木材径向与弦向干缩差异的原因

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木材径向干缩是弦向干缩的一半,产生这种现象的原因复杂,不是单一理论可以解释,而且与不同的树种、木材的构造有关。目前,解释其原因主要有早晚材的影响、径向木射线的抑制作用、细胞径向壁与弦向壁木素含量的差异及纹孔数量多少的影响等理论。


1.早材与晚材的影响

木材收缩量与其细胞壁所含物质含量多少成正比。早材材质轻软,细胞壁物质含量少,密实程度低,干缩小;晚材材质较硬,细胞壁物质含量多,密实程度大,干缩大。横切面上径向,年轮中早材与晚材是串联的,径向干缩是早材干缩和晚材干缩的加权平均值。而弦向,年轮中早材与晚材是并联的,弦向干缩主要受晚材的影响,干缩大的晚材迫使整个年轮均随晚材干缩,因而使弦向干缩接近于晚材的干缩,而这样就造成木材的弦向干缩大于径向。


2.径向木射线的抑制作用

木材中,木射线是唯一横向排列细胞所组成。木射线细胞呈径向排列,其细胞微纤丝排列方向与射线细胞轴向一致,因其纵向收缩小,机械地抑制木材径向收缩;而木材弦向为射线细胞的横向,横向干缩大。这使得木材径向收缩小于弦向。北美红栎实验表明,单一木射线组织径向上的全干缩为2.5%; 而无射线的部分径向全干缩率为5.1%。柳杉、赤松、扁柏等树种均与假设相等。


3.细胞径向壁与弦向壁中木素含量的差异的影响

木材主要化学成分中,木素的刚度比综纤维素(纤维素、半纤维素)高,木素的吸湿性比综纤维素小。木材纵向细胞的径面壁上木素的含量比弦面壁高,其吸湿性较弦面小,多少限制了木材径向干缩。


4.木材各种细胞干燥过程本身不均匀收缩

木材细胞分子中,导管、薄壁细胞弦向干缩大于径向干缩,木射线宽度方向干缩(木材弦向)较长度方向(木材径向)干缩大,致使弦向干缩大于径向。早晚材管胞弦向干缩大于径向。木纤维各向干缩几乎相同。


5.径壁、弦壁纹孔数量及其周围纤丝角度变大的影响

纹孔是细胞次生壁局部未能加厚而留下的孔道。纹孔的存在使其周围微纤丝的排列方向偏离了细胞主轴方向,纤丝角度变大,导致纹孔周围纵向干缩大,横向(径向)收缩小。径切面纹孔多(针叶材特别明显),其纤丝角度大,纵向干缩大,横向(径向)收缩小。弦切面纹孔少,纤丝角度小,纵向干缩小,横向(径向)收缩大,故弦向大于径向。此外,纹孔越多,胞壁实质就越少,木材的干缩与胞壁实质成正比。径面壁上纹孔多,胞壁实质少,横向干缩小。


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文章来源:网络


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撰文:托马斯

原标题:《行业资讯 - 木材》

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