木材的吸水率的变化对其性能有哪些影响
木材的吸水率,专业一点讲应该叫含水率的变化吧,木材含水率的变化在大多数情况下并不是吸水引起的,因为木制品在使用过程中很少有被放入水中。所以木材的含水率变化主要是吸湿和解吸引起,也就是根据周围环境相对湿度的变化而变化。
第一个,木材天然具有干缩湿胀的特性,含水率升高木材会膨胀,而且不同方向膨胀的大小不同,一般弦向大于径向大于纵向,含水率降低木材会发生干缩,尺寸变小。所以实木家具面板和嵌板周围大多留有伸缩缝。
第二个,木材含水率较高时会发生腐朽,这与腐朽菌的生长特性有关,就是具体的含水率范围最适于其生长和繁殖,不过含水率过高和过低都可以起到防腐的效果,所以板材一般采用干燥,降低含水率,而原木则可采用水存,或者不断淋水的方法。
第三个,木材的导电性,导热性和含水率也有关系,不过这个对日常生活没什么影响。
第四个,木材的许多力学性质都和含水率有关,含水率越低木材的抗弯性能越好,强度越大。
第五个,木材的强度,当含水率在纤维饱和点以下时,其强度随含水率增加而降低,这是由于吸附水的增加使木材的细胞壁逐渐软化所致。当木材含水率在纤维饱和点以上时,木材的强度等性能基本稳定,不随含水率的变化而变化。含水率对木材的顺纹抗压及抗弯强度影响较大,而对顺纹抗拉强度几乎无影响。我国标准规定,以含水率为15%时的强度值作为标准,其他含水率时的强度可通过公式换算。木界公号有更详细具体的木材含水率相关知识。
木材浸于水中吸取水分的能力。木材的吸水性关系着木材对化学药剂的浸注、制浆蒸煮等加工工艺的效果。木材所吸收的水包括细胞壁吸着的水和细胞腔中吸收的水两部分。细胞壁吸水是一种吸着现象;细胞腔吸水除吸着现象外,更主要的是毛细管的吸水现象。毛细管力(P)的大小可按下式计算:
式中 r为毛细管半径(厘米);σ为液体表面张力系数(牛/米);P为毛细管力(帕),θ为液体与毛细管壁的接触角(度)。毛细管中液面上升或下降的高度则可按下式计算:
式中 h为毛细管里液面上升或下降量(厘米);d为液体密度(克/立方厘米);g为重力加速度(厘米/平方秒);余同上式。毛细管半径越小,接触角越小,液体表面张力愈大,则润湿液体在毛细管中的液柱上升越高。木材细胞腔的大毛细管系统的半径,小于0.1毫米,所以毛细现象显著;水的表面张力又大,与木材的接触角又小,所以木材毛细管吸水力很强。
木材的吸水过程是不均匀的,最初吸水很快,随着时间的推移吸水速度(指单位时间吸水量或吸水至饱和状态所需的时间)逐渐减小,直至木材吸水达到饱和状态几减为零时止。因而在达到饱和以前,木材的吸水量取决于木材浸在水中的时间,浸水时间越长,吸水越多,反之则越少。饱和时的木材吸水率等于吸着水的最大量即纤维饱和点的含水率与细胞腔的自由水的最大量之和,即
式中 30%为纤维饱和点的含水率;264226×100%为自由水的最大量;ρ0为木材绝干密度(克/立方厘米)。由此式可知,木材吸水率取决于木材的密度,随着密度的增大而减小。木材吸水速度的快慢,则主要取决于大毛细管系统对于吸水的有效性如何,其次为木材的密度。
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1、测量地板的含水率
国家标准规定木地板的含水率为8%-13%。事实上我国地域辽阔,不同地区含水率要求均不同。在我国北方地区地板含水率12%,南方地区地板含水率也应控制在14%以内。一般木地板的经销商应有含水率测定仪,如无则说明对含水率这项指标不重视。购买时先测展厅中选定的木地板含水率,然后再测未开包装的同材种、同规格的木地板的含水率,如果相差在±2%,可认为合格。
2、观测木地板的精度
木地板开箱后可取出10块左右徒手拼装,观察企口咬口,拼装间隙,相邻板间高度差。
3、检查基材的缺陷
先查是否同一树种,是否混乱,地板是否有死节、活节、开裂、腐朽、菌变等缺陷。至于地板的色差,由于木地板是天然木制品,客观上存在色差和不均匀的现象,这是无法避免的。而且铺设实木地板感受回归大自然的感觉,正在于它自然的花色,花纹,如若过分追求地板无色差,是不合理的,只要在铺装时稍加调整即可。
木制品制作完成后,造型、材质都不会再改变,此时决定木制品内在质量的关键因素主要就是木材含水率和干燥应力。生产制造时需要正确掌握木制品的含水率。当木制品使用时达到平衡含水率以后,这个时候的木材最不容易开裂变形。
木材置于一定的环境下,在足够长的时间后,其含水率会趋于一个平衡值,称为该环境的平衡含水率EMC。当木材含水率高于环境的平衡含水率时,木材会排湿收缩,反之会吸湿膨胀。例如,广州地区年平均的平衡含水率为15.1%,北京地区却为11.4%。干燥到11%的木材用于北京是合适的,可用于广州将会吸湿膨胀,产生变形。所以说,木材干燥要适当,并非越干越好。不同地区、不同用途,对木材含水率的要求也是不一样的。
木材在一定的空气状态下,最后达到的吸湿稳定含水率或解吸稳定含水率,叫做木材的平衡含水率(木材水分稳定状态)。
测量木材含水率的方法有烘干法、电测法、干馏法、滴定法和湿度法,在木材加工领域里,通常采用烘干法
1、分别称取木头,纸,金属和塑料各20g。
2、将他们分别放入烧杯中,向其中分别加入100ml的水,把材料都淹没。
3、55分钟后,取出四种物质,看一下烧杯中液面高度即可。
4、结论:液体少,则吸水性好。
扩展资料:
吸湿性
指材料在气态环境中吸收水分的性质。
这种性质和材料的化学组成与结构有关。对于无机非金属材料除了
和材料的表面的化学性质有关外,还和材料形成的微结构有关,如果多毛细孔,其吸湿能力就比较强,除此之外还和毛细孔的直径与结构相关。对于有机高分子材料也是如此。金属表面也有吸附水分子的性质,和金属元素的性质以及表面结构状态相关。
吸湿性与吸水性相似,都是物理性质。
脱水性
能按照水分子中氢氧比例(H:0=2:1)夺取其它物质里氢氧原子的性质。
脱水性,脱水的过程是一种化学变化,此过程生成了新的物质,如浓硫酸能将有机物(包括木材,布匹,皮肤,糖类等)中的氢元素和氧元素按照2比1的比例(以水的形式)脱去。
最后只剩下碳元素(有时还有其他元素,或氢元素和氧元素没有脱完)(此过程称为碳化).或浓硫酸能从带结晶水的晶体(如五水硫酸铜)中,脱去结晶水,生成无结晶水的晶体。
脱水性与吸水性不同,脱水性是化学性质,吸水性是物理性质。
参考资料来源:百度百科-吸水性
平衡含水率指的是木材在一定空气状态(温度、相对湿度)下最后达到的吸湿或稳定含水率叫平衡含水率,
纤维饱和点是木材仅细胞壁中的吸附水达饱和,而细胞腔和细胞间隙中无自由水存在时的含水率,而三者之间的关系也是显而易见的,检测木材含水率,求知样品平衡含水率,以用来控制水分达到纤维饱和点,最重要的首要的就是检测木材含水率,
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