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木材徑向與弦向干縮差異的原因

2019-10-04

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木材徑向干縮是弦向干縮的一半,產生這種現象的原因復雜,不是單一理論可以解釋,而且與不同的樹種、木材的構造有關。目前,解釋其原因主要有早晚材的影響、徑向木射線的抑制作用、細胞徑向壁與弦向壁木素含量的差異及紋孔數量多少的影響等理論。


1.早材與晚材的影響

木材收縮量與其細胞壁所含物質含量多少成正比。早材材質輕軟,細胞壁物質含量少,密實程度低,干縮;晚材材質較硬,細胞壁物質含量多,密實程度大,干縮大。橫切面上徑向,年輪中早材與晚材是串聯(lián)的,徑向干縮是早材干縮和晚材干縮的加權平均值。而弦向,年輪中早材與晚材是并聯(lián)的,弦向干縮主要受晚材的影響,干縮大的晚材迫使整個年輪均隨晚材干縮,因而使弦向干縮接近于晚材的干縮,而這樣就造成木材的弦向干縮大于徑向。


2.徑向木射線的抑制作用

木材中,木射線是唯一橫向排列細胞所組成。木射線細胞呈徑向排列,其細胞微纖絲排列方向與射線細胞軸向一致,因其縱向收縮小,機械地抑制木材徑向收縮;而木材弦向為射線細胞的橫向,橫向干縮大。這使得木材徑向收縮小于弦向。北美紅櫟實驗表明,單一木射線組織徑向上的全干縮為2.5%; 而無射線的部分徑向全干縮率為5.1%。柳杉、赤松、扁柏等樹種均與假設相等。


3.細胞徑向壁與弦向壁中木素含量的差異的影響

木材主要化學成分中,木素的剛度比綜纖維素(纖維素、半纖維素)高,木素的吸濕性比綜纖維素小。木材縱向細胞的徑面壁上木素的含量比弦面壁高,其吸濕性較弦面小,多少限制了木材徑向干縮。


4.木材各種細胞干燥過程本身不均勻收縮

木材細胞分子中,導管、薄壁細胞弦向干縮大于徑向干縮,木射線寬度方向干縮(木材弦向)較長度方向(木材徑向)干縮大,致使弦向干縮大于徑向。早晚材管胞弦向干縮大于徑向。木纖維各向干縮幾乎相同。


5.徑壁、弦壁紋孔數量及其周圍纖絲角度變大的影響

紋孔是細胞次生壁局部未能加厚而留下的孔道。紋孔的存在使其周圍微纖絲的排列方向偏離了細胞主軸方向,纖絲角度變大,導致紋孔周圍縱向干縮大,橫向(徑向)收縮小。徑切面紋孔多(針葉材特別明顯),其纖絲角度大,縱向干縮大,橫向(徑向)收縮小。弦切面紋孔少,纖絲角度小,縱向干縮小,橫向(徑向)收縮大,故弦向大于徑向。此外,紋孔越多,胞壁實質就越少,木材的干縮與胞壁實質成正比。徑面壁上紋孔多,胞壁實質少,橫向干縮小。


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文章來源:網絡


凱康化工

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