各类木材的密度不同,有的很小,可长时间浮于海面,有的很大,入水即沉。其缘由是各类木材组成细胞的细胞壁和细胞腔所占比列不同。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一般指单位容积木材的质量。因为木材容积和质量就会随木材含水率的变化而变化,因而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标。全干密度:ρo=Go/Vo气干密度:ρq=Gq/Vq基本密度:ρj=Go/Vs式中:ρo、ρq、ρj——全干密度、气干密度和基本密度(g/cm�0�6);Go、Gq——木材的绝干和气干质量(g);Vo、Vq、Vs——全干、气干和生材时木材容积(cm�0�6)。标准气干密度为了易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[1-0.01(1-Kv)(M-12)]式中:ρ12、ρq——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�0�6);Kv——木材容积干缩系数,按照木材密度,多数在0.4-0.6。M——实验实测时木材的气干含水率,一般在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缝隙。组成木材各类细胞的胞壁成份主要是纤维素、半纤维素和木素,它们的成份和比列基本相同,因此各类木材的实质密度也是极相仿的,大概在1.46-1.56之间,一般取1.50作为木材的实质密度。因而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,其差别在于怎样确定试样容积。(1)直线量取法:对规则形状的木材试样,测定木材容积最简单的方式是,尽可能精确阳线出各个方向的规格,之后估算它的容积。我国测定木材密度有规定的标准方式。它采用标准试件,规格为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、径向和顺纹方向的规格,估算容积。(2)排水法:排水法的测定原理如图3-1所示。将待测的试样插在针上,并浸入于水底,试样不与容器的壁和底相接触水的密度是多少g/L,试样排水所占的容积即为试样的容积。也可将容器置于天平上,试样插没于水底后天平上降低的质量(g)即为被测试样的容积(cm�0�6),由于水的密度为1g/cm�0�6。排水法测饱水材(生材)容积较为确切,因而常用于基本密度的测定。
测定气干密度时,因为气干材会吸水,应在测定前对试样进行涂蜡处理。其方式是,将石蜡加热熔化后,立刻将用针插着的试样浸入于石蜡液中,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须要小刀刮去。(3)快速估测法:该方式可估测密度大于1g/cm�0�6的木材。要求试样为长圆形或正圆形水的密度是多少g/L,通直,两端平行,将其倒入盛水容器中,使试件自然浮于海面,其沉水部份所占的比列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/cm�0�6。
密度是某一物体单位容积的质量,一般以g/cm³或kg/m³表示。木材系微孔性物质,其外观容积由细胞壁物质及孔隙(细胞腔、胞间隙、纹孔等)构成,因此密度有木材密度和木材细胞物质密度之分。后者为木材单位容积(包括孔隙)的质量;前者为细胞壁物质(不包括孔隙)单位容积的质量。
木材密度:是木材性质的一项重要指标,具有很重要的实用意义,按照它恐怕木材的实际重量,推测木材的工艺性质和木材的干缩、膨胀、硬度、强度等木材化学热学性质。
木材密度,以基本密度和气干密度两种为最常用。
1、基本密度
基本密度因绝干材重量和生材(或浸渍材)容积较为稳定,测定的结果确切,故适合作木材性质比较之用。在木材干燥、防腐工业中,亦具有实用性。
2、气干密度
气干密度,是气干材重量与气干材容积之比,一般以含水率在8%~20%时的木材密度为气干密度。木材气干密度为中国进行木材性质比较和生产使用的基本根据。
木材密度的大小,受多种诱因的影响,其主要影响因子为:木材含水率的大小、细胞壁的薄厚、年轮的宽窄、纤维百分比的高低、抽提物浓度的多少、树干部位和树龄立地条件和营林举措等。中国林科院木材工业研究所依据木材气干密度(含水率15%时),将木材分为三级(单位:g/cm³):
很小:≤0.350;小:0.351-0.550;中:0.551-0.750;大:0.751-0.950;很大:>0.950。