一、木材中水分的來源與狀態(tài)

一棵活樹生長(zhǎng)時(shí)，其根部不間斷地從土壤中吸取水分，由樹干的木質(zhì)部將水分送到樹木的各個(gè)器官， 同時(shí)又將葉子光合作用所制造的養(yǎng)料由樹干的韌皮部輸送到樹木的各個(gè)部分。水分既是樹木生長(zhǎng)*的物質(zhì)，又是樹木輸送各種物質(zhì)的載體，活樹被伐倒并鋸成 各種規(guī) 格的板方材后，水分的大部分仍然保留在木材內(nèi)部，這就是木材中水分的主要來源，同時(shí)木材在貯存、運(yùn)輸或使用環(huán)境中也會(huì)吸收一些水分進(jìn)入其內(nèi)部。

對(duì)不同的樹種來說，樹干中木質(zhì)部水分含量存在差異。即使是同一株樹在不同生長(zhǎng)季節(jié)，其木質(zhì)部的含水量也有差異。木質(zhì)部的各個(gè)部位，例如心材、邊材、根部、 樹干與樹梢等含水量也都不同，所以說木材中水分分布是很不均勻的。木材周圍的大氣條件發(fā)生變化時(shí)，其水分含量也會(huì)隨之發(fā)生變化，水分因其在木材中的位置不 同可分為自由水、吸著水、化合水三種：　　（1》自由水存在于由木材細(xì)胞壁上的紋孔或?qū)Ч苣┒说拇┛缀图?xì)胞腔以及胞間隙相互溝通構(gòu)成的大毛細(xì)管系統(tǒng)中，自 由水與木材呈物理結(jié)合，結(jié)合并不緊密，這部分水容易從木材中逸出，也容易吸入。濕木材置于干燥空氣中，首先蒸發(fā)的就是自由水。對(duì)于新伐倒的生材來說， 不同樹種的木材，自由水含量變化很大，一般為60~70%至200~250% 之間。

（2》吸著水存在于木材細(xì)胞壁內(nèi)的微纖絲、大纖絲之間構(gòu)成的微毛細(xì)管系統(tǒng)內(nèi)或吸附在微晶表面和無定型區(qū)域內(nèi)纖維素分子的游離控基上。木材中吸著水含量在樹 種間差別較小，木材吸著水的zui大含量一般在23~31%之間，平均約為3%。 吸著水與木材物質(zhì)結(jié)合較為緊密， 這部分水不易從木材中逸出，只有當(dāng)木材中自由水蒸發(fā)殆盡，且木材中的水蒸汽分壓大于周圍壁氣中水蒸汽分壓時(shí)，方可由木材中蒸發(fā)。

（3》化合水與細(xì)胞壁組成物質(zhì)呈牢固的化學(xué)結(jié)合狀態(tài)，木材中這部分水的含量很少，可以忽略不計(jì)，而且在一般的干燥條件下無法將其除去。

二、木材的水分與室內(nèi)環(huán)境

人們居住的室內(nèi)環(huán)境，不希望濕度有過大的起伏變化，應(yīng)穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)，這對(duì)于人身健康及物體的保存都是非常有利的。有研究資料表明：防止?jié)衩咕? 相對(duì)濕度范圍為0-80%；防止蟲害為0-70%或80-100%；保存書籍為40-60%；防止細(xì)菌感染為55-60%；死亡率zui低為60-70%，人 類居住環(huán)境的相對(duì)濕度應(yīng)在60左右較為適宜。

引起室內(nèi)濕度變化的因素很多，例如：外界溫度變化或室內(nèi)溫度變化都會(huì)引起濕度變化；從氣窗或換氣口流入或流出的水蒸汽、從壁面透過的水蒸汽、從廚房進(jìn)來的水蒸汽等也會(huì)引起濕度的變化。

木材的調(diào)濕特性是木材具備的獨(dú)特性能之一，也是其作為室內(nèi)裝飾材料、家具材料的優(yōu)點(diǎn)所在，用木材或木質(zhì)材料裝修的住宅，其濕度變化遠(yuǎn)比混凝土住宅或壁紙裝 修住宅的變化要小。所謂木材的調(diào)濕特性就是靠木材自身的吸濕和解吸作用，直接緩和室內(nèi)環(huán)境的濕度變化。 當(dāng)室內(nèi)環(huán)境的相對(duì)濕度降低時(shí)，打破了室內(nèi)環(huán)境與木材之間的水蒸汽分壓平衡，木材內(nèi)部的水蒸汽分壓高于室內(nèi)環(huán)境的水蒸汽分壓，木材內(nèi)部的水分就會(huì)逸出，使室 內(nèi)環(huán)境的相對(duì)濕度提高，此為解吸過程。反之，當(dāng)室內(nèi)環(huán)境的相對(duì)濕度提高時(shí)木材就會(huì)從室內(nèi)空氣中吸著水分，此為吸濕過程。木材在解吸或吸濕過程開始時(shí)進(jìn)行得 十分強(qiáng)烈，此后就逐漸緩慢下來，直至達(dá)到新的動(dòng)態(tài)平衡。在這里木材起著水分的儲(chǔ)存作用，就象室內(nèi)空氣濕度的天然調(diào)節(jié)器，長(zhǎng)期以來人們就習(xí)慣生活在木制家具 與木質(zhì)室內(nèi)裝飾材料的環(huán)境中。

三、木材的水分與其產(chǎn)品的形狀和尺寸

木材含水量的多少在一定范圍內(nèi)影響木材的強(qiáng)度、剛性、硬度、耐腐朽以及機(jī)械加工性能、燃燒值、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性等。

