全 文 ：白蜡木、黑胡桃木、橄榄木的干缩湿胀特性研究
魏 路 1，3， 陈凤义 2， 孙照斌 3*， 蔡家斌 4
（1.南京林业大学家具与工业设计学院，江苏 南京 210037；2.廊坊华日家具股份有限公司，河北 廊坊 065001；
3.河北农业大学林学院，河北 保定 071000；4.南京林业大学材料科学与工程学院，江苏 南京 210037）
摘 要：实木制品的干缩湿胀性直接影响其尺寸稳定性，对白蜡木、黑胡桃木和橄榄木的干缩湿胀特性研究结
果表明：三种木材全干状态下的体积干缩率分别为 13.88%、10.85%、9.89%，气干状态下的体积干缩率分别为
4.89%、4.71%、4.14%，气干至饱水状态下的体积湿胀率分别为 18.28%、12.82%、11.54%，全干至气干状态下的体积
湿胀率分别为 5.94%、4.20%、3.96%。三种木材中白蜡木的干缩湿胀性最强，黑胡桃木次之，橄榄木最小。研究结果
对实木制品用材含水率的控制具有一定的指导意义。
关键词：白蜡木；黑胡桃木；橄榄木；干缩；湿胀
中图分类号：TS612 文献标识码：A 文章编号：2095- 2953（2015）07- 0016- 04
Study on the Dry Shrinkage and Well Swelling Properties of
White Ash，Black Walnut and Olive Wood
WEI Lu1， CHEN Feng-yi2， SUN Zhao-bin3*， CAI Jia-bin4
（1.College of Furniture and Industrial Design，Nanjing ForestryUniversity，Nanjing Jiangsu 210037，China；2. LangfangHuari
Furniture Co.，Ltd.，LangfangHebei 065001，China；3. College of Forestry，Agricultural University of Hebei，BaodingHebei
071000，China；4.College ofMaterials Science and Engineering，Nanjing ForestryUniversity，Nanjing Jiangsu 210037，China）
Abstract：The dry shrinkage and wet expansion rate of solid wood products directly affects the dimensional stability of solid
wood products. In this paper，the results of study on the dry shrinkage and wet expansion properties of ash，black walnut and
olive wood show that the dry shrinkage and wet expansion rates of white ash，black walnut and olive wood are respectively
13.88%，10.85% and 9.89%，respectively 4.89%，4.71% and 4.14% under the air dry state，and respectively 18.28%，
12.82% and 11.54% under the whole dry and air dry status. Of the three kinds of wood，white ash has the largest dry shrink-
age and wet expansion rate，walnut coming second，olive wood coming bottom. The research results are of certain guidance on
the control of water content of wood used for solid wood products.
Key words：white ash；black walnut；olive wood；dry shrinkage；wet swelling
