木材性能之含水性能【批木网】

发布时间: 2019年07月30日 22:19:00

木材性能之含水性能

【批木网】

        木材具有吸水性，是吸水性材料。木材以三种方式吸取水分：以液态水的形式沿细胞腔移动，以气态水的形式透过细胞腔，以水分子的形式透过细胞壁。木材含水率指的是木材中的水分质量和木材绝干质量的百分比(例如：如果100kg的木材含水50kg，那么在此情况下含水率就是100%)。刚砍伐的树木含水率通常为40-200%。一般情况下木材含水率在8-25%之间，主要与空气的相对湿度有关。
      木材平衡含水率指的是在一定空气温度与相对湿度的状态下达到稳定的木材含水率。对于木材平衡含水率需注意的是它取决于空气的相对湿度，而不是绝对湿度。空气的相对湿度表示空气中所含水汽量与该气温下饱和水汽量的百分比。初步干燥处理的木材在两周内会达到其平衡含水率水平。木材纤维饱和点指的是细胞壁中的结合水已达饱和，而细胞腔中无自由水的状态时的含水率。木材在干燥时因其含水率小于纤维饱和点而因此收缩。相应地，当木材重新吸收水分，在达到纤维饱和点之后，木材湿胀停止。芬兰主要木材的饱和点在+20^°C 时的含水率约30%。木材吸取和释放水分（含水量）的能力可被用于建筑结构，如建筑采用木材保温，使结构内水分子均衡流动。
     木材干缩湿胀因年轮的径向、弦向及纤维的方向不同而变化，这种现象被称为各向异性（anisotropy）。在干燥时，木材在由全湿到绝对干燥过程中收缩，弦向干缩率平均为8%，径向干缩率约为4%，而顺纹方向只有0.2-0.4%。心材通常比边材含水率小，这给木材干燥带来挑战。各向异性与木材内应力导致木材在干燥时变形。在建筑中木材的干缩湿胀需引以注意，它会造成建筑框架沉降等问题。此外，弦向收缩率大的木材会造成木材大面积开裂。木材通常在边材到髓心距离最短处开裂。
      随木材密度的增大，水分引起的干缩湿胀率通常会增加。木材干燥后的强度性能得到改善。如：当新鲜木材干燥到含水率为12-15%时，其抗压强度与抗拉强度约增至2倍。木材在含水率为6-12%时其抗拉强度最大。木材干燥至其含水率低于纤维饱和点时，其强度性能大大改善。在计算木建筑尺寸时，也需注意木材含水率，因为它会影响木材强度。如果含水率长期保持在20%以上，木材开始损坏。周边空气的相对湿度在此情况下通常会超过80-90%。如果周边空气相对湿度保持80%以上，木材会在几个月后开始霉变。空气的相对湿度70%为临界值。当空气的相对湿度超过90%，木材将开始腐烂，但木材霉变和腐烂的前提是温度在+0 - +40^°C。因此即使木材长期在零度以下、空气相对湿度长期超过85%的环境中也不会损坏，因为温度达不到霉变与腐烂的要求。真菌与霉菌孢子活动还需要氧气与养分，这些条件通常树木及其周边空气可以满足。

     霉菌并不能从木材表面侵入内部，因此它们对木材强度没有影响，但传播的霉菌孢子损害健康，会导致人体各种过敏及轻微中毒症状，如持续性鼻炎、头晕和头疼等。因此，我们要高度重视霉菌的出现。木材的蓝变通常被错认为是木材发霉。木材蓝变是蓝变真菌造成的变色，它也能侵入木结构的内部。蓝变真菌传播孢子或者菌丝体繁殖，尤其出现在针叶材中。蓝变真菌在+5^°C以下不会生长，不会对木材强度造成严重影响。
    木制品的含水率取决于温度与空气的相对湿度