5种桉树木材物理力学性质的差异比较

分析5种桉树幼龄材的物理力学性质的差异，为研究不同桉树材性变异规律及提高桉树木材利用效率提供参考。以采自广东湛江南方国家级林木种苗示范基地大田区的2.5年生和4年生赤桉、2.5年生尾巨桉及6年生尾细桉无性系L-9、M-11等5种不同林龄的桉木为研究对象，按照国家标准测量木材物理性质指标木材密度（基本密度、气干密度、全干密度）、气干（径向、弦向、体积）干缩率、全干（径向、弦向、体积）干缩率，以及力学性质指标抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度、硬度（弦面硬度、径面硬度、端面硬度），以SPSS、Excel等数据分析软件对其进行数理统计和分析，分析其差异和变异规律。5种桉树基本密度差异不显著，其余物理力学指标差异极显著。5种桉树的基本密度0.428～0.460 g/cm³，气干密度0.494～0.543 g/cm³，全干密度0.482～0.525 g/cm³，各品系间变异较小。气干干缩率在不同品系间存在着较大的变异，2.5年生赤桉＞4年生赤桉＞L-9＞M-11＞尾巨桉，径向干缩率变异最大。桉树随着林龄的增长干缩率值增大，说明林龄大的桉木更容易开裂。不同品种间力学性质差异显著。5种桉树木材密度与径面硬度和端面硬度呈正相关关系，说明桉树木材密度越大，其木材硬度越高。由木材密度指标看，桉树可作为纸浆材和纤维板材的原材料，随着林龄的增加，桉树木材物理力学性质指标值增加。按照木材物理力学指标分级标准可知，5种桉树木材密度属于小级；赤桉干缩率属于Ⅱ级，尾巨桉干缩率属于Ⅱ-Ⅲ级，L-9干缩率属Ⅳ级，M-11干缩率属于Ⅳ级；5种桉树木材抗弯强度和抗弯弹性模量均属于Ⅱ级，剪切强度属于Ⅴ级，端面硬度均属Ⅲ级。     

不同树龄尾巨桉无性系木材物理与力学性能评价

为了解不同树龄尾巨桉无性系木材物理力学性能,以5年和7年生尾巨桉无性系木材为对象,按照国家标准对其基本密度、气干密度、全干密度、干缩特性、硬度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量和冲击韧性等物理力学指标进行系统测试和分析。结果表明:5年生尾巨桉木材基本密度、气干密度、全干密度分别为0.424、0.533和0.498 g/cm3,基本密度和气干密度均为2级;气干和全干差异干缩分别为2.78、2.28,分别达到5级、4级;弦向、径向和体积干缩系数平均值分别为0.297%、0.154%、0.474%,体积干缩系数达到3级,尺寸稳定性较差;7年生尾巨桉木材基本密度、气干密度、全干密度分别为0.438、0.543和0.507 g/cm3,基本密度和气干密度均为2级;气干和全干差异干缩分别为2.35、2.07,分别达到4级、3级;弦向、径向和体积干缩系数平均值分别为0.254%、0.157%、0.425%,体积干缩系数达到3级,尺寸稳定性较差;5年生和7年生尾巨桉木材的顺纹抗压强度分别为44.8、46.3 MPa,均为2级;抗弯强度分别为80.3、83.8 MPa,均为2级;抗弯弹性模量分别为10 032、10 805 MPa,均为2级;冲击韧性分别为44.2、46.6 kJ/m~2,均为2级;端面硬度分别为4158、4 494 N,均为3级;弦面硬度分别为3 175、3 388 N,均为3级;径面硬度分别为2 759和2 951 N,属于中等硬度木材;综合品质系数分别为29.5×10~7Pa、29.7×10~7Pa,为高等级材。研究结果为尾巨桉定向培育及其木材加工利用提供参考。     

