[科普中國(guó)]-木材含水率

正常狀態(tài)下的木材及其制品，都會(huì)有一定數(shù)量的水分。我國(guó)把木材中所含水分的重量與絕干后木材重量的百分比，定義為木材含水率。

定義我國(guó)把木材中所含水分的重量與絕干后木材重量的百分比，定義為木材含水率。

含水率可以用全干木材的重量作為計(jì)算基準(zhǔn)，算出的數(shù)值叫做絕對(duì)含水率，并簡(jiǎn)稱為含水率（W，%）。計(jì)算公式：

W=（Gs-Ggo）/ Ggo×100% ，W1=（Gs-Ggo）/ Gs×100%

其中：W——木材絕對(duì)含水率；W1——木材相對(duì)含水率

Gs——濕木材重量；

Ggo——絕干材重量。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：含水率在 3.0 -10.0%.()

相關(guān)知識(shí)重要性為什么有些木門、木地板、木制家具等木制品銷售出去以后會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂、變形等質(zhì)量問(wèn)題呢？怎樣減少這些問(wèn)題對(duì)木業(yè)企業(yè)的損失呢？

木制品制作完成后，造型、材質(zhì)都不會(huì)再改變，此時(shí)決定木制品內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)鍵因素主要就是木材含水率和干燥應(yīng)力。生產(chǎn)制造企業(yè)需要正確掌握木制品的含水率。當(dāng)木制品使用時(shí)達(dá)到平衡含水率以后，這個(gè)時(shí)候的木材最不容易開(kāi)裂變形。

銷售木制品的經(jīng)銷商，也應(yīng)該對(duì)所銷售的產(chǎn)品的含水率進(jìn)行檢測(cè)，掌握所銷售產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)。選擇產(chǎn)品質(zhì)量好的廠家，凡是注重產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)廠家，都會(huì)對(duì)其產(chǎn)品的含水率進(jìn)行檢測(cè)。

對(duì)于高素質(zhì)的采購(gòu)木制品的部門，隨著專業(yè)知識(shí)的不斷增長(zhǎng)，也越來(lái)越多地注重木制品的含水率指標(biāo)。過(guò)去國(guó)外的采購(gòu)商就很注重這一指標(biāo)，許多做出口產(chǎn)品和半成品的木業(yè)廠家對(duì)此深有體會(huì)。

適當(dāng)性木材置于一定的環(huán)境下，在足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，其含水率會(huì)趨于一個(gè)平衡值，稱為該環(huán)境的平衡含水率EMC。當(dāng)木材含水率高于環(huán)境的平衡含水率時(shí)，木材會(huì)排濕收縮，反之會(huì)吸濕膨脹。例如，廣州地區(qū)年平均的平衡含水率為15.1%，北京地區(qū)卻為11.4%。干燥到11%的木材用于北京是合適的，可用于廣州將會(huì)吸濕膨脹，產(chǎn)生變形。所以說(shuō)，木材干燥要適當(dāng)，并非越干越好。不同地區(qū)、不同用途，對(duì)木材含水率的要求也是不一樣的。

平衡含水率木材是一種吸濕物質(zhì)，濕材在空氣中放置，會(huì)不斷蒸發(fā)水分；干材在空氣中放置，空氣中的水分也會(huì)被木材吸收，蒸發(fā)和吸收水的速度最后相等，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，這時(shí)的含水率為平衡含水率。

木材平衡含水率受大氣濕度的影響，因地區(qū)而不同。北方為12%左右，南方為18%左右，華中約為16%左右。木材平衡含水率在生產(chǎn)上有很大的意義。家具、門窗、室內(nèi)裝修等用材的含水率，必須干燥到使用地區(qū)的平衡含水率以下，否則木制品會(huì)開(kāi)裂和變形

相對(duì)含水率新鮮的硬木含水率是60%，而軟木是硬木的兩倍以上。木材中的水存在有兩種形式——吸著水和自由水。原木風(fēng)干的首要目的在于降低木材對(duì)水的化學(xué)粘合，以便于使剩余水份自由移動(dòng)。溫度越高，水分移動(dòng)的速度就越快，這就是窖干會(huì)省時(shí)的原因。然而，窖內(nèi)過(guò)高的溫度會(huì)降低木材的性能，大多數(shù)的窖干會(huì)盡可能快地完成干燥，以便于制造廉價(jià)的建筑用軟木。1

