木材的物理性质

1.木材的密度

木材的密度是指单位体积木材的重量，是具有量纲的物理量，通常以g/cm³或kg/m³表示。因木材是多孔材，所测定的木材试样的体积是外形体积，因此木材的密度通常又称容积重（简称容重）。木材密度是木材性质的一项重要指标，具有很大的实用意义。可以根据它来估计木材的重量，判断木材的工艺性质和物理力学性质，如强度、硬度、干缩及湿涨等。

因为木材的体积和重量都是随含水率的变化而变化的，因此木材的密度、相对密度均应加注测试时的含水率。根据木材含水率的状况不同，木材密度通常分为四种：

（1）基本密度

（2）生材密度

（3）气干密度

（4）绝干密度

以上四种木材密度，以基本密度和气干密度两种最常用。基本密度，因绝干材重量和生材（或浸渍）体积较稳定，测定结果准确，最适于材性比较用，同时基本密度能简化计算工作，在木材干燥和防腐工业中最有实用意义。气干密度常泛指气干材任意含水率时的密度，因所处地区木材平衡含水率或气干程度不同而有一个范围，如通常在含水率8%～20%时试验的木材密度，均称为气干密度。但木材学或有关专业文献所指的气干密度，常专指一定含水率时的数值，如我国及前苏联规定的含水率为15%，欧美一些国家规定为12%。在我国以木材气干密度为材性比较和生产应用的基本依据。

2.木材的含水率

木材是吸湿性材料，即木材对于水分及其他极性液体都具有亲和力，无论木材吸收水蒸气还是失去水蒸气，主要决定于周围大气的温度和湿度，以及木材的含水量。因此，木材含水率随着周围的大气条件而变化。当木材直接与液态水接触时，将继续吸收水分直到最大含水率为止，此时细胞壁和细胞腔中所有空隙完全充满水分。

不同树种木材的水分含量不同，同一株树木在不同的生长季节内其木质部的含水量也是变化的，同时木质部的各个部位，如心材、边材、根部、树干与树梢等部位的含水量也都不等。木材含水量的变化，在一定范围内影响木材的强度、刚性、硬度、耐腐性、导热性、渗透性、热值、体积稳定性等。通常我们所说的木材的干和湿，是用来描述木材中含有水分的多与少。但对于生产和科研而言，应有更高的精度要求，通常用含水率来表示。(https://www.xing528.com)

木材含水率通常有以下两种表示方法：

1）绝对含水率是指木材中所含水分的重量占其绝干材重量的百分率，即

式中 G——湿木材的重量（g）；

G₀——绝干木材的重量（g）。

2）相对含水率是指木材中所含水分的重量占湿木材重量的百分率，即

绝对含水率与相对含水率可根据下式做相互转换：

3.木材的纤维饱和点

湿材存放在空气中会逐渐变干，干材在潮湿的空气中会吸收水分，湿材在干燥过程中最先跑出来的是细胞腔和细胞间隙中的自由水。究其原因，一是因为木材中的自由水在表面；二是因为大毛细管对自由水的束缚力小。对水分的束缚力是与毛细管的直径成反比的，在大气条件下，自由水蒸发完毕后，细胞壁中的吸着水还处于饱和状态时，此时木材的含水率状态称为纤维饱和点。

木材的纤维饱和点随树种和温度的不同而异。一般木材的纤维饱和点在常温下为23%～33%之间，通常为30%。纤维饱和点随温度的升高而变小，如某木材在水蒸气为饱和的空气中，温度为20℃时，纤维饱和点为30%；到温度为120℃时，纤维饱和点为18%。这说明温度越高，木材从空气中吸收水分的能力越低。原因是，在纤维饱和点时，细胞壁吸的水处于饱和状态，而细胞壁对水分的吸附是与温度有关的，温度升高，被吸附水分子的动能就增加，容易摆脱固体（木材）表面自由力场的束缚，此外，被吸附分子（水分子）在吸附剂表面（木材）停留时间短，吸附能力弱，所以作为被吸附物质的水，随温度升高而降低，故纤维饱和点亦随着降低。在纤维饱和点以上，木材只能吸水，而不能吸湿（不能吸附空气中的水蒸气）。在纤维饱和点以下时，视条件木材可以是吸湿也可以是解吸，而且还能依靠大毛细管吸收液态水，即能吸水。

木材的纤维饱和点为木材各类性质的转折点，如木材的尺寸变化、木材的各项强度指标、木材的导电性等，因此纤维饱和点是研究木材的一个重要内容。