潮濕木材置干燥環(huán)境中，由于木材內(nèi)水蒸汽分壓大于大氣水蒸汽分壓，水分就會(huì)從木材內(nèi)部向大氣散發(fā)，首先蒸發(fā)的是自由水。當(dāng)木材內(nèi)的自由水蒸發(fā)殆盡而吸著水 仍處于飽和狀態(tài)時(shí)則稱木材的含水率狀態(tài)是纖維飽和點(diǎn)，纖維飽和點(diǎn)是木材性質(zhì)變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。木材含水率 在纖維飽和點(diǎn)以上變化時(shí)，因?yàn)樗值淖兓挥凶杂伤當(dāng)?shù)量的增減，而自由水?dāng)?shù)量的增減對(duì)木材性質(zhì)的影響甚微，僅影響木材的重量、燃燒值、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。反 之木材含水率在纖維飽和點(diǎn)以下變化時(shí)，因木材內(nèi)部不存在自由水，而吸著水?dāng)?shù)量的變化對(duì)木材性質(zhì)的影響甚大， 如木材的力學(xué)性質(zhì)、干縮、濕脹、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性等都隨吸著水的增減而發(fā)生改變，可以說木材中吸著水的數(shù)量是影響木材性質(zhì)的主要因素。

另外，當(dāng)具有空氣、養(yǎng)料、溫度、濕度等適宜環(huán)境時(shí)，木腐菌的孢子便侵染木材對(duì)木材產(chǎn)生危害。大多數(shù)木腐菌生長(zhǎng)的適宜溫度為25~30℃，水分以35~50%為zui宜，如木材含水率減低至2%時(shí)，木腐菌的活動(dòng)即被抑制，因此干燥也是防止木材變色腐朽的有效措施。

在我們的日常生活中，體會(huì)zui深的是木材的干縮和濕脹特性，這是木材的一個(gè)顯著特點(diǎn)。新伐倒的樹木在鋸成板方材之后，置于較為干燥的環(huán)境中就會(huì)開始散發(fā)水 分，首先是木材中自由水開始逸出，這時(shí)木材的尺寸不隨著改變。當(dāng)木材中自由水蒸發(fā)殆盡時(shí)，木材細(xì)胞壁內(nèi)的吸著水從木材中排出，木材的尺寸隨著減小。這是由 于胞壁內(nèi)的微纖絲和大纖絲之間的空隙因吸著水的排出而縮減，使得細(xì)胞壁變薄，引起木材的干縮。反之，在木材由全干狀態(tài)逐步濕潤(rùn)到纖維飽和點(diǎn)的過程中，可以 觀察到木材濕脹的現(xiàn)象。

木材的干縮和濕脹性使得木制品的尺寸不穩(wěn)定。由于木材在結(jié)構(gòu)上存在各向異性，木材干縮因方向、樹種、密度、晚材率、生長(zhǎng)輪寬度、應(yīng)力木、細(xì)胞壁的化學(xué)成分 等的不同，而變異甚大。因此，木材的干縮與濕脹也呈現(xiàn)各向異性，主要表現(xiàn)在沿樹干方向的縱向干縮率很 小，約為0.10~0.20地沿著樹干半徑方向的徑向干縮率約為3~6%；木材沿著年輪方向的弦向干縮率約為徑向干縮率的二倍，約為 6~12%，因?yàn)楦鞑糠值牟痪鶆蚋煽s而使其形狀改變。

生材干燥時(shí)，因?yàn)閺较蚝拖蚁蚋煽s差異的共同影響， 使由原木解鋸的板方材的端面發(fā)生多種變形，如：翹彎、順彎、扭曲、橫彎等。木材因干燥的不均勻與各向干縮的差異，造成開裂、端裂、表面裂、心裂、蜂窩裂、輪裂等缺陷的產(chǎn)生。

木材平衡含水率在木材加工利用上，具有十分重要的意義。其作用在于，它使人們認(rèn)識(shí)到，木材在制成木制品前，必須干燥到與所在地區(qū)空氣溫度和濕度相適應(yīng)的木 材平衡含水率。這樣才可避免因受使用地區(qū)溫、濕度的影響而發(fā)生木材含水率的變化，也就不會(huì)引起木材尺寸 或形狀的變化，進(jìn)而保證木制品的質(zhì)量。我們國(guó)家地域遼闊，各地區(qū)的木材平衡含水率依據(jù)各地的氣候不同，而存在較大差異，即使是同一地區(qū)在不同的季節(jié)木材的 平衡含水率也存在差異。例如北京的木材平衡含水率年平均值約為11.1%，8月份zui高達(dá)15.6%，4月份zui低約為8.5%。

廣 州的木材平衡含水率年平均值約為15.1%，4~5月份zui高達(dá)17.6%， 11月份zui低約為12.4%。如果湖南某廠為北京和廣州各制造一批木制品，倘若不分別按北京和廣州的氣候條件把木材各自干燥到適當(dāng)程度， 這批木制品在北京使用時(shí)就會(huì)因干縮而開裂，在廣州使用時(shí)則會(huì)因膨脹而不易開閉。為了保證木制品的形狀及尺寸穩(wěn)定，除了在選擇木料時(shí)，使用那些 干縮與濕脹率較小的木材外，更重要的是把木材干燥到與使用環(huán)境相適應(yīng)的平衡含水率，這樣木材就不會(huì)由于急劇解吸或吸濕而產(chǎn)生開裂和變形情況，影響木制品的 形狀和尺寸穩(wěn)定性，這就是在加工或選購(gòu)木制品時(shí)必須考量木材內(nèi)水分含量的緣故。

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