木材的物理性质及湿胀干缩变形对建筑材料的影响

1.密度和表观密度

密度：各种树种的木材，其分子结构基本相同，因而木材的密度差别不大，在1.48 ～1.56 g/cm3 之间，平均约为1.55 g/cm3。

表观密度：表观密度与木材的含水率、孔隙率等因素密切相关。木材的表观密度越大，其湿胀干缩变化也越大。树种不同，表观密度也不同，在常用的木材中表观密度较大的（如麻栎达）980 kg/m3，较小的（如泡桐）仅280 kg/m3，一般木材表观密度在400 ～600 kg/m3之间。

2.含水率

木材的含水率是指木材中所含水分的质量与木材干燥质量的百分数。

木材中的水分有三种，分别是自由水、吸附水和结合水。

自由水：指存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水分。自由水的变化只影响表观密度。

吸附水：指被吸附在细胞壁内细纤维之间的水分。吸附水的变化是影响木材强度、胀缩变形的主要原因。

结合水：指木材化学组成中的结合水。结合水常温下不发生变化，对木材的性质一般没有影响。

木材细胞壁内充满吸附水，达到饱和状态，而细胞腔和细胞间隙中没有任何自由水时的含水率称之为纤维饱和点。纤维饱和点随树种而异，一般在25%～35%之间，平均值为30%。它是木材物理力学性质发生变化的转折点。(www.xing528.com)

平衡含水率：木材所含的水分与周围空气的湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率，是木材干燥加工时的重要控制指标。平衡含水率随着木材所处环境、季节的变化而变化。

3.湿胀与干缩

木材具有明显的湿胀干缩性。当木材含水率在纤维饱和点以上变化时，只有自由水的增减变化，木材的体积不发生变化；当木材含水率在纤维饱和点以下时，随着干燥，细胞壁中的吸附水开始蒸发，体积收缩；反之，干燥木材吸湿后，体积发生膨胀，直到含水率达到纤维饱和点为止。

木材的湿胀干缩变形随树种不同而异，一般情况下，表观密度大、夏材含量多的木材，胀缩变形较大。由于木材构造的不均匀性，造成了各方向的胀缩变形值也不同，其中纵向胀缩量最小、径向较大、弦向最大（如图10-4）。湿胀干缩对木材的实际应用带来不利影响，干缩会造成木结构拼缝不严、卯榫松弛、翘曲开裂，湿胀又会造成木结构凸起变形。最根本的方法是在木材制作前将其进行干燥处理，使其含水率与使用环境常年平均平衡含水率相一致。

4.木材的吸湿性

木材具有较强的吸湿性。当环境温度、湿度发生变化时木材的含水率会随之发生变化。木材的吸湿性对木材的性能，特别是木材的湿胀干缩影响很大。因此，木材在使用时的含水率应该接近或稍低于平衡含水率。

图10-4　木材含水率与胀缩变形的关系