標(biāo)準(zhǔn)在不計(jì)環(huán)境濕度的條件下，木材控制在15%的含水率稱標(biāo)準(zhǔn)含水率

測(cè)量方法含水率實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的方法：

測(cè)量木材含水率的方法有烘干法、電測(cè)法、干餾法、滴定法和濕度法，在木材加工領(lǐng)域里，通常采用烘干法。

烘干法

烘干法就是將木材的含水率試片烘至全干來(lái)測(cè)其含水率的方法。

首先在被測(cè)的木材中鋸取一片順紋厚度為10~12mm的有代表性的含水率試片。所謂代表性就是這塊試片的干濕程度與整塊木材相一致，并沒(méi)有夾皮、節(jié)疤、腐朽、蟲(chóng)蛀等缺陷。一般應(yīng)在距離鋸材端頭250~300mm處截取。將含水率試片刮凈毛刺和鋸屑后，應(yīng)立即在精確度為0.01g，量程不小于200g的天平上稱其重量，將該重量記為G，然后將試片放入溫度為103±2℃的恒溫箱中烘6h左右，再取出稱重，并作記錄，然后再放回烘箱中繼續(xù)烘干。隨后每隔2h稱重一次，直到最后兩次稱量的重量不變，就是絕干重，記為Go。這樣就可按下式計(jì)算出含水率

W=（G-Go）/ Go×100%

由于薄試片暴露在空氣中其水分容易發(fā)生變化，因此，測(cè)量時(shí)要注意截取試片后或取出烘箱后應(yīng)立即稱重，如不能立即稱重，須立即用塑料袋包裝，防止水分蒸發(fā)。

用烘干法測(cè)量木材含水率準(zhǔn)確可靠，而且不受含水率范圍的限制。但測(cè)量時(shí)需要截取試樣，破壞木材，并需要一定的時(shí)間。

烘干法是測(cè)量木材含水率的基本方法，也是最常用的方法。

上式表示的是絕對(duì)含水率，也是在木材加工上通常所說(shuō)的木材含水率。2

詳細(xì)認(rèn)識(shí)木材含水量即木材所含水分之重量與木材干重之比，亦稱為含水率，取一塊木材稱一下重量，假定是4.16Kg，把它烘干到絕對(duì)干燥狀態(tài)，再稱重量是3.4Kg，則此木材之干重為3.4Kg，所含水分之重量為4.16-3.4=0.76Kg。這塊木材之含水率為：

含水率（w%）=（含水木材之重量-干木材之重量）/（干木材之重量） x100%=0.76/3.4x100%=22.3%

新伐木材，細(xì)胞間隙充滿水，木材之含水率在100%以上，在場(chǎng)地堆放時(shí)，細(xì)胞腔里之水先蒸發(fā)出去，此時(shí)木材總重量減輕，但體積和強(qiáng)度都沒(méi)有什么變化。到一定時(shí)候，細(xì)胞腔之水都蒸發(fā)完畢，可細(xì)胞壁里還充滿水，此情況叫“纖維飽和”。這是含水率約為30%，為方便起見(jiàn)，就規(guī)定含水率30%為“纖維的飽和點(diǎn)”。含在細(xì)胞壁之水繼續(xù)蒸發(fā)，引起細(xì)胞壁變化，這時(shí)，木材不但重量減輕，體積也開(kāi)始收縮，強(qiáng)度開(kāi)始增加。木材強(qiáng)度隨含水率變化是因?yàn)榧?xì)胞壁纖維間之膠體是“親水”之故。水分蒸發(fā)后，膠體塑性減小，膠結(jié)力增加，可以和纖維共同抵抗外力之作用，含水量變化對(duì)順紋抗拉強(qiáng)度影響較小，對(duì)順紋抗壓強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度影響較大。例如松木在纖維飽和點(diǎn)順紋抗壓強(qiáng)度約為3KN/CM2。

木材因含水量減少引起體積收縮之現(xiàn)象叫作干縮，干縮也叫作“各向異性”例如從纖維飽和點(diǎn)降到含水率0%時(shí)，順紋干縮甚小，為0.1~0.3%，橫紋徑向干縮為3.66%，弦向干縮最大竟大9.63%，體積干縮為13.8%，所以當(dāng)木材紋理不直不勻，表面和內(nèi)部水分蒸發(fā)速度不一致，各部分干縮程度不同時(shí)，就出現(xiàn)彎、扭等不規(guī)則變形、干縮不勻就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

木材強(qiáng)度變化和干縮，為使用木材帶來(lái)諸多不便，我們不可能消除這種客觀存在之不利變化，但能認(rèn)識(shí)掌握其變化規(guī)律，控制此變化。木材水分可以被蒸發(fā)到空氣中，空氣中水分也會(huì)被吸進(jìn)來(lái)，后一現(xiàn)象為“吸濕”，吸濕為木材之特性，主要是木材含水率達(dá)到相對(duì)飽和點(diǎn)，其含水率過(guò)高，或過(guò)低都會(huì)給木材基本物理性能帶來(lái)不利因素。

對(duì)應(yīng)某一空氣濕度和相對(duì)濕度，就有一個(gè)木材含水率數(shù)值，這個(gè)值稱為“平衡含水率”。例：當(dāng)?shù)厥覂?nèi)平均濕度32。，相對(duì)濕度55%。從圖中查出平衡含水率為10%，家具類高檔用材，一般含水率為15%，一般木材制品（含木制包裝），有關(guān)部門定為18%~25%左右為達(dá)標(biāo)產(chǎn)品，因木材在含水率18%以下，木腐菌就無(wú)法生存繁殖。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)