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如何正確認識木材重量與材積的關系

 


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   近年來,我國從非洲等國進口的木材越來越多,作為進口木材檢驗鑒定部門,也常常碰到因木材的含水率不同導致木材重量差異很大,但木材材積相同或相近的現象。以20尺集裝箱裝滿非洲刺猬紫檀粗鋸枋為例,由于其含水率的不同,其對應的木材重量大多在20噸至27噸之間,而其對應的木材材積大多在16m3至17m3(即平均材積為16.5m3)之間。事實上,在相同尺寸的集裝箱上裝滿來自同一地區、同一樹種、類似規格、不同含水率的木材,盡管其對應的重量變化較大,但其材積數量則相對穩定。這個看似簡單卻又令很多人疑惑的問題只要借助木材學專業知識就能找到答案。

  我們知道,木材主要是植物的莖部分。植物細胞是由細胞壁和細胞腔組成。木材的大部分細胞腔為空腔,少部分細胞腔被樹膠、侵填體、樹脂等物質填充。木材細胞壁主要是由纖維素、半纖維素和木質素組成,木材中水分包括存在細胞腔中的自由水和存在細胞壁中的結合水(或吸著水)兩類。自由水與木材之間是分子間力結合(與我們平時水杯中的液態水性質相同)。因為纖維素、半纖維素和木質素具有大量的游離羥基,所以結合水與木材細胞壁主要是氫鍵結合。

  新伐倒的木材為生材。因樹木在生長過程中需要大量水分,因此生材的含水率比較高,一般生材邊材含水率為70%~200%、心材含水率為40%~90%。對于生材來說,細胞腔和細胞壁都含有水分。當生材放在大氣環境中自然干燥,首先是細胞腔中自由水慢慢蒸發,當細胞腔中不存在自由水,而細胞壁中結合水的量處于飽和狀態的臨界點稱為纖維飽和點。此時對應的含水率稱為纖維飽和點含水率。木材的纖維飽和點隨著樹種、溫度以及測定方法不同而有所差異,通常取30%作為纖維飽和點含水率平均值。木材在纖維飽和點以上,因自由水含量變化不會引起木材尺寸的變化。然而在纖維飽和點以下,因結合水被蒸發、氫鍵斷裂,纖維素分子鏈距離拉近、木材收縮體積變小或結合水被吸收、形成氫鍵,纖維素分子鏈距離拉開、木材膨脹體積變大,這就是常說的木材干縮濕脹現象。

  在平常集裝箱裝載的進口木材基本上都屬于生材。以進口非洲木材為例,雖然經過1到3個月左右的運輸,木材邊材的含水率會有所變化(通常是減少),但到達我國海關口岸時,絕大部分生材的含水率依然在纖維飽和點以上。對于相同規格的集裝箱裝載的木材,因樹種不同、產地不同、運輸時間不同等因素,導致到岸木材(生材)的含水率差異較大,所以木材重量差異很大。因為從伐倒木材到木材到岸整個過程,木材的含水率一直在纖維飽和點以上,所以木材體積沒有變化,因此就有例如在 20尺集裝箱裝滿刺猬紫檀其對應的木材重量大多在20噸至27噸之間(差異很大),而其對應的木材材積大多在16m3至17m3(即平均材積為16.5m3,差異很?。┲湎窒蠓⑸?。


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