人工林杉木木材力学性质对高温热处理条件变化响应

以过热蒸汽为传热介质和保护性气体,在热处理温度为160℃、180℃、200℃、220℃,热处理时间为2h、4h、6h、8h的条件下对圆盘豆木材进行高温热处理,研究圆盘豆木材在不同热处理条件下的力学性能变化规律。结果表明,随着热处理温度升高和热处理时间延长,圆盘豆热处理材抗弯强度降低;弹性模量在160℃时最高,然后降低;硬度的变化趋势不明显。红外光谱分析表明,热处理使木材中的半纤维素、纤维素、木素发生降解反应,导致木材力学强度降低。

对福建省引种的24年生峦大杉的木材物理力学性质进行检测,结果表明:峦大杉木材的气干密度为0.344g/cm3、弦向全干干缩率6.020%、弦向湿胀性6.440%、吸水性237.810%、顺纹抗压强度6.004mpa、抗弯弹性模量7250.810mpa、抗弯强度59.840mpa、顺纹抗拉强度62.800mpa;峦大杉的材质与杉木相近,应用方面可参考杉木,在木构件加工时,其安全系数可使用杉木的量值。

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文中重点对杉木的木材解剖性质、物理力学性质、化学性质的研究现状进行了归纳和分析,并针对影响杉木木材性质变异规律的生长因子进行了总结,最后就杉木木材性质的研究方法、趋势提出了几点建议。

本文主要以杨木和杉木木材作为研究对象,来对其表面自由能以及表面极性等木材表面性质进行分析,探讨在不同的温度处理条件下,杨木和杉木木材表面的变化机理。在对研究结果进行合理把握的基础上,对木材表面性质变化的原因进行分析,进一步明确木材表面自由能与其化学官能团变化之间的相关性,仅供相关人员参考。

立地条件对杉木木材干缩性能的影响中南林学院方文彬，周燕芬杉木ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ（ｌ－ａｍｂ．）ｈｏｏｋ是我国特有的优质用材树种，繁殖容易，树干通直，木材加工性能良好，尺寸稳定，深受用户的喜爱。从人工栽培技术到木材性质都进行了...

本文利用x射线衍射法和自编的软件对杉木的微纤丝角进行了测定,结果表明:微纤丝角受很强的遗传控制,在不同株间、幼龄材间及成熟材间的差异极不显著;微纤丝角受树木生长年龄的影响很大,近髓心处最高,自髓心向外迅速减小,9a以后减小趋势缓慢,到大约15a时出现最小值,最大值与最小值相差达20多度,回归分析得到的二项式方程r2达到0.899,径向各年轮间的差异极其显著;纵向不同高度上,微纤丝角从0m到1.5m迅速减小,之后减小趋于缓和,在5.5m以后于平稳波动中又略显回升,1.5-7.5m平均微纤丝角变化范围在10.82°-12.57°之间,回归分析得到的乘幂方程r2达到0.884,方差分析表明,树高1.5m到7.5m微纤丝角差异不显著。

润湿性是木质材料的一个重要界面特性,直接影响其胶合性能。为了优化集成材胶合工艺,以小径级杉木为研究对象,通过测量脲醛胶与聚氨酯胶在杉木试样表面的接触角,对杉木径切面、弦切面、心边材及不同粗糙度表面的润湿性进行了测评。结果表明:杉木径切面的润湿性优于弦切面,边材润湿性优于心材,并且表面润湿性随粗糙度的增加而提高。建议杉木集成材胶合时,尽量选择径切面作为胶合面,并适当增加胶合面的表面粗糙度。

对修枝与未修枝的红松人工林林木生长和木材力学性质等指标进行测试和分析,结果表明:红松人工林生长速率、生长轮宽度、晚材率都是修枝林分大于未修枝林分,其中只有晚材率差异显著;主要力学指标中除顺纹抗压强度,均是修枝林分大于未修枝林分,其中只有抗弯强度差异达显著水平

