达到饱和后，水分进入细胞腔和细胞间隙，成为自由水。自由水是存在于细胞腔和细胞间隙中的水分，对木材细胞的吸附能力很弱。自由水含量的多少，会影响到木材的表观密度、导热性、抗腐朽能力和燃烧性等，而对木材的变形和强度几乎无影响。化学结合水是木纤维中有机高分子形成过程中所吸收的水分，是构成木材不可或缺的成分，正常状态下木材的结合水应该是饱和的，常温下对木材的性质影响不大。木材干燥时首先是自由水蒸发，而后是吸附水蒸发；木材吸潮时，先是细胞壁吸水，细胞壁中的水分达到饱和后，自由水才开始吸入。通常我们把细胞腔和细胞壁中无自由水，而细胞壁吸附水饱和时含水率，叫做木材的纤维饱和点，其值介于25%到35%之间。均值约为30%。纤维饱和点是木材物理力学性质变化的转折点。木材的含水率受温湿度的影响较大。当长时间处于一定温度和湿度的空气中时，木材的含水率就会趋于稳定，即水分的蒸发和吸收趋于平衡，此时木材的含水率称为平衡含水率。新伐木材的含水率一般在35%以上，风干木材的含水率为15%～25%，室内干燥木材的含水率通常是8%～15%。

3．湿胀干缩与变形
湿胀干缩是指材料在含水率增加时体积膨胀，减小时体积收缩的现象。木材的湿胀干缩性质呈现一定的规律性：当含水率在纤维饱和点以下变化时，含水率增大，木材体积会发生膨胀，含水率减小，木材的体积会发生收缩；而当木材的含水率在纤维饱和点以上变化时，只是自由水的增减，木材的体积没有变化。含水率对松木胀缩变形的影响，可以看出，木材的纤维饱和点是木材发生湿胀干缩变形的转折点。由于木材内部构造并不均匀，其各方向的胀缩也有不同。木材品种相同时，其弦向胀缩最大，径向次之，而顺纤维的纵向最小。如木材干燥时，弦向干缩6%～12%，径向干缩3%～6%，纵向干缩则是0.1%～0.35%，木材弦向的胀缩变形最大，是因髓线与周围连接较差所致；木材树种不同时，其胀缩也不同，一般情况下，木材的表观密度越大、夏材含量越多，其胀缩变形也就越大。木材的湿胀干缩变形，对其应用方面有很大的影响，干缩会造成木结构接缝不严、接榫松弛、翘曲开裂，湿胀会使木材结构产生凸起变形。针对这种不利影响，可提前对木材进行干燥处理，尽可能地使木材含水率达到与工作环境相适应的平衡含水率。

4．其他物理性质
木材的导热系数受其表观密度的影响，随其增大而增大，且顺纹方向的导热系数要大于横纹方向。木材干燥时，其电阻很大。但随着木材含水量的提高，木材的电阻会相对降低；另外，当温度升高时，木材的电阻也会减小。木材的吸声性能较好，故常用软木板、木丝板、穿孔板等作为吸声材料，应用相当广泛。

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