第五章木材的物理性质木材的密度木材的水分木材的电学性质木材的热学性质木材的声学性质一、密度与比重二、木材密度的种类三、木材的细胞壁密度、实质密度和空隙度以水作为置换介质得到的细胞壁密度大于以甲苯和氦作为置换介质得到的值。这是由两个方面的原因引起的：（1〕水属于极性膨胀性介质，水分子可以进入细胞壁中更小的孔隙中；（2〕与液态水相比，吸着水的表观体积减小。5.1.2木材比重的测定排水法此法尤为适合测定不规则试样的体积。当测定气干材或全干材体积时，需在试样入水前涂上石蜡薄层，防止试样吸水而影响精度。快速测定法首先，在烧杯中加入适量液体，将金属针浸入液体中，记录天平的读数。然后用金属针尖固定试材，将试材浸入液体中，再记录平衡时天平的读数。两次天平的读数之差除以已知液体的密度，就可以得到试材的体积。木材密度的变异及水分对它的影响（一〕木材密度的变异〔variationofwooddensity）影响木材密度的本身因子有树种、抽提物和取材部位等，外界因子有含水率。1.树种不同树种的木材其密度差异很大，如：麻栎密度较大：0.93g/cm3；巴塞木密度较小：0.12g/cm3。不同树种木材密度的差异原因主要是取决于木材中所含胞壁实质物质的多少。木材密度大空隙度小〔胞壁物质多或壁厚）；木材密度小空隙度大〔胞壁物质少或壁薄）。2.抽提物含量普通，木材在胞壁率相同的条件下，浸提物愈多则密度愈大。对于同一树种木材而言：心材抽提物含量>边材心材密度>边材密度枝梢材抽提物含量>干材枝梢材密度>干材密度3.木材在树干中的部位同一树种木材，因在树干上的部位不同，木材密度也有较大的差异。（1〕沿树干高度的变化规律：通常在树干基部木材的密度最大，自树基向上逐渐减小，在树冠部位则略有增大。（2〕沿半径方向的变化规律：①针叶材：髓心最小，向外随树龄增大木材密度逐渐增大，半径方向至距树皮1/2处，密度达最大值，此后又逐渐下降。②阔叶材：1〕具心材的环孔材：心材密度大，年轮宽度与密度成正相关关系，但靠近髓部及靠近树皮的部分，木材密度则较小。2〕散孔材：自髓心向树皮方向木材密度逐渐增大。（二〕水分对木材密度的影响1.含水率在纤维饱和点以上变化时：含水率变化仅影响木材重量，而其体积不变湿材密度与含水率呈正相关。2.含水率在纤维饱和点以下变化时：含水率变化重量和体积同时变化，但重量变化率大于体积胀缩率气干材密度随含水率的增减变化比湿材慢。年轮宽度与比重的关系树龄〔年）第二节木材和水分生材与气干材中的水分一、木材中水分的分类（1〕化学水(chemicallycombinedwater)—存在于木材的化学成分中，与组成木材的化学成分呈牢固的化学结合。但数量甚微（<0.5%），只在对木材进行化学加工时起作用，故可忽略不计。（2〕自由水(freewater)—存在于细胞腔和细胞间隙〔即大毛细管系统〕中的水分。其与木材的结合方式为物理结合，结合并不紧密，故易于从木材中逸出，也容易吸入。自由水的范围：60~70%至200~250%。自由水的增减对木材的力学性质几乎无影响，仅影响木材的重量、燃烧值和传热值。（3〕吸着水(boundwater)—由吸附水和微毛细管水两部分组成。①吸附水〔adsorbedwater）—被吸附在微晶表面和无定形区域内纤维素分子游离羟基（—OH〕上的水分。由于不同树种木材内表面大小和游离羟基数量〔影响吸附水数量的因素〕变化不大，因而其吸附水含量基本相同，平均为24%。吸附水与木材化学组分的结合为物理化学结合〔氢键结合和分子力结合），结合较牢，故难以从木材中排尽。②微毛细管水—存在于组成细胞壁的微纤丝、大纤丝之间所构成的微毛细管内的水分。它依靠液体水的表面张力与木材呈物理机械结合，其含量约为6%。由于微毛细管中的水的饱和蒸汽压比周围空气中水的饱和蒸汽压低，因而这部分水只能在一定的空气条件下才逸出。木材中吸着水含量在树种间差别较小，一般为23%~31%，平均为30%。吸着水不易自木材中逸出，只有当自由水蒸发殆尽，且木材中水蒸气压力大于周围空气中水蒸气压力时，方可由木材中蒸发。吸着水数量的变化对木材性质的影响甚大，如木材的力学性质、尺寸胀缩、导电性和传导性等。1.湿润性材料的分类根据材料与水分的关系，可分为三类：（1〕胶体—该类物质所含水分的数量发生变化时，其尺寸和体积也随之变化，如胶、生面团等。（2〕毛细管多孔体—当吸水时，水分的增减并不改变或极少改变其原有的尺寸和体积，如木炭、砖等。（3〕毛细管多孔胶体—能吸收有限的水分，在吸水和失水时，不丧失几何形状，但尺寸发生有限变化，如木材。水分子（二〕木材的含水率及其测定（moisturecontento