木材（木门）的物理性质之木材含水率
木材具有哪些物理性质?哪些重要指标会直接影响木门的质量?
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木材的物理性质是指既不破坏木材的完整性,又不改变木材的化学成分所具有的性质,包括木材水分、相对密度、干缩率、湿胀系数等,以及木材与热、电、声、光波物理现象发生关系时所表现出来的性能。物理性质可以直接影响木制品的强度,而其中的干缩率和湿胀系数直接影响木门的加工、生产质量和使用质量。因此,深入研究木材的物理性质既能提升木门的质量,又能合理利用木材和节约木材。
13.试述木材孔隙中水分的含义,它对木材有何影响?
木材是一种毛细多孔材料,木材孔隙中的水分对木材强度、干缩率、湿胀系数、相对密度及木材的耐久性都有不同程度影响。因此,木材孔隙中的水分对木门的加工和使用有着至关重要的影响,必须了解水在木材中是以何种形式存在。木材孔隙中的水分以三种形式存在。
①自由水。自由水呈游离状态,存在于细胞腔和细胞间隙中,亦被称为毛细管水或游离水。
②附着水。附着水呈吸附状态,存在于细胞壁的微细纤维之间,亦被称为吸附水或吸着水。
③结合水。结合水是细胞中化学组成中的水,也就是木材化学组成中的化合水,是三种水中占的比重最少的一种
木材中的水分主要是自由水和附着水,自由水和附着水本身没有明显界限,只因其在木材中存在的部位不同而异。自由水系游离状态,存在于细胞腔中,因此,只对木材的相对密度、干燥性、渗透性及燃烧性有关;附着水存在于细胞壁中,是影响木材性质的主要因素;结合水量少,对木材性质无影响
14.如何计算木材中的水分?
木材中的水分质量被称为木材含水量。木材中水的质量与木材质量的比称为含水率(%)。其表示方法有三种,相对含水率、绝对含水率和平衡含水率。木门使用的木材必须干燥,在木门生产中,广泛采用的是绝对含水率,简称含水率
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15.何谓绝对含水率?如何计算?
绝对含水率是用全干木材的质量作为计算基础,也就是木材中水分的质量与木材绝干质
量的比值,用百分率表示。其计算方法如下：
W=（G湿－G干）÷G湿×100%
式中：W：绝对含水率,%;
Ga：湿材质量,g;
G干：绝十材质量,g
16.何谓相对含水率?如何计算?
木材的相对含水率是用湿材质量作为计算基础,也就是木材中水分的质量与湿材质量的
比值,是用百分率表示。其计算方法如下
W1= （G湿－G干）÷G湿×100%
式中:W1:相对含水率,%
Gg:湿材质量,g;
G干：全干材质量,g。
17.何谓平衡含水率?为什么木门的含水率都要达到当地平衡含水率值?
木材长时期置放在具有一定温度和湿度的环境中,当环境较干燥时木材中的水分将会蒸发;环境过于潮湿,它又会将环境中的水分吸收,使木材水量増加。最终木材都会达到既不吸水,也不释放水分的状态,此时木材具有的含水率称为平衡含水率。
我国地域辽阔,气候条件不同,湿度相差甚大,如我国新疆维吾尔自治区的平衡含水率值仅10%,而海南省平衡含水率高达17.6%。若木门的含水率不与当地含水率相近,运到西北地区的木门将收缩变形,而运到海南省将胀裂变形。因此,木门无论在哪里加工生产必须了解当地含水率,运往全国各地的木门含水率是不一致的,生产时其含水率必须与当地
含水率相接近,甚至稍小些。
18.木门的含水率值如何检测?常用哪种方法检测?
木门的含水率值测定方法有两种:一种是质量法,另一种是电测法。质量法测定值精确,常用于科研和生产中制定干燥工艺,该法测定时较烦琐,而且时间长。电测法的特点是简便、快捷、不破坏试件,但测定木材厚度有限,精度较低,常用于成品测定,如胶合板、纤维板、木门等产品的含水率值测定。
19.如何用质量法测定木门的含水率值?
质量法测定木门的含水率值,测的是木门板材的坯料,生产前必须要对坯料进行干燥。质量法是进入干燥窑前为确定干燥基准,或实验室做科研检测木材含水率时最常用的方法。
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从测试的木材上切下不大的试材作试样进行称量(精确到0.001g),并记录,然后把试材放入烘箱中干燥,烘箱的温度调整到95~105℃。在试材烘干的过程中,每隔一定的时间称量,当两次测量出的质量相等或相差极小时(不超过0.02g),即表示木材已达到全干干燥结束后,将试件放人玻璃干燥器皿中冷却至室温,然后再取出试件称重,此时的质量称为绝干材重,将测出值代入绝对含水率公式,即可得出绝对含水率
20.如何用电测法測定木门的含水率?为什么在制成木门后都采用该法?