对采自广西南丹县山口林场8年生、14年生和28年生的秃杉taiwaniaflousiana和杉木cunninghamialanceolata人工林木材进行了主要物理力学性质的测定和比较。结果表明:秃杉和杉木的木材密度及主要力学强度均随树龄增加而增大。秃杉木材的气干密度(含水率为12%)、基本密度、径向干缩系数、弦向干缩系数、体积干缩系数、弦面硬度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、径面抗剪强度和弦面抗剪强度的平均值与杉木相比分别低2.3%,4.4%,1.6%,2.6%,1.5%,3.6%,3.8%,3.4%,17.5%和14.4%,但其端面硬度、径面硬度、抗弯强度、冲击韧性、径面抗劈力和弦面抗劈力的平均值与杉木相比则分别高6.6%,6.1%,3.4%,2.3%,15.0%和16.3%。差异显著性t检验表明,秃杉与杉木人工林的木材密度、硬度、顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗剪强度和抗劈强度均差异显著或极显著,但干缩系数和冲击韧性均差异不显著。图2表3参12

通过总结热处理对木材颜色变化的研究结果,分析热处理方式、热处理工艺参数包括温度和时间、树种与化学成分对热处理材颜色变化的影响,颜色变化与化学成分以及物理力学性能的相互关系,以及热处理材颜色光稳定性能。对今后研究提出几点建议。

fordifferentsilviculturalmeasures(forestcomposioin,planningdensiy,thinningandpruning),themechanicalpropertiesofpinuskoraiensisplantationsweremeasuredandanalyzed.theresultsshowedthattheeffectofsilviculturalmeasures(forestcomposioin,planningdensiy,thinning)onmechanicalproperties(bendingstrength,crushingstrengthalongthegrain,tensilstrengthalongthegrain)ofp.koraiensisplantationswereremarkable,otherstrengthandallstrengthofthepruningforestwerenotremarkable.inordertoincreasethemechanicalpropertiesofwood,growth-promotingandthengetthebetterbuildinglumberandgluedlaminationboard,mixedstand,andwithdensityof1.5m×1.5mand1.5m×2.0m,properlythinningandpruningcouldbeselected.inordertomanufacturefurnitureandbending-wood,densityof2.0m×2.0mcouldbeselected.

本文从杉木木材的解剖性质、物理力学性质、化学性质等方面出发,概述了杉木木材的常规与高温干燥、过热蒸汽干燥、微波与高频干燥及杉木木材改性处理后的干燥等改性技术研究进展,并对杉木木材动态粘弹性研究进行总结,最后提出了杉木木材干燥技术亟待解决的问题。

利用差异显示法(ddrt-pcr)研究杉木的2个自然变异类型(句容0号及独干杉)木材形成过程中基因表达差异。通过银染后切割回收54个差异条带,经2次扩增和纯化、克隆转化及反向northern杂交验证后共获得29个阳性克隆。测序后进行比对分析,结果表明:1)blastn比对(分值>60)有9个cdna克隆在genebank中找到了相似的功能,分别与核糖体蛋白基因、信号传导功能、泛素蛋白基因、抗性功能、组氨酸磷酸转移蛋白、细胞发生功能及能量代谢相关;2)blastx比对有12个序列可进行功能推测;3)还有8个cdna在数据库中未发现匹配信息。这些信息可为杉木木材形成相关基因的分离和克隆提供研究基础。

研究了人工林与天然林红松木材力学性质在幼龄材与成熟材中的差异。所有力学性质在红松幼龄材与成熟材中反映的基本趋势是:天然林红松力学性质高于人工林红松。其中,红松幼龄材的抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和冲击韧性4项指标,天然林红松与人工林红松的差异达0.01水平显著,其次弦切面硬度和弦向横纹抗压强度差异达0.05水平显著。红松成熟材的绝大多数力学性能指标天然林红松与人工林红松的差异也达到0.01水平显著,并且天然林红松力学性质高于人工林红松的基本趋势在红松成熟材中表现得更为明显。

对闽楠人工林和天然林木材物理和力学性质进行了测定和比较分析,结果表明:闽楠天然林木材气干密度和全干密度分别为0.721g.cm-3和0.680g.cm-3,人工林木材气干密度和全干密度分别为0.572g.cm-3和0.535g.cm-3,闽楠天然林木材密度大于人工林且差异达到极显著水平,但人工林木材密度变异系数却小于天然林。闽楠人工林和天然林木材气干状态下体积干缩率分别为4.935%和6.439%,全干状态下分别为9.330%和11.376%,闽楠人工林木材的尺寸稳定性稍差于天然林,但从木材的差异干缩来看,闽楠天然林和人工林相近,分别为1.75和1.76。闽楠天然林木材端面、径面和弦面硬度分别为7583n、6183n和6625n,稍大于人工林,但差异不显著。闽楠天然林与人工林旋切板背面裂隙率分别为53%和67%,单板厚度的偏差人工林和天然林分别为0.08mm和0.09mm。由此可知,发展闽楠人工林可以得到质量与闽楠天然林相近的板材。

