不同树龄马占相思木材密度和干燥性能的研究

1、不同树龄马占相思木材密度和干燥性能的研究梁宏温1 徐峰1 戴军2 邓福春2 （1.广西大学林学院，广西南宁530005; 2.广西国有高峰林场，广西南宁 530001）摘 要：对采自广西国有高峰林场7年生、10年生和20年生马占相思的木材密度和干燥性能进行测定和比较研究。结果表明：马占相思木材气干密度（含水率为12%）、基本密度和全干密度的变化幅度分别为0.534g/cm30.588 g/cm3、0.452g/cm30.513 g/cm3和0.498g/cm30.545 g/cm3，属于国产木材密度的中等水平；马占相思木材密度随着树龄增加呈逐渐增大的趋势，并随着树干高度上升而呈现先增后减的现象

2、。马占相思木材百度试验的干燥特性（前期开裂、内裂、截面变形、扭曲值和干燥速度）等级高达3级4级；但随着树龄的增加，马占相思木材的干燥特性有变好的趋势，其等级可降低1级或2级。关键词：马占相思 木材密度 干燥性能 变异Research on the Timber Density and Drying Characteristicsof Different Age Acacia mangium WilldLIANG Hong-wen 1, XU Feng1, DAI Jun2, DENG Fu-chun21.College of Forestry, Guangxi University, Nann

3、ing 530005, China; 2.Gaofeng forest farm, Guangxi, Nanning 530001, ChinaAbstract: This paper researched into the timber density and drying characteristics of 7,10 and 20 year-old Acacia mangium Willd in Gaofeng forest farm, Guangxi. The results showed that the change breadth of the air-dried density

4、 whose moisture content of wood is 12%, the basic density and the oven-dry density of Acacia mangium Willd is 0.534g/cm30.588 g/cm3、0.452g/cm30.513 g/cm3和0.498g/cm30.545 g/cm3 respectively. The air-dried density belonged to the medium-sized level of domestic wood. With increase of age, the timber de

5、nsity of Acacia mangium Willd turn for the larger. The characteristics of initial checks, inner checks, cross-section deformation, twisting deformation and drying speed of Acacia mangium Willd is 34 grade. With increase of age, the drying characteristics of Acacia mangium Willd turn for the better,

6、and its drying characteristics decrease 12 grade.Key words: Acacia mangium Willd, Timber density, Drying characteristics, Variation马占相思(Acacia mangium willd)属含羞草科，大乔木。原产澳大利亚昆士兰沿海，以及巴布亚新几内亚和印度尼西亚的热带湿润地区，是一种多用途树种。20世纪60年代以来，许多国家和地区先后引种成功。我国于1979年从澳大利亚引入，先后在广东、广西、海南、福建、云南等省区栽培，种植面积已达到6.66万hm2，而且还有持续发展趋

7、势1。笔者对广西国有高峰林场7年生、10年生和20年生的马占相思木材密度和干燥特性进行测定，旨为该木材的合理和高效利用提供参考依据。1 材料与方法1.1 试材采集基金项目：广西大学谭锦球青年科学基金资助（X022045）.第一作者简介：梁宏温（1959-07），男，广西大学，副研究员。试材采自广西国有高峰林场7年生、10年生和20年生的马占相思试验林，在试验林地内，根据林分的树高、胸径和树冠生长情况，各选取5株生长良好、无病虫害、树干较通直、且最具代表性的马占相思作为试验样木，3种树龄样木的胸径范围分别为18.9cm20.3cm、22.0cm28.5cm和26.8cm31.6cm，树高范围依次

8、为16.6m19.5m、19.1m19.9m和20.5m21.1m。伐木前先标明树干的南北向，伐倒后按树干高度范围0.0m1.3m、1.33.3m、3.3m5.3m进行分段造材，直至其小头直径足10cm。1.2 试件制作与测定方法1.2.1 木材密度和干缩性的测定木材密度和干缩性的试件制作和测定方法分别依据GB 19291991和GB 193219421991的有关规定进行。1.2.2 木材干燥特性的测定木材干燥特性试件的截取、制作和测定方法依据百度试验法2，并增加髓心板和径切板试验，以比较不同切板的干燥特性。百度试验法的木材干燥特性分级标准见表1。表1 百度试验干燥特性分级标准Tab.1 C