实木制品由天然木材加工而成，具有强重比高、纹
理自然美观、能够调湿调温，以及使用胶合剂少、甲醛
含量低、环保健康等优点［1］。但其最大的缺点是易受温
湿度条件变化的影响，会因干缩湿胀而出现许多问题。
白蜡木按其地理分布主要有美国白蜡木、欧洲白
蜡木、日本白蜡木、中国白蜡木。美国白蜡木主要分布
于美国和加拿大，质地坚韧而富有弹性，呈浅黄至浅黄
褐色，木材强度高，弹性、冲击韧性及硬度在同类的轻
质木材中较好［2］。美国黑胡桃木产于北美，是价值较高
的阔叶材品种之一，通常为直木纹，有时也会带有波纹
研究与设计
收稿日期：2015-04-23
基金项目：河北省科技支撑计划项目“硬阔叶材热泵节能干燥关键技术与装备研究”（14274001D）
第一作者简介：魏 路（1991—），男，河北石家庄人，硕士研究生，主要从事家具与木制品工艺的研究。
*通讯作者：孙照斌（1967—），男，教授，博士，主要从事木质材料、木材干燥的研究。
第 43卷 第 7期 林 业 机 械 与 木 工 设 备 Vo1 43 No.7
2015年 7月 FORESTRY MACHINERY & WOODWORKING EQUIPMENT Jul. 2015
DOI:10.13279/j.cnki.fmwe.2015.0129
或曲线形木纹，是一种中等密度的坚韧硬木材，其抗弯
强度和断裂强度适中，刚性低，蒸汽弯曲性能良好［3］。橄
榄木属亚热带常绿乔木，广泛分布于东南亚及太平洋
地区，生长轮不明显，生材有树脂香味，纹理交错，结构
略细，均匀，质量、硬度、强度中等。
干缩与湿胀是木材本身固有的特性，了解实木制
品材种的干缩湿胀特性并据此对不同材种（或同一材
种不同的径向板和弦向板）进行拼合胶接以及结构连
接，可以避免家具产生开裂变形 ［4］。刘君良［5］对吉林省白
蜡木的解剖特征与材性进行了研究；唐兴平［6］对国产白
蜡木进行了干缩和湿胀性能的研究。目前，对美国进口
白蜡木的研究尚未见报道，对美国黑胡桃木和东南亚
橄榄木的干缩湿胀性能研究也未见报道。部分企业在
应用这三种木材加工木制品时都出现了一些问题，所
以有必要对它们的基本特性进行深入研究。本文对这
三种进口木材的干缩湿胀特性进行研究，旨在为其加
工利用提供理论依据。
1 试验材料和方法
1.1 试验材料
三种实木板材分别为美国进口白蜡木、美国进口黑
胡桃木和东南亚进口橄榄木，均取自河北廊坊华日家具股
份有限公司。板材长 700 mm、宽 150 mm、厚 25 mm，初含
水率均大于 30%。此时测得白蜡木气干密度是 0.73 g/cm3，
绝干密度是 0.66 g/cm3；黑胡桃木气干密度是 0.69 g/cm3，
绝干密度是 0.63 g/cm3；橄榄木气干密度是 0.58 g/cm3，绝
干密度是 0.53 g/cm3。
1.2 试验方法
取径弦向纹理均较明显的试材加工成 20 mm×
20 mm×20 mm 的小试件，每个材种选出 30个试件。将
各试件分别浸泡达到饱水状态、气干达到含水率平衡
状态以及烘干达到绝干状态后进行测量，根据其在不
同含水率条件下的径向、弦向、纵向尺寸的变化，通过
计算获得三个材种的干缩湿胀率［7-8］。具体试验方法和数
据计算方法参照国家标准《试验方法总则 GB/T 1928-
2009》［9］、《木材干缩性测定方法 GB/T 1932-2009》［10］和
《木材湿胀性测定方法 GB/T 1934-2-2009》［11］、《木材吸
水性测定方法 GB/T 1934-1-2009》［12］和《木材含水率测
定方法 GB/T 1931-2009》［13］。
2 试验结果与分析
2.1 干缩性能
三种木材气干及全干状态（在温度 20℃，相对湿度
65%状态下调节）下径向、弦向线干缩率和体积干缩率，
以及三种木材不同方向气干状态下线干缩率和体积干
缩率分别如图 1、图 2和图 3所示，全干状态下的差异
干缩如图 4所示。
由图 1和图 2可以看出，白蜡木、黑胡桃木和橄榄
木气干状态下体积干缩率分别为 4.89%、4.71%、4.14%，
全干状态下体积干缩率分别为 13.88%、10.85%、9.89%。
白蜡木的干缩性最大，黑胡桃木次之，橄榄木最小。三
种木材在气干及全干状态下的径向、弦向干缩率及纵
图 1 三种木材气干状态下线干缩率及体积干缩率
径向
弦向
体积
6
5
4
3
2
1
0
干
缩
率
/%
2.17
2.20
4.89