对20和30年生的柳杉木材物理力学性质进行了测定和分析,测定指标主要包括密度、干缩性、湿胀性、吸水性、顺纹抗压强度、横纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量和冲击韧性。结果表明,柳杉木材的基本密度、气干密度、全干密度、生材密度分别为0.4080、0.5030、0.4640和1.0020g/cm3,属小级别;其差异干缩为1.6880,中等级别;顺纹抗压强度为43.200mpa,横纹径向和弦向全部抗压强度分别为0.408和0.565mpa,抗弯强度和抗弯弹性模量分别为88.200和9505.0mpa,冲击韧性为41.000kj/m2,除横纹抗压强度较低外,其余力学强度指标均属低级别;木材综合品质系数为3221×105pa,品质系数较高,属高等级材。

对油杉keteleeriafortunei木材的物理与力学性质进行测定与比较,结果表明,油杉木材的气干密度为0.576g·cm~(-3),全干密度为0.544g·cm~(-3),属中密度木材。油杉木材的气干径向、弦向和体积干缩系数分别为4.408%、3.272%和7.892%,气干差异干缩为1.347,油杉木材具有不易开裂和变形的特征。油杉木材的抗弯强度、顺纹抗压强度分别为92.701、57.217mpa,端面、弦面和径面硬度分别为4635.9、3420.8和3606.8n,其抗弯强度、顺纹抗压强度和硬度均属中等。50年生油杉木材的物理力学性质优于22年生马尾松pinusmassoniana、湿地松pinuselliottii和28年生杉木cunninghamialanceolata、秃杉taiwaniacryptomerioides。

对当年、前1年受松材线虫病bursaphelenchusxylophilus危害的病死马尾松pinusmassoniana及健康马尾松木材的物理力学性质进行了测定。结果表明,松材线虫病病死木木材的静曲强度、弹性模量、抗拉强度、抗压强度、冲击韧性和握钉力与健康材差异显著,密度与健康材差异不显著。健康木材的静曲强度比松材线虫病木材高30%;弹性模量比病材高20%;病木的抗拉强度只有健康材的54.1%~76.9%;健康材抗压强度比病材高出26.8%;健康材冲击韧性比病材高21.0%~32.5%;病木的弦向握钉力是健康材的77.3%~91.7%;径向握钉力是健康材的65.9%~70.1%;健康材密度较病材高出15.0%。

为构建稳健、实用的木材纵向弹性模量预测模型,以人工林杉木木材为研究对象,分别测定了同一非标无疵小试样的气干密度、微纤丝角和顺纹抗拉弹性模量,构建了以木材密度或微纤丝角为单一变量及二者的特定组合为自变量的3种纵向弹性模量预测模型。结果表明,3种预测模型的预测精度存在显著差异。以密度与微纤丝角比值为自变量所构建的预测模型的决定系数最高、预测残差标准差最小。该模型证实,密度和微纤丝角共同影响木材的顺纹抗拉弹性模量。对于杉木,影响其顺纹抗拉弹性模量的关键因子是密度。

对经过185℃生产性高温热处理的水曲柳木材的力学性能进行测试和分析。结果表明:与素材一样,处理材弦径向弹性模量之间没有显著差异;高温热处理对水曲柳木材弦向弯曲强度和横纹抗压强度有不利影响,而弦向弹性模量、顺纹抗压强度、表面硬度等受此种工艺的影响很小。若将处理材与素材在实际使用情况下的力学性能进行比较,处理材除了在弦向弯曲强度上仍比素材低,上述各项力学性能均高于素材。

inthispaper,atechniquewithcombinationofnormaltemperaturedryingandhightemperaturedryingtechnologywasintroducedtodrychinesefirplantationboard,theresultwithmorethanoneyear'sresearchingshowedthat,thelumberdimensionstabilityafterdryingwasbestwhendriedincombinationmethod,andsecondwhendriedinnormaltemperaturekilnwhiletheworstinairdry.meanwhile,theresultalsoshowedthatnotonlywasdimensionstabilityincreasedbutalsothedensityoffirwasincreased,thisfactmadeplantationfiraexcellentmaterialinfurnitureandinteriordecorationfield.soprimaryconclusionwasgotthatthiscombiningwaywasconsideredonekindoflowerdryingcost,simplewayandeffectivedryingmethods.