9、lassification of drying characteristics of 100 drying test等级初期开裂（条）内裂（条）截面变形（mm）扭曲变形（mm）干燥时间（h）1无或仅有端面裂纹无0.50.5102短端表裂细裂4或宽裂10.6 1.00.63.011153长端表裂或劈裂、或短细表裂10宽裂24或细裂59或宽裂12且细裂591.12.03.16.016204短端表裂10，或长细表裂或宽表裂5宽裂58或细裂1015或宽裂24且细裂592.13.56.19.021305长细表裂5或宽表裂5宽裂8或细裂15或宽裂58且细裂103.69.131注：长细表裂、端表裂：长度50

10、mm，宽度<2mm；短细表裂、端表裂：长度<50mm，宽度<2mm；宽表裂、宽端表裂：宽度2mm。2 结果与分析2.1 木材密度和干缩性2.1.1不同树龄马占相思木材密度和干缩性比较由表2看出，7、10和20年生马占相思木材气干密度（含水率为12%）、基本密度和全干密度平均值的变化幅度分别为0.534g/cm30.588 g/cm3、0.452g/cm30.513 g/cm3和0.498g/cm30.545 g/cm3，随着树龄的增加，其木材密度有逐渐增大的趋势。马占相思的气干密度与国产的大多数阔叶树材相比，处于中等水平3。表2表明，随着树龄的增加，马占相思木材的径向、弦向和

11、体积干缩系数及其差异干缩（弦向干缩系数与径向干缩系数的比值）平均值有逐渐减小的趋势。与大多数阔叶树材相比较3，马占相思木材的干缩系数较小，但其差异干缩数值较大，因此，未经充分干燥和改性处理的马占相思木材不宜作实木薄板利用。2.1.2 木材密度和干缩系数沿树干高度的分布图1和图2表明，随着树干高度的增加，马占相思木材的气干密度、基本密度和全干密度均呈现先增后减的趋势，即以树干中下部的密度较大，基部和中上部的较小；其木材径向和体积干缩系数随着树干高度的变化趋势与密度相同，即以树干中下部木材的干缩系数较大，基部和中上部的较小；而弦向的干缩系数则随着树干高度的增加而逐渐下降。表2 不同树龄马占相思木材

12、密度和干缩性比较Tab.2 Timber density and shrinkage of different age Acacia mangium Willd树龄/a测试项目试件数/n最大值最小值平均值标准差标准误差变动系数/%准确系数/%7气干密度/g.(cm)-3900.5880.4610.5340.0490.00529.181.93基本密度/g.(cm)-3900.5140.3890.4520.0390.00418.631.82全干密度/g.(cm)-3900.5360.4470.4980.0590.006211.852.50径向干缩系数/ %900.1830.0610.1030.02

13、10.002220.394.30弦向干缩系数/ %900.5120.1250.3180.0340.003610.692.25体积干缩系数/ %900.7120.2150.4550.0630.006613.852.92差异干缩(弦径) 902.7982.0493.0870.7120.075123.064.8610气干密度/g.(cm)-31480.6870.4980.5640.0320.00265.670.93基本密度/g.(cm)-31480.5880.4270.4840.0270.00225.580.92全干密度/g.(cm)-31480.6530.4720.5330.0310.00255.

14、820.96径向干缩系数/ %1480.1420.0430.0910.0190.001620.883.43弦向干缩系数/ %1480.4200.1620.2700.0430.003515.932.62体积干缩系数/ %1480.6210.2410.3820.0560.004614.662.41差异干缩(弦径) 1482.9583.7672.9770.6620.054422.243.6620气干密度/g.(cm)-3900.6690.5250.5880.0620.006510.542.22基本密度/g.(cm)-3900.5370.4680.5130.0470.00509.161.93全干密度/