1.83
2.09
4.71
4.14
1.72
1.89
白蜡木 黑胡桃木 橄榄木
图 2 三种木材全干状态下线干缩率及体积干缩率
16
14
12
10
8
6
4
2
0
干
缩
率
/%
6.54
7.92
13.88
4.35
5.76
10.85
5.50
4.26
9.89
径向
弦向
体积
白蜡木 黑胡桃木 橄榄木
图 3 三种木材不同方向气干状态下
线干缩率及体积干缩率
5
4
3
6
2
1
0
干
缩
率
/%
2.171.831.72
2.202.09 1.89
4.89 4.71
4.14
径向 弦向 体积
1.21
1.32
1.29
差异干缩
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
白蜡木 黑胡桃木 橄榄木
图 4 三种木材全干状态下的差异干缩
魏 路，等：白蜡木、黑胡桃木、橄榄木的干缩湿胀特性研究 17第 7期
白蜡木
黑胡桃木
橄缆木
向的体积干缩率不同，表现为在全干状态下线干缩率
和体积干缩率最大。
由图 3 可以看出，橄榄木径向干缩率最小，为
1.72%；黑胡桃木次之，为 1.83%；白蜡木最大，为
2.17%。这表明三种木材中径向尺寸稳定性最好的是橄
榄木，其次是黑胡桃木，最差的是白蜡木。橄榄木弦向
干缩率最小，为 1.89%；黑胡桃木居中，为 2.09%；白蜡
木最大，为 2.20%。这也表明在三种木材中弦向尺寸稳
定性最好的是橄榄木，其次是黑胡桃木，最差的是白蜡
木。
由图 4可以看出，三种木材绝干状态下黑胡桃木
的差异干缩系数最大，为 1.32；橄榄木居中，为 1.29；白
蜡木的差异干缩系数最小，为 1.21。这说明干燥过程中
黑胡桃木出现开裂和翘曲变形的可能性最大，橄榄木
次之，白蜡木可能性最小。
由试验数据计算可知，白蜡木、黑胡桃木、橄榄木
三种木材气干状态下体积干缩率的变异系数最大，分
别为 9.09%、9.62%、10.73%；三种木材全干状态下体积
干缩率的变异系数分别为 8.44%、15.51%、10.80%。其数
据的波动相对稳定，故实验数据可用于应用分析。
刘君良对吉林省白蜡木的解剖特征与材性进行的
研究表明：白蜡木的体积干缩率为 6.13%，弦向干缩率
为 3.06%，径向干缩率为 1.84%，差异干缩系数为 1.663［5］。
这与本次实验中美国进口白蜡木的体积干缩率 4.89%、
弦向干缩率 2.20%、径向干缩系数 2.17%、差异干缩系
数 1.21存在较大的差距。在相关资料中查到的美国进
口白蜡木弦向、径向干缩率分别为 7.0%、4.5%，也与本
次实验测得的弦向、径向干缩率（7.92%、6.54%）存在较
大的差距。相关资料［14-15］中查到的美国进口黑胡桃木的
弦向、径向干缩率分别为 5.2%、2.7%，与本实验测得的
弦向、径向干缩率（5.76%、4.35%）的差距也较大。国产
白蜡木与进口白蜡木的生长地域及气候条件差异可能
是造成这种性能差异的主要原因，而所测美国白蜡木
和黑胡桃木与文献中记载的具体树种或具体产地不同
也可能是出现差异的原因之一。
2.2 湿胀性能
三种木材从全干至气干状态（在温度 20℃，相对湿
度 65%状态下调节）、从气干至饱水状态下的径弦向线
湿胀率和体积湿胀率测试结果分别如图 5、图 6、图 7
所示，从全干至气干的差异湿胀如图 8所示。
由图 5和图 6可以看出，白蜡木、黑胡桃木和橄榄
木全干至气干状态下（20 ℃，相对湿度 65%）的体积湿
胀率分别为 5.94%、4.20%、3.96%，气干至饱水状态下的
体积湿胀率分别为 18.28%、12.82%、11.54%，白蜡木的
湿胀性最大，黑胡桃木次之，橄榄木最小。三种木材在
饱水状态和气干状态下，其径向、弦向湿胀率以及体积
湿胀率均不同，表现为在饱水状态下各个方向的湿胀
率最大。
由图 7可以看出，从全干至气干状态下（20 ℃，相
对湿度 65%），三种木材的径向湿胀率从小到大的顺序
为橄榄木、黑胡桃木和白蜡木，其值分别为 1.71%、
1.82%和 2.53%。表明在三种木材中橄榄木的径向尺寸
稳定性最好，其次是黑胡桃木，最后是白蜡木。在弦向，
林 业 机 械 与 木 工 设 备18 第 43卷
7
6
5
4
3
2
1
0
湿
胀
率
/%
径向
弦向
体积
2.53
3.18
5.94
1.82
1.92
4.20
1.711.81
3.96
