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木材密度计      /木材比重计     

2013-12-22 16:10:34 点击:
木材密度(第 一部 分)

在木材内部总是有 不同数量的水分。合格数量取决于以下的几方面:

原木被新鲜砍伐, 原木被砍伐后干燥一段时间,砍伐后的原木被干燥用于室内用途。人工在干燥窑干燥木材,温度103度,湿度0%,也就意味着:干 枯的木材,湿木材最重,而干木材最轻。也就意味着木材的重量(确切地说是大小)取决于它的含水率。这对于运输中占用集装箱的最大容积和卡车的载重量,或者在铁路运输上都是非常重要的——特别对于在水肿存储后的重的 木材。

确切的重量(意思 是:木材的密度和木材干燥的不同程度)对于运输计划和实现货车载重量的最大化都是至关重要的。

以下图表显示:密 度(也就是精确重量)取决于木材的含水率。以下是一些不同的木材——水杉、冷杉显示了密度最低,而橡木最高。

原木(新材()千 克/立方分米)

板材 自然干燥(千克 /立方米)

水杉,去皮

750- 850

480

冷杉,去皮

800- 980

460

松木,去皮

750-880

520

榉木,带皮

1080-1160

780

橡木,带皮

1180-1270

870

密度显示了主题内 容与外边膜之间的比率。密度是值得计算在内的数据。而毛密度 P取决于木材产品的 毛重和它的容积V

木材密度(第 2部分)

正因为木材的毛重 取决于含水率,所以“密度”的价值就取决与木材的湿度。在数据上,密度说明了湿度是用于室内还是干燥木材

PN=室内温度的密度( 一般含水率12%

PO=0%含水率0%时的密度(干木)

以下表格显示了在 干燥情况下密度对于不同树种的不同性。这些不同是建立在以下几方面的:树木的原产地,树木生长过程中的位置与环境。这些密度的不同对于同一树种,是取决于树木年轮的宽度。在斯坎地那威亚地区,植被生长期短得多。比 如,云杉的年轮在这一地区就比在中欧植被生长期长并且气候更适宜时要窄很多。这是同一原因为什么水杉的年轮在高山上比在平地上要窄得多。不管是温暖潮湿的年份还是寒冷干燥的年份都反映在树木年轮的状态上。这也是为 什么数据只只显示了一种平均的或边际的同一树种的木材。

密度POg/cm3

水杉

0,30...0,43...0,64

松木

0,30...0,49..0,86

SIPO

0,45...0,60...0,70

普通橡木

0,39...0,65...0,93

红榉

0,49...0,68...0,88

BONGOSSI

0,95...1,04...1,14

不同树种的密度数 据在干燥的情况下

Authority: Gesamtverband Deutscher Holzhandel / German Timber Trade Federation/德国木材贸易联合 会

四)木材的密度

各种木材的密度不 同,有的很小,可长时间浮于水面,有的很大,入水即沉。其原因是各种木材组成细胞的细胞壁和细胞腔所占比例不同。壁薄腔大,则木材密度小;相反,壁厚腔小,则木材密度大。

1.木材密度的表示

木材密度:通常指 单位体积木材的质量。由于木材体积和质量都会随木材含水率的变化而变化,因此木材的密度是指某一含水率的密度。通用的有全干密度,气干密度和基本密度。在生产、流通贸易等实际应用中,常用气干密度这一指针。全干密 度:ρo=Go/Vo木材的绝干品质  /全干木材体积

气干密度: ρq=Gq/Vq木材的气干品质 /气干木材体积

基本密度: ρj=Go/Vs木材的绝干品质  /生材木材体积

式中:ρoρqρj——全干密度、气干密 度和基本密度(g/cm ³);

GoGq——木材的绝干和气干 品质(g);

VoVqVs——全干、气干和生材 时木材体积(cm ³)。

标准气干密度:  为了便于比较不同 树种木材气干密度,其结果调整到标准气干含水率12%时的数值即为标准 气干密度;ρ12=ρq[1-0.011-Kv)(M-12]

ρ12ρq含水率为12%时的标准气干密度 和试验时实测的气干密度g/cm ³);

Kv——木材体积干缩系数 ,根据木材密度,多数在0.4-0.6

M——实验实测时木材的 气干含水率,通常在6%-22%时适用该换算公式 。

木材实质密度: 即木材的实质或细 胞壁物质的密度,不包含木材细胞腔等空隙。组成木材各种细胞的胞壁成分主要是纤维素、半纤维素和木素,它们的成分和比例基本相同,因而各种木材的实质密度也是极相近的,大约在1.46-1.56之间,通常取 1.50作为木材的实质密 度。因此可以说再硬重的木材,其密度也不会超过1.50

2.木材密度的测定

测定木材密度常用 直线量取法和排水法,其差异在于如何确定试样体积。

1)直线量取法:对 规则形状的木材试样,测定木材体积最简单的方法是,尽可能精确地量出各个方向的尺寸,然后计算它的体积。

我国测定木材密度 有规定的标准方法。它采用标准试件,尺寸20mm*20mm*20mm  各相邻面互成直角 ,在试样各相对面的中心位置,用测微尺分别测出弦向、径向和顺纹方向的尺寸,计算体积。

2)排水法:将待测 的试样插在针上,并浸没于水中,试样不与容器的壁和底相接触,试样排水所占的体积即为试样的体积。也可将容器放在天平上,试样插没于水中后天平上增加的质量(g)即为被测试样的 体积(cm³),因为水的密度 为1g/cm³