15、g.(cm)-3900.5650.5110.5450.0080.00081.470.31径向干缩系数/ %900.1430.0380.0890.0180.001920.224.26弦向干缩系数/ %900.2300.0560.1740.0240.002513.792.91体积干缩系数/ %900.3830.1100.2580.0600.006323.264.90差异干缩(弦径) 901.6081.4741.9550.4560.048123.324.92 注：气干密度均调整为含水率12%时的数值。图1 木材密度沿树干高度的分布 Fig.1 The timber density distribut

16、ion with trunk height 图2 木材干缩系数沿树干高度的分布Fig.2 The shrinkage coefficient distribution with trunk height 2.2 木材干燥特性2.2.1 不同树龄马占相思木材干燥特性的比较不同树龄马占相思弦切板材的干燥特性及其等级见表3、表4和表5。由表中看出，马占相思木材干燥前期开裂、内裂、截面变形、扭曲值和干燥速度的特性等级平均值分别高达3级4级。与何定华、王喜明、高瑞清、李娜等报道的一些阔叶树材干燥特性相比4-8，马占相思木材的干燥特性属较差，因此，对其锯材进行窑干处理时必须采用较软的干燥基准。由表3、表4

17、和表5还看出，随着树龄的增加，马占相思木材的干燥特性有变好的趋势，其前期开裂特性等级由7年生的4级下降至20年生的2级；内裂特性等级由7年生和10年生的5级下降至20年生的3级，截面变形特性等级由7年生和10年生的4级下降至20年生的3级；但其干燥速度特性等级则由7年生和10年生的3级上升到20年生的4级，即随着树龄的增加，木材密度的增大，木材的干燥速度变慢。表3 不同树龄马占相思木材的前期开裂特性Tab.3 Initial checks characteristics of different age Acacia mangium Willd树龄(年)试件数端裂端表裂表裂等级条数平均长度平均

18、宽度条数平均长度平均宽度条数平均长度平均宽度(n)(mm)(mm)(n)(mm)(mm)(n)(mm)(mm)736199.61.7339.71.4256.61.341036169.91.8243.61.6147.21.23203688.21.4133.20.90002平均值159.21.6238.81.3134.60.83表4 不同树龄马占相思木材的内裂特性Tab.4 Inner checks characteristics of different age Acacia mangium Willd树龄试件数细裂宽裂等级条数平均长度平均宽度条数平均长度平均宽度(年)(n)(mm)(mm)(n

19、)(mm)(mm)736184.211.2685.132.2851036173.821.3995.862.425203653.651.040003平均值133.91.293.71.64表5 不同树龄马占相思木材的截面变形、扭曲变形和干燥速度Tab.5 Cross-section deformation, twisting deformation and drying speed of different age Acacia mangium Willd树龄试件数截面变形扭曲变形干燥速度（含水率30%5%）/ hmm等级mm等级干燥时间干燥速度等级7363.2443.9834217.931036

20、2.9844.7235319.2320361.2735.2134822.34平均值2.5044.6434819.832.2.2 不同切面板材干燥特性的比较对10年生马占相思不同切面板材的干燥特性试验（表6、表7和表8）表明，前期开裂特性等级以髓心板径切板和弦切板，内裂特性等级以弦切板径切板和髓心板，截面变形特性等级以径切板弦切板和中心板，扭曲值特性等级以弦切板和髓心板径切板，干燥速度特性等级以径切板弦切板和髓心板。表6 不同切面板材的前期开裂特性Tab.6 Initial checks characteristics of different sawn lumber板材试件数端裂端表裂表裂等级

21、平均宽度平均长度条数平均宽度平均长度条数平均宽度平均长度条数(mm)(mm)(n)(mm)(mm)(n)(mm)(mm)(n)弦切板361.68.6201.543.611.341.213径切板181.913.6161.854.210003髓心板91.816.4182.171.621.754.824表7 不同切面板材的内裂特性Tab.7 Inner checks characteristics of different sawn lumber板材试件数细裂宽裂等级平均宽度平均长度条数平均宽度平均长度条数(mm)(mm)(n)(mm)(mm)(n)弦切板361.484.31232.84.62175径切板181.364.96142.65.1144髓心板91.335.22133.14.9244表8 不同切面板材的截面变形、扭曲变形和干燥速度Tab.8 Cross-section deformation, twisting deformation and drying speed of