白蜡木 黑胡桃木 橄榄木
图 5 三种木材不同方向全干至气干状态下（吸湿到
相对湿度 65%）线湿胀率及体积湿胀率
25
20
15
10
5
0
湿
胀
率
/% 径向
弦向
体积7.39
9.43
18.28
4.96
6.32
12.82
4.6
5.37
11.54
白蜡木 黑胡桃木 橄榄木
图 6 三种木材不同方向从气干至饱水状态下
线湿胀率及体积湿胀率
7
6
5
4
3
2
1
0
湿
胀
率
/%
径向 弦向 体积
白蜡木
黑胡桃木
橄榄木
图 7 三种木材不同方向从全干至气干（吸湿到相对
湿度 65%）状态下线显胀率及体积湿胀率
1.40
1.20
1.00
0.80
1.28
1.37
1.10
差异湿胀
白蜡木 黑胡桃木 橄榄木
图 8 三种木材从全干至气干（吸湿到相对湿度
65%）状态下的差异湿胀
2.53
1.82
1.71
3.18
1.921.81
5.94
4.20
3.96
从全干至吸湿到 65％相对湿度状态下，三种木材的弦
向湿胀率从小到大的顺序为橄榄木、黑胡桃木和白蜡
木，其值分别为 1.81%、1.92%、3.18%，表明在三种木材
中橄榄木的弦向尺寸稳定性最好。
由图 8可知，在三种木材中，黑胡桃木的差异湿胀最
大，为 1.37；白蜡木为 1.28；橄榄木最小，为 1.10。这说明
从全干到气干状态下三种木材在同一环境中黑胡桃木
湿胀性能最大，橄榄木湿胀性能较小。
由试验数据计算可知，白蜡木、黑胡桃木、橄榄木
从全干至气干体积湿胀率的变异系数为 11.24、9.73、
9.26；从气干到饱水状态下体积湿胀率的变异系数为
11.48、9.64、12.89。其数据的波动相对稳定，故实验数据
可用于应用分析。
在木材含水率相同的条件下，白蜡木与黑胡桃木
和橄榄木相比有较大的湿胀性和干缩性，其原因是白
蜡木有较大的基本密度（BD=0.73），而黑胡桃的基本密
度（BD=0.69）和橄榄木的基本密度（BD=0.58）较小，在
相同的木材体积下其细胞腔的空间较大，这就使得黑
胡桃木、橄榄木能吸收大量的自由水，而白蜡木不能吸
收大量的自由水，导致其具有较强的干缩湿胀性。
唐兴平对白蜡木干缩和湿胀性能的研究表明，国
产白蜡木的其他两种材也是如此，故弦向干缩湿胀率
相对于径向干缩湿胀率变化较大，这与本实验所研究
的美国进口白蜡木相一致，这三种木材应尽量加工成
径向板。在实木制品的干燥、制作过程中，应参照三种
木材的干缩湿涨特性来控制实木制品的含水率，使其
与使用环境相适宜，同时应根据材种径切板和弦切板
的干缩湿胀性不同加工实木制品，尽可能减少产品的
变形和开裂程度。
3 结 论
本文通过对美国白蜡木、美国黑胡桃木、东南亚橄
榄木三种木材的干缩湿胀特性研究，得出以下结论。
（1）美国白蜡木、美国黑胡桃木的弦向及径向干缩
率与国产白蜡木的干缩湿胀特性存在较大的差异，使
用时应进行相应的测试分析。
（2）美国白蜡木、美国黑胡桃木、东南亚橄榄木三
种木材全干状态下的体积干缩率分别为 13.88%、
10.85%、9.89%，气干状态下体积干缩率分别为 4.89%、
4.71%、4.14%，可以认为东南亚橄榄木的干缩稳定性最
好，美国黑胡桃木次之，美国白蜡木最差。
（3）美国白蜡木、美国黑胡桃木、东南亚橄榄木三
种木材气干至饱水状态下的体积湿胀率分别为
18.28%、12.82%、11.54%，全干至气干状态下的体积湿
胀率分别为 5.94%、4.20%、3.96%，可以认为东南亚橄榄
木的湿胀稳定性最好，美国黑胡桃木次之，美国白蜡木
最差。
（4）三种木材中，美国黑胡桃木的差异干缩与差异
湿胀是三种木材中最大的，其干燥和使用过程中出现
开裂翘曲的可能性最大。
（5）通过对美国白蜡木、美国黑胡桃木和东南亚橄
榄木的干缩与湿胀特性的对比分析表明，东南亚橄榄
木的干缩率与湿胀率均最小，其实木制品的尺寸稳定
性最好，不易产生变形或开裂等缺陷。
（6）三种木材均表现出径向干缩湿胀率比弦向干
缩湿胀率小，这与大部分木材相似，表明径向板的尺寸
稳定性要比弦向板的尺寸稳定性好。
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（责任编辑 张雅芳）
魏 路，等：白蜡木、黑胡桃木、橄榄木的干缩湿胀特性研究 19第 7期
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