实验八 木材含水率、干缩性和气干密度测定

实验八木材含水率、干缩性和气干密度测定
一、实验目的
了解木材的含水率、干缩性和气干密度的测定方法，掌握木材的基本性质及其影响因素。

二、实验原理
1. 含水率
木材中水分的含量影响木材的重量、品质、机械性能等，因此对于不同用途的木材，其含水率有不同的要求。

含水率的测定方法有干燥法、重量法、电阻法、原位法等多种，其中以重量法最为普遍和经济实用。

其基本原理是将样品在一定条件下绝干后，用称量法求出其质量，以确定其干重和含水率。

2. 干缩性
木材在干燥过程中，由于水分的蒸发，会导致木材加工后的形状和尺寸发生变化，称之为干缩性。

干缩率表示该变化程度的大小，是一个重要的指标。

其干缩率的大小受多种因素影响，如树种、年轮方向、纹理等。

干缩率的测定方法有原位法、急速饱和法等，其中以原位法最为实用。

3. 气干密度
气干密度是指木材在自然放置至空气干燥状态下单位体积中的质量。

气干密度是一个重要的物理性质，其大小决定了木材的重量、稳定性、机械性能等。

其测定方法有毛管流速法、水排法、比重法、容积法等，其中以容积法最为普遍和便捷。

三、实验器材与材料
1. 电子天平（精度为0.01g）
2. 抽气泵
3. 自制的干燥箱和恒温器
4. 常规木材手工工具（如刨刀、尺子、大力钳等）
5. 带有刻度的试管或试筒
6. 实验用木材样品
四、实验步骤
（1）将切割好的8g左右的样品称量，记录其质量为样品重（m0）。

（2）样品置于恒温器内恒温24小时，从中取出后，用干燥纸将其表面水分吸干，将干燥箱内的温度调至105℃至110℃，置入样品并保持1小时以上。

（4）根据公式计算样品含水率（W）：
W（%）= (m0-m1)/m0×100%
（1）将前一步骤中干燥后的样品测得其断面积（S）和原长（L0）。

（2）将样品放置在恒温器内，控制温度在20℃±2℃下恒温3天。

（3）取出样品，记录其长度（L）和厚度（T），物镜下用标尺显微镜观测得到，并计算出样品的干缩率（K）：
（1）将样品刨成3cm×3cm×3cm的立方体，记录其初始体积（v1）和质量（m2）。

（2）将样品干燥至恒重状态，取出后，重新称量得到其干重（m3）。

（3）用水密封法将样品浸泡在水中24小时，去除表面水分后，立即称量，得到其吸水容积（V）。

d = m3/v1
五、实验注意事项
1. 实验操作时需遵循安全规范。

2. 含水率测定中，干燥箱的温度不得超过110℃，以免引发火灾。

3. 样品放置的恒温器的湿度不得太高，以免影响干缩率和气干密度的测定精度。

4. 样品尺寸的选择需严格按照实验要求，并应尽量符合样品的实际尺寸和形状。

5. 在干缩和气干密度测定中，应尽量避免样品在测定过程中受到外力的作用。

六、实验结果处理
可将不同木材品种、不同处理方式下的木材含水率进行统计和对比。

通常情况下，木材的含水率在10%~20%之间为宜。

但对于某些特定要求的木材，如木耐火材料，含水率需要控制在5%以下。

2. 干缩率的对比分析
可将不同样品及不同工艺下的样品干缩率进行分析和对比。

根据研究结果，通过改善木材的干燥、处理和保养等方面的技术，可以有效减少木材的干缩率，以保证其使用寿命和性能。

可将不同木材品种的气干密度进行对比。

一般情况下，木材的气干密度在
0.5g/cm³~1.2g/cm³之间，而高密度木材可能达到1.4g/cm³以上。

密度的大小直接影响着木材的强度、硬度、重量等重要性质，因此密度是影响木材应用领域的一个关键因素。