四川蓝桉幼龄材物理力学性质研究

【目的】分析四川产蓝桉幼龄材的物理力学性质及密度变异规律,为提高其利用效率、扩展其利用方式提供参考。【方法】参照木材物理力学性质测试国家标准,对5年生蓝桉的物理力学性质(气干径向干缩率、弦向干缩率、体积干缩率,全干径向干缩率、弦向干缩率、体积干缩率,气干密度、绝干密度和基本密度,顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度和端面、径面和弦面硬度等)进行了测定,并分析了其木材密度变异特性。【结果】5年幼龄四川蓝桉用材的气干径向、弦向、体积干缩率分别为2.38%,4.01%,6.75%;全干径向、弦向、体积干缩率分别为3.71%,5.65%,9.14%;气干密度、全干密度和基本密度分别为0.46,0.41,0.38g/cm3,3种密度在径向上均呈现出先减小后增大的变异规律,而在在轴向上,从基部到2m处基本保持不变,到4m处下降到最小,且下降幅度较大,4m以上随着树高的增加而增加;木材顺纹抗压强度为24.80 MPa,抗弯强度为58.26 MPa,抗弯弹性模量为6 444.24 MPa,顺纹抗剪强度为2.31 MPa,端面、径面和弦面硬度平均值分别为3.10,2.20,1.96kN。四川蓝桉5年幼龄材的综合强度为83.06 MPa,综合强度较小。【结论】蓝桉幼龄材物理力学性质较小,密度变异规律显著。     

四川引种巨桉人工林木材物理力学性质的研究

测定和分析研究了四川引种的5.5年生巨桉木材物理力学性质,结果表明:5.5年生巨桉木材材质轻、变形小,其气干密度为0.498g/cm3,全干密度为0.474g/cm3,基本密度为0.405g/cm3,体积干缩系数为0.487,顺纹抗压强度为47.97MPa,抗弯强度为90.60MPa,抗弯弹性模量为10411MPa,冲击韧性为60.8KJ/m2;综合强度为138.57MPa,属中等。     

赤桉幼龄材物理力学性质研究

【目的】研究20个不同赤桉家系及其不同部位物理力学性质的差异,为赤桉材性选育及木材的合理利用提供参考。【方法】以采自广东湛江南方国家级林木种苗示范基地大田区的20个45月生赤桉家系为研究对象,分别于树干梢部、中部、底部取木材试样,按照国家标准测量木材基本密度、气干(径向、弦向、体积)干缩率、全干(径向、弦向、体积)干缩率、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度等11个指标,并计算气干和全干差异干缩值(弦向干缩率/径向干缩率),运用SPSS、Excel、DPS等软件对数据进行统计和分析,并采用隶属函数法综合比较20个赤桉家系木材的材性优劣状况。【结果】20个赤桉家系木材的基本密度为0.344～0.558 g/cm~3,木材基本密度在家系间以及家系与部位交互间差异性极显著,不同家系立木部位间差异不显著。赤桉气干差异干缩值、全干差异干缩值分别为1.60和1.51;不同家系间气干干缩率(径向、弦向、体积)及全干干缩率(径向、弦向、体积)差异极显著;不同部位间气干体积干缩率和全干体积干缩率差异不显著,而全干(径向、弦向)和气干(径向、弦向)干缩率差异均极显著。赤桉不同家系间抗弯强度(26.79～103.11 MPa)、抗弯弹性模量(3 987～10 498 MPa)、顺纹抗剪强度(11.31～39.32 MPa)、顺纹抗压强度(32.46～59.33 MPa)差异极显著;不同部位间除抗弯弹性模量差异极显著外,其余性状差异均不显著;赤桉不同家系间4个力学性质的变异系数范围为12.05%～20.25%。幼龄期赤桉木材4个力学性质间两两相关性极显著。利用隶属函数法对20个赤桉家系进行综合材性评价,隶属值均值排名前5位的家系依次为2007、20016、20021、10014、10079,其木材材性较优,其中10079、20016、2007生长情况较好,可作为赤桉用材林定向培育。【结论】45月生的赤桉木材属轻材,容易开裂,树干底部的差异干缩值比中部、梢部大,即底部木材更容易开裂和变形。     