电测法的含水率测定仪通常使用电阻式木材水分测定仪,它的工作原理是利用木材的导电性与含水率的关系,因为绝干的木材具有良好的绝缘性。木材的导电能力随含水率的不同而变化,若木材含水率增加,则导电能力增加,反之导电能力也随之减小。目前市场上有两种电测法,一种是插针法,即将金属插针插入木材中;另一种是接触式
法,把测定仪直接放在木材表面上,即可在刻度盘上显示被测出的数字电测法木材含水率测定仪操作简便,直接显示,特别是用接触式法测量含水率,既不破坏木材表面,又可以快捷地读出含水率值,所以在木门生产与使用中应用较多,但其精确性不如称重法。
21.每个城市的平衡含水率值是否相等?如何了解各城市的平衡含水率?
中国地域辽阔,既有严寒的东北地区,冬天温度低至一40℃;也有酷热的西南地区,夏天温度高达40℃,湿度高达90%以上。因此,每个城市的平衡含水率值是不同的,如海口在一月份的平衡含水率达19.2%,而拉萨市的平衡含水率仅7.2%。为了保证木门的质量,必须按各地区平衡含水率生产木门。每个城市的木材平衡含水率可査阅附录8,若表中没有要查找的城市,可从其中查阅相近城市的平衡含水率作为参考值进行估算。
22.何谓纤维饱和点含水率?在木门加工时起何作用?
当潮湿木材蒸发水分时,首先蒸发的是自由水,当自由水蒸发完毕而附着水尚在饱和状态时,称为纤维饱和点。这时的含水率称为纤维饱和点含水率。纤维饱和点含水率的高低与树种有关,不同树种的值各异,通常在22%~33%。根据多种木材测定,在空气温度为20℃,湿度为100%时纤维饱和点含水率的平均值为30%。木材纤维饱和点这个概念被应用在木材加工中的干燥工艺中,用尺寸变化表示,当木材的含水率在纤维饱和点以上时,即大于30%时,木材不会产生干缩;当木材含水率在纤维饱和点以下时,即小于30%时,其干缩趋势呈直线上升趋势,使木门坯料尺寸收缩变小。在纤维饱和点以上时,含水率的增减只是细胞腔中自出水蒸发多少,而细胞壁的密实程度不发生变化,所以力学强度变化。当含水率低于纤维饱和点时,因细胞壁的附着水蒸发,所以细胞壁就变得密实,强度就增大。综上可见,在木门的加工过程中,纤维饱和点是木门坯料材性的转折点。
23.何谓木材养身?为什么木材与人造板都要养身
养身就是将制作木门板材、方材经人工千燥后,置于一定温度、湿度的室内环境中存放定的时间,这样的过程称为木材养身。木门所使用的板材木方,无论是木材或胶合板、中密度纤维板、创花板等人造板都经过下燥窑或十燥机干爍,已达到最终含水率,此时木门坯料的含水率分布基本已趋于均匀,但实际上其坯料(木材或人造板)内部还留有大小不同的残余应力还没释放出来。若这部分残余应力存留在坯料中,虽然经加工成木门,出厂时检验质量合格,但存放于门店时或消费者安装使用后又将出现表面隐裂、开裂、油漆皱皮、脱层等不良现象,所以原材料必须要进行养身。
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24.木材养身期如何确定?
养身期的确定与材种、板坯的厚度、干燥均匀性等诸多因素相关,因此不可能有一个固定的准则,必须通过企业长期经验的积累和对各种材种做试验进行比对确定。其确定步骤如下。
(1)取三四块木材坯料做试验。
(2)在试验板宽度上取三个点,三个点的位置是两个端点和中心点,其端点的位置是离还料端头5cm。
(3)分别在三个点上用彩色笔画三条平行线。
(4)在养身期量出每条平行线的间距,并记录在表格中。
5)进入养身期后每天测三条间距线值。
(6)依次进行,当木门坯料尺寸连续两天保持不变,说明此时残余应力已释放完毕。
(7)养身之日开始到尺寸不变之日的天数即木材所需要的养身期。通常,密度大、分泌物多的材种养身期长
25.木材的固有性质是什么?
木材的湿胀和干缩是木材的固有性质,这种性质使制作完工的木门的尺寸不稳定,使木门在使用过程中发生门关闭不严、翘曲变形等现象。但是湿胀也是有限度的,木材吸湿使其含水率增加,体积増大・,当含水率升到纤维饱和点时木材就不再膨胀,此时体积最大;若含水率继续升高,木材的尺寸和体积不再发生变化,仅增加木材的重量。