排水法测饱水材( 生材)体积较为准确,因此常用于基本密度的测定。

测定气干密度时, 由于气干材会吸水,应在测定前对试样进行涂蜡处理。其方法是,将石蜡加热融化后,立即将用针插着的试样浸没于石蜡液中,并迅速取出,使木材表面附着一层蜡层,对其表面过多的石蜡需要小刀刮去。

3)快速估测法:该 方法可估测密度小于1g/ cm³的木材。要求试样 为长方形或正方形,通直,两端平行,将其放入盛水容器中,使试件自然浮于水面,其沉水部分所占的比例即为该木材的密度值。也可如图3-2所示在试件入水方 向,刻以十等分,图中所示的木材密度约为0.55g/ cm³

木材密度的计算方 法

我们通常所说的木 材密度是木材基本密度 。基本密度是全干 材重量除以饱和水分时木材的体积为基本密度。它的物理意义是,单位生材体积或含水最大体积时,所含木材的实质重量。而绝干密度是木材经 人工干燥使含水率为零时的 木材密度,为全干材密度或绝干密度。由于绝干材在空 气中会很快地吸收水分而达到平衡含水率,其密度用的很少,只是科研比较时用到。

绝干密度 = 绝干材重量 /绝干材体积。

任一含水率状态下 的木材,测出其重量和体积,就可计算出它的木材密度。由于木材重量易于测定,且比较准确,因此关健在于精确测定木材试样的体积。目前,

木材密度的测定 用以下四种方法。
    直接量测法 试样加工成尺寸为 20×20×20mm的标准的立方体, 相邻面要互相垂直。在试样各相对面的中心线位置划圈,用螺旋测微尺分别测出其径向、弦向和顺纹方向的尺寸,准确至0.01mm,用千分之一的天 平称重,准确至0.001g

 气干密度试样以气 干材制作,测量气干尺寸后立即称气干重,然后放入烘箱,用烘干法测出试样的绝干重量。试样烘干后,可立即测出全干状态下体积。按有关公式计算气干密度和绝(全)干密度。木材气干密度、绝(全)干密度和木材的干缩性 测定可采用同一试样。
     水银测容器法。此 法适用于不规则试样体积的测定。但管孔较大的木材,水银易进入管孔而影响测定精度。

     排水法 利用水的密度为 1,试样入水后排出 水的重量,与试样体积数值相等的原理而设计的。
       测定时,将烧杯盛 水至适当深度放置于天平托盘上,把金属针浸入水下1~2厘米后,在天平的 另一端放置砝码使之平衡。然后将金属针尖插固于已称重的试样上并浸入水中,再加砝码使之重新平衡。托盘上前、后两次砝码重量(g)之差,即为试样的 体积(crn3)。操作时应注意试 样不得与烧杯壁接触,并使金属针在两次平衡时的浸水深度相同。

该方法对形状不规 则的试样适合,尤其适合测定饱水状态(生材或湿材)下试样的体积。测定气干材或全干材体积时,须在试样入水前涂以石蜡,操作应迅速,防止试样因吸水而影响精度。如用电子数字显示天平则更为方便。
4)快速测定法 将试样制成 2×2×20cm的长方体,要求试 样平直、规整,上下两端面相互平行。把试样全长刻划区分成10等分,依次标记为 0.10.20.3……0.9。然后将试样标记 0.1的一端浸入盛有水 的玻璃筒中,勿使其与量筒壁接触,此时在水面处的试样标记,就为该木材的密度。

 测定气干试样密度 时,应先对试样表面进行涂蜡,防水渗入木材内部。测定要迅速操作。此法适于测定密度小于1的木材,虽较粗放 ,但可用于林区或木材加工现场。

木材的密度与比重 :

)、密度(density)
指某物质单位容积 (体积)之质量。密度 =M(g) / V(cm3)
(
)、比重(specific gravity): 某物质之重量与同 体积水重量之比值。
比重=[某物质的重量 M (g) / 体积为X(cm3)] / [水的重量M (g) / 体积V (cm3)]
木材之容积比重是 依树种不同而异,可由0.1 g / cm3(白塞木balsa)至1.3 g / cm3(愈疮木lignum vitate)。也会依个体及 部位不同而有所差异。
(三)、木材密度 与含水率
木材因含水率之变 化,其重量及容积均会随之改变。故针对含水率之变化,将比重(或密度)分为生材比重、气 干比重、窑干比重等。
(四)、真比重( specific gravity of cell wall
是指没有包含孔隙 在内之实质部分比重(γH)。各树种间大概 一定,但会一细胞壁之构成成分比例而有所差异。
真比重可以木材实 质与液体或气体来置换,再从其排除的容积与木材之实质重量来测定。以云杉为例以He置换其值约 1.4603,以水置换约为 1.5332,以苯置换约 1.444,一般以1.501.46表示。
(五)、空隙率( void volume
从木材之真比重与 容积密度可求出木材之实质率、空隙率等。绝干木材之空隙率公式如下:
C%=(100-m)% = (1-R0 / Rh) X 100%
C
:空隙率R0:绝干比重 Rh:实际比重 m:实质率
部分木材之比重及 空隙率列举如下表
树种    比重      空隙率(%)
铁杉(Tsuga sieboldii     0.49         68
冷杉(Abies sachalinensis 0.38         76
山毛榉(Fagus crenata     0.51         67
栎木(Quercus mongolica   0.68         56

气干密度( air-dry density):木材在一定的 大气状态下达到平衡含水率时的重量与体积比。以每立方厘米之克数为单位。

气干密度大,说明 木材份量重,硬度大及强度高。所以它是一个强度指标。实木地板的木材一般要求气干密度在0.6以上。

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