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首页 >> 原辅材料 >>木材 >> 木材中的水分是怎样存在又是如何移动的?
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木材中的水分是怎样存在又是如何移动的?

实木家具是公众喜爱的,但是实木的天敌是木材中的水分。所以说控制好实木中的水分,是实木家具生产厂家最重要的工作,而了解实木中水分的知识,其实我们都应该有所听闻。



木材中的水分,可分为三类:自由水、吸着水和化合水。


自由水是指存在于细胞腔和细胞间隙中的水分,又称毛细管水;吸着水是指存在于细胞壁微纤丝间的水分,又称附着水、吸着水或束缚水;化合水是指存在于木材化学成分中的水分。

自由水和吸着水为木材中的主要水分。自由水与木材密度、燃烧、干燥、渗透有密切关系;吸着水影响着木材性质;化合水与木材性质关系不大。



纤维饱和点(含水率)  


木材细胞壁含水率(吸着水)在饱和状态,而细胞腔无自由水时的含水率,称纤维饱和点或纤维饱和度。纤维饱和点因树种不同而不同,一般为23%-31%,通常以30%为各树种纤维饱和点的平均值。青杨木材的纤维饱和点为23%。

纤维饱和点的变化是木材性质变化的转折点。在纤维饱和点以上,木材强度不变;在此点以下,木材强度因含水率的减低而增加,反之,因含水率的增加而减少,直至到达纤维饱和点为止。同样,木材含水率在纤维饱和点以上时,木材没有收缩、膨胀的变化;待到含水率降低到纤维饱和点以下时,木材伴随含水率的减少而收缩,等到减少至零,收缩达到最大;反之,随含水率的增加膨胀,直至达到纤维饱和点含水率为止。



生材含水率  


生材是刚刚伐倒的树木,其含水率指刚伐倒的木材含水率。生材含水率对于木材的运输和贮存具有一定意义。生材中的水分,主要是自由水和吸着水,其含水率随季节而变化,但各树种无一定规律。一般在冬季和树液流动的春季较多,可达全树重量的80%-100%以上。



平衡含水率


长期贮藏在大气中的木材称气干材。当空气中水蒸气气压大于木材表面水蒸气压时,木材自外界吸收水;反之,木材中的水分向外散失。若空气中的水蒸气压与木材表面水蒸气压相同,木材既不吸收水分,也不散失水分。这时木材的含水率,称平衡含水率。木材平衡含水率随周围空气的状态而变化。如果木材实际含水率小于平衡含水率,木材则呈现吸湿作用;反之,木材就会呈现蒸发作用。



木材中水分的移动,可分为含水率在纤维饱和点以下以及纤维饱和点以上两种情况:


1、含水率低于纤维饱和点时木材中水分的移动


此种状态下,木材内部不含自由水,所有细胞腔内皆为空气所充满。由于木材表面水分的蒸发,其内部就会形成含水率梯度,出现相应的水蒸汽分压梯度。在这种梯度的作用下,水蒸汽开始沿着细胞腔并通过纹孔及纹孔膜上的小孔,由内向外扩散。

木材中水分的移动,在其含水率低于纤维饱和点时,除了上述呈蒸汽状态移动以外,还会因毛细管的作用,吸着水沿着细胞壁内微毛细管系统的移动。由于木材表面水分的蒸发,使表面部位毛细管的张力变大,水层变薄,张力差异促使吸着水从含水率高的部位向含水率低的部位移动。

在含水率低于纤维饱和点时,木材内水分的移动还会有第三种传导方式,即蒸汽状态与液体状态不断地相互交替,亦即沿着邻近的细胞壁内的微毛细管与细胞腔形成的大毛细管之间,呈水蒸汽或液态水相互交替式的移动。

上述水分的移动方式,对于一切树种的木材都是适用的。但是,具体到各种水分传导途径的相对效率,会因树种、密度以及木材的构造特征、含水率变化、温度高低等而有较大的变动。



2、含水率高于纤维饱和点时木材中水分的移动


此种状态下,水分在木材细胞腔内主要呈液体状态,水蒸汽也以饱和状态存在于细胞腔内。由于各个部位的水蒸汽压力是一致的,此种情况下,理论上是没有蒸汽状态的水分在木材内部移动,只有因毛细管张力差引起的液态水——自由水沿着细胞腔与纹孔的移动。如果木材内所有细胞腔都充满了水分,水分由一个细胞腔移动到另一个细胞腔的情况几乎不会发生。

当木材外表面有一部分含水量因干燥降至纤维饱和点含水率以下时,木材内部就会发生水分由内向外的移动现象。开始仅为木材表层几排细胞向外蒸发水分,其胞腔内水膜厚度逐渐变小,使得毛细管内新月形液面的弯曲度急剧地增大,蒸发面与木材内部形成了毛细管张力差,促使自由水由内部几排细胞移向蒸发面。这一过程的不断进行,使蒸发面逐渐移向木材内部,构成了上述三种水分传导方式扩散移动的机构,木材才得以逐渐干燥。


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