各類木材的密度不同,有的很小,可長時間浮于海面,有的很大,入水即沉。其緣由是各類木材組成細(xì)胞的細(xì)胞壁和細(xì)胞腔所占比列不同。壁薄腔大,則木材密度??;相反,壁厚腔小,則木材密度大。1.木材密度的表示木材密度一般指單位容積木材的質(zhì)量。因為木材容積和質(zhì)量就會隨木材含水率的變化而變化,因而木材的密度是指某一含水率的密度。通用的有全干密度,氣干密度和基本密度。在生產(chǎn)、流通貿(mào)易等實際應(yīng)用中,常用氣干密度這一指標(biāo)。全干密度:ρo=Go/Vo氣干密度:ρq=Gq/Vq基本密度:ρj=Go/Vs式中:ρo、ρq、ρj——全干密度、氣干密度和基本密度(g/cm?0?6);Go、Gq——木材的絕干和氣干質(zhì)量(g);Vo、Vq、Vs——全干、氣干和生材時木材容積(cm?0?6)。標(biāo)準(zhǔn)氣干密度為了易于比較不同樹種木材氣干密度,其結(jié)果調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)氣干含水率12%時的數(shù)值即為標(biāo)準(zhǔn)氣干密度;ρ12=ρq[1-0.01(1-Kv)(M-12)]式中:ρ12、ρq——含水率為12%時的標(biāo)準(zhǔn)氣干密度和試驗時實測的氣干密度(g/cm?0?6);Kv——木材容積干縮系數(shù),按照木材密度,多數(shù)在0.4-0.6。M——實驗實測時木材的氣干含水率,一般在6%-22%時適用該換算公式。
木材實質(zhì)密度即木材的實質(zhì)或細(xì)胞壁物質(zhì)的密度,不包含木材細(xì)胞腔等縫隙。組成木材各類細(xì)胞的胞壁成份主要是纖維素、半纖維素和木素,它們的成份和比列基本相同,因此各類木材的實質(zhì)密度也是極相仿的,大概在1.46-1.56之間,一般取1.50作為木材的實質(zhì)密度。因而可以說再硬重的木材,其密度也不會超過1.50。2.木材密度的測定測定木材密度常用直線量取法和排水法,其差別在于怎樣確定試樣容積。(1)直線量取法:對規(guī)則形狀的木材試樣,測定木材容積最簡單的方式是,盡可能精確陽線出各個方向的規(guī)格,之后估算它的容積。我國測定木材密度有規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方式。它采用標(biāo)準(zhǔn)試件,規(guī)格為20mm*20mm*20mm,各相鄰面互成直角,在試樣各相對面的中心位置,用測微尺分別測出弦向、徑向和順紋方向的規(guī)格,估算容積。(2)排水法:排水法的測定原理如圖3-1所示。將待測的試樣插在針上,并浸入于水底,試樣不與容器的壁和底相接觸水的密度是多少g/L,試樣排水所占的容積即為試樣的容積。也可將容器置于天平上,試樣插沒于水底后天平上降低的質(zhì)量(g)即為被測試樣的容積(cm?0?6),由于水的密度為1g/cm?0?6。排水法測飽水材(生材)容積較為確切,因而常用于基本密度的測定。
測定氣干密度時,因為氣干材會吸水,應(yīng)在測定前對試樣進行涂蠟處理。其方式是,將石蠟加熱熔化后,立刻將用針插著的試樣浸入于石蠟液中,并迅速取出,使木材表面附著一層蠟層,對其表面過多的石蠟須要小刀刮去。(3)快速估測法:該方式可估測密度大于1g/cm?0?6的木材。要求試樣為長圓形或正圓形水的密度是多少g/L,通直,兩端平行,將其倒入盛水容器中,使試件自然浮于海面,其沉水部份所占的比列即為該木材的密度值。也可如圖3-2所示在試件入水方向,刻以十等分,圖中所示的木材密度約為0.55g/cm?0?6。
密度是某一物體單位容積的質(zhì)量,一般以g/cm3或kg/m3表示。木材系微孔性物質(zhì),其外觀容積由細(xì)胞壁物質(zhì)及孔隙(細(xì)胞腔、胞間隙、紋孔等)構(gòu)成,因此密度有木材密度和木材細(xì)胞物質(zhì)密度之分。后者為木材單位容積(包括孔隙)的質(zhì)量;前者為細(xì)胞壁物質(zhì)(不包括孔隙)單位容積的質(zhì)量。
木材密度:是木材性質(zhì)的一項重要指標(biāo),具有很重要的實用意義,按照它恐怕木材的實際重量,推測木材的工藝性質(zhì)和木材的干縮、膨脹、硬度、強度等木材化學(xué)熱學(xué)性質(zhì)。
木材密度,以基本密度和氣干密度兩種為最常用。
1、基本密度
基本密度因絕干材重量和生材(或浸漬材)容積較為穩(wěn)定,測定的結(jié)果確切,故適合作木材性質(zhì)比較之用。在木材干燥、防腐工業(yè)中,亦具有實用性。
2、氣干密度
氣干密度,是氣干材重量與氣干材容積之比,一般以含水率在8%~20%時的木材密度為氣干密度。木材氣干密度為中國進行木材性質(zhì)比較和生產(chǎn)使用的基本根據(jù)。
木材密度的大小,受多種誘因的影響,其主要影響因子為:木材含水率的大小、細(xì)胞壁的薄厚、年輪的寬窄、纖維百分比的高低、抽提物濃度的多少、樹干部位和樹齡立地條件和營林舉措等。中國林科院木材工業(yè)研究所依據(jù)木材氣干密度(含水率15%時),將木材分為三級(單位:g/cm3):
很?。骸?.350;?。?.351-0.550;中:0.551-0.750;大:0.751-0.950;很大:>0.950。