巨桉人工林木材密度及其变异特性

以巨桉人工林为研究对象,探讨木材基本密度、气干密度和全干密度在株内径向和轴向上的变化趋势、变异特性,并分析各密度之间的相关关系。结果表明：在植株径向上巨桉木材密度基本保持平稳,髓心部分的木材密度相对较小;轴向上0～6 m处,密度随高度的上升呈现下降趋势;由变异系数分析可得,上端木材密度变异程度较小,可以推测随着植株高度的增加,密度的稳定性较好;分析密度之间的相关性,得出气干密度、全干密度与基本密度呈显著的线性相关关系,方程拟合良好,所建模型有效可靠。     

人工林刺槐木材物理力学性质研究

目的刺槐作为我国重要的速生用材树种,被广泛应用于北方人工林种植,深入研究刺槐木材的物理力学性质,为刺槐人工林建设经营以及木材的高效精细化利用提供科学依据。方法本文对采自于山东省东营市刺槐林场的4株不同树龄人工林刺槐沿树干等分成0.65 m长若干小段并顺序编号,测定和分析每段木材的物理性质(气干密度、全干密度、基本密度)、力学性质(顺纹抗压强度、横纹径向全部抗压强度、横纹弦向全部抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量)以及化学组分(纤维素、半纤维素、木质素)含量,并通过SEM电镜扫描图对各段木材的微观构造进行对比分析。结果刺槐木材的气干密度、全干密度、基本密度、顺纹抗压强度、横纹全部抗压强度(径向、弦向)、抗弯强度、抗弯弹性模量均随树龄的增大而增加,随树干位置增高呈现先增大后减小的规律。将木材气干密度与顺纹抗压强度、横纹(径向、弦向)全部抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量分别进行线性和幂函数拟合,两种模型均能很好地拟合试验结果,拟合度R2值为0.865~0.895。各段木材化学组分中纤维素含量随树龄及树干高度位置的变化规律与木材各项力学性质的变化规律相似。木材的微观构造中导管占比率随树龄增大而减少,随树干高度位置增加呈现出先减后增的变化规律。结论10年生、15年生、20年生、25年生刺槐木材的气干密度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量均为中级以上,是良好的家具和建筑用材。在利用时应充分考虑不同树龄木材和树干不同位置的差别。密度作为影响木材力学性质的直接要素,可根据相关方程通过刺槐木材的密度值估算部分力学性质的数值。刺槐木材纤维素含量与木材各项宏观力学性质相关度很高,而木材导管占比率的差异则从微观构造上揭示了木材密度变化的内在机理。      

擎天树木材物理力学性质研究

研究擎天树木材的密度、干缩性、弯曲强度、冲击韧性、硬度等主要物理力学性质.结果表明:基本密度、气干密度(含水率为12％)和全干密度分别为0.58°、0.658 g/cm3和0.627 g/cm3,气干密度属于国产木材的中等级水平.全干差异干缩和气干差异干缩分别为2.25和2.39,弦向和径向干缩湿胀差异较大.抗弯强度99.6 MPa,顺纹抗压强度52.1 MPa,冲击韧性53.3 kJ/m2,端面、弦面和径面硬度分别为5 864.8、5 097.3 N和5 265.9 N.擎天树木材的综合强度为151.69MPa,属中等材.     

人工林灰木莲木材物理力学性质研究

研究了灰木莲木材的密度、干缩性、弯曲强度、冲击韧性、硬度等主要物理力学性质。结果表明:基本密度、气干密度(含水率为12%)和全干密度分别为0.408、0.463和0.435 g/cm3,气干密度属于国产木材的轻等级水平。全干差异干缩和气干差异干缩分别为1.714和1.900,弦向和径向干缩湿胀差异较大。抗弯强度81.2 MPa,顺纹抗压强度43.7 MPa,冲击韧性17 kJ/m2,端面、弦面和径面硬度分别为4 200.1、2 984.8和2 589.7 N。灰木莲木材的综合强度为124.9 MPa,属低等材。     

