木材径向与弦向干缩差异的5个原因

时间：2018-09-05 阅读

木材径向干缩是弦向干缩的一半，产生这种现象的原因复杂，不是单一理论可以解释，而且与不同的树种、木材的构造有关。目前，解释其原因主要有早晚材的影响、径向木射线的抑制作用、细胞径向壁与弦向壁木素含量的差异及纹孔数量多少的影响等理论。

1.早材与晚材的影响

木材收缩量与其细胞壁所含物质含量多少成正比。早材材质轻软，细胞壁物质含量少，密实程度低，干缩小；晚材材质较硬，细胞壁物质含量多，密实程度大，干缩大。横切面上径向，年轮中早材与晚材是串联的，径向干缩是早材干缩和晚材干缩的加权平均值。而弦向，年轮中早材与晚材是并联的，弦向干缩主要受晚材的影响，干缩大的晚材迫使整个年轮均随晚材干缩，因而使弦向干缩接近于晚材的干缩，而这样就造成木材的弦向干缩大于径向。

2.径向木射线的抑制作用

木材中，木射线是唯一横向排列细胞所组成。木射线细胞呈径向排列，其细胞微纤丝排列方向与射线细胞轴向一致，因其纵向收缩小，机械地抑制木材径向收缩；而木材弦向为射线细胞的横向，横向干缩大。这使得木材径向收缩小于弦向。北美红栎实验表明，单一木射线组织径向上的全干缩为2.5％；而无射线的部分径向全干缩率为5.1％。柳杉、赤松、扁柏等树种均与假设相等。

3.细胞径向壁与弦向壁中木素含量的差异的影响

木材主要化学成分中，木素的刚度比综纤维素（纤维素、半纤维素）高，木素的吸湿性比综纤维素小。木材纵向细胞的径面壁上木素的含量比弦面壁高，其吸湿性较弦面小，多少限制了木材径向干缩。

4.木材各种细胞干燥过程本身不均匀收缩

木材细胞分子中，导管、薄壁细胞弦向干缩大于径向干缩，木射线宽度方向干缩（木材弦向）较长度方向（木材径向）干缩大，致使弦向干缩大于径向。早晚材管胞弦向干缩大于径向。木纤维各向干缩几乎相同。

5.径壁、弦壁纹孔数量及其周围纤丝角度变大的影响

纹孔是细胞次生壁局部未能加厚而留下的孔道。纹孔的存在使其周围微纤丝的排列方向偏离了细胞主轴方向，纤丝角度变大，导致纹孔周围纵向干缩大，横向（径向）收缩小。径切面纹孔多（针叶材特别明显），其纤丝角度大，纵向干缩大，横向（径向）收缩小。弦切面纹孔少，纤丝角度小，纵向干缩小，横向（径向）收缩大，故弦向大于径向。此外，纹孔越多，胞壁实质就越少，木材的干缩与胞壁实质成正比。径面壁上纹孔多，胞壁实质少，横向干缩小。