百度试验法研究6种大径级桉树木材干燥特性及工艺

采用百度试验法研究了6种人工林大径级桉树（27~29年生）木材的干燥特性。结果表明，细叶桉、尾叶桉和大花序桉木材初期开裂等级均为5级，赤桉为4级，巨桉和粗皮桉均为3级，主要为端裂、端表裂、表裂和贯通裂；干燥结束后大部分试件出现内裂，尾叶桉木材内裂等级为5级，细叶桉和巨桉木材内裂等级均为4级，赤桉、粗皮桉和大花序桉内裂等级均为2级；巨桉、尾叶桉、赤桉、粗皮桉、细叶桉和大花序桉木材截面变形等级分别为5级、4级、3级、3级、2级和1级；巨桉、粗皮桉和大花序桉木材扭曲等级均为3级，细叶桉、赤桉和尾叶桉木材扭曲等级均为1级；细叶桉、赤桉、巨桉、尾叶桉和大花序桉木材干燥速度均为5级，粗皮桉木干燥速度为4级。6种桉树木材均属于难干木材，多裂，易变形。本研究拟定的干燥基准，可用于木材加工企业干燥人工林大径级桉树木材参考，为人工林大径级桉树木材的实木化加工利用提供理论依据。     

不同树龄巨尾桉广林9号木材机械加工性能评价

为探究不同树龄巨尾桉广林9号木材的机械加工性能,以4年生、6年生和8年生巨尾桉广林9号木材为研究对象,对其刨削、砂削、铣削和钻削加工性能进行测试评价,旨在促进其木材高附加值利用。结果表明：3个树龄的木材砂削性能均表现为优,刨削性能均表现为良;6年生和8年生木材铣削性能为优,4年生为良;4年生木材钻削性能为优,6年生和8年生为良。随树龄增加,巨尾桉广林9号木材刨削和铣削性能提高,砂削性能下降,钻削性能先下降再提高。     

阴香木材物理力学性质研究

研究阴香木材的密度、干缩性、弯曲强度、冲击韧性、硬度等主要物理力学性质。结果表明,基本密度、气干密度(含水率为12%)和全干密度分别为0.501、0.609 g/cm³和0.581 g/cm³,生材密度为1.215 g/cm³,气干密度属于国产木材的中等水平。全干差异干缩和气干差异干缩分别为1.59和1.86,弦向和径向干缩系数分别为0.495和0.362,弦向和径向干缩湿胀差异较大。抗弯强度75.6 MPa,顺纹抗压强度41.19 MPa,冲击韧性43.39 kJ/m²,端面、弦面和径面硬度分别为4 789.72、4 390.77 N和4 260.19 N。阴香木材的综合强度为116.79 MPa,属低等级材。     

毛红椿木材物理力学性质研究

本文对9年生、15年生、22年生的毛红椿木材物理力学性能进行测定,结果表明:树龄对毛红椿木材物理力学性能影响显著,毛红椿幼龄材木材密度、力学强度均较低,随着树龄增加,密度、力学性能指标均有较大幅度提高,体积干缩系数逐渐减小。毛红椿木材差异干缩均较大,弦向干缩比径向干缩差异显著,但体积湿胀率变化不大。     

湖南铁心杉解剖特征及其物理力学性质研究

以82年生湖南铁心杉木材为对象,研究其主要解剖特征、物理力学性质,评估其木材品质。结果表明:铁心杉平均年轮宽度1.1 mm,心材率可达60.7%,管胞平均长度和宽度分别为3 182μm和41.93μm,长宽比为75.04;细胞壁层平均微纤丝角为13.18°;基本密度为0.432 g/cm3,气干密度为0.509 g/cm3;铁心杉具有较小的全干干缩率和湿胀率,其顺纹抗压强度、木材抗弯强度和抗弯弹性模量分别为69.13、106.34 MPa和9.69 GPa。铁心杉木材为高强度等级,木材品质系数显著高于常见珍贵建筑结构装饰用材树种。构造特征的径向变化规律说明铁心杉的幼龄材与成熟材界定树龄为15～20 a。     

不同树龄西南桦材性差异研究

对不同树龄西南桦木材物理和主要力学性质的测定研究表明:西南桦木材密度、干缩性和主要力学性质随着树龄的增大而增大;经差异显著性t检验,7年生与11,15,19年生均差异显著,而11,15,19年生三者之间有的指标差异显著,有的指标差异不显著,因此,在利用西南桦木材时应对树龄加以特别考虑.     

速生人工林巨尾桉木材炭化改性研究

为了提高速生桉木材的尺寸稳定性、使用范围和产品附加值,以广西资源丰富的5年生巨尾桉为原料制备炭化木,主要研究了炭化温度对炭化木物理性能的影响。结果表明,随着炭化处理温度的升高,木材颜色变深、密度减小;经过炭化处理的试材,其长度、宽度和厚度随环境湿度变化的干缩和湿胀减小,其尺寸稳定性明显高于未处理材。对速生人工林巨尾桉进行炭化处理,能大大提高其尺寸稳定性。     

树龄对大花序桉木材物理性质的影响

选取大花序桉为实验材料,开展不同树龄大花序桉物理性质的比较研究。结果表明:5年生、17年生、29年生、35年生大花序桉木材气干密度分别为0.712 g/cm~3、0.871 g/cm~3、0.988 g/cm~3、0.989 g/cm~3,弦向气干干缩率分别为5.77%、6.25%、7.50%、6.03%,径向气干干缩率分别为3.96%、4.12%、4.88%、3.96%,体积气干干缩率分别为10.66%、11.35%、12.57%、10.57%,差异干缩分别为1.46、1.52、1.54、1.52。随树龄增大,大花序桉木材密度逐渐增大,干缩率先增大再减小,29年生大花序桉干缩率最大。     

23年生大叶栎木材物理力学性质的初步研究

对广西平果县海明林场23年生大叶栎木材的主要物理力学性质进行了测定和分析。结果表明:大叶栎木材的气干密度(含水率为12%)、基本密度和全干密度分别为0.583 g.cm-3、0.462 g.cm-3和0.507 g.cm-3,气干密度属于国产木材的中等级水平;径向、弦向和体积干缩系数分别为0.099%、0.183%、0.296%,湿胀率依次为4.106%、7.958%和12.627%,差异干缩为1.5-1.9,其尺寸稳定性较好;冲击韧性为52.12 kJ.m-2,端面、径面和弦面硬度分别为41.53 MPa、31.41 MPa和35.51 MPa,顺纹抗压强度为44.50 MPa,抗弯弹性模量和抗弯强度分别为12.63 GPa和127.31 MPa,径面和弦面顺纹抗剪强度分别为8.76 MPa和10.54MPa,抗劈强度依次为124.3 N.mm-1和138.6 N.mm-1。除冲击韧性和硬度较低外,大叶栎木材的主要力学强度均属于国产木材的中等级水平。     

预热处理对改善尾巨桉木材干缩性和材色的研究

为探讨预热处理对尾巨桉木材干缩性和材色的影响,分别在100℃饱和蒸汽和120℃过热蒸汽条件下对尾巨桉木材进行预热处理。对预热处理前后的尾巨桉木材进行干缩率及色度指数的测定,应用扫描电镜对预热处理后尾巨桉木材的微观构造进行分析。结果表明:1）100℃饱和蒸汽可以使尾巨桉的干缩性降低,材色无明显变化;120℃过热蒸汽处理使尾巨桉在干燥过程中出现较多缺陷,如皱缩、内裂等,但可以有效促使桉木颜色向珍贵树种颜色转变。2）经120℃过热蒸汽处理,尾巨桉木材导管中纹孔的内含物被部分排出,细胞被压扁,宏观尺寸发生变形,是导致尾巨桉出现干燥缺陷的主要原因。     

柳杉木材物理力学性质研究

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0.408 0、0.503 0、0.464 0和1.002 0 g/cm3,属小级别;其差异干缩为1.688 0,中等级别;顺纹抗压强度为43.200 MPa,横纹径向和弦向全部抗压强度分别为0.408和0.565 MPa,抗弯强度和抗弯弹性模量分别为88.200和9 505.0 MPa,冲击韧性为41.000 kJ/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3 221×105 Pa,品质系数较高,属高等级材。