全 文 ：　　文章编号:1006-0960(2006)01-0012-03
文县杨木材物理力学性质试验分析
冯　冰1 , 杨临弟2
(1.兰州园艺学校 ,甘肃 兰州 730060;2.甘肃物产集团 ,甘肃 兰州 730030)
摘要:在木材物理力学性质试验的基础上 ,研究了文县杨木材的 9种常规物理力学性质 ,并对其材性指
标进行了评价。结果表明 ,文县杨木材生长速度快 ,密度很小 ,顺纹抗压 ,抗弯及抗剪强度均低 ,抗弯弹性模
量和冲击韧性中等。对比分析可知其木材物理力学性质与杨属类其它种木材相近 ,并指出其木材利用的主
要方向。
关键词:文县杨;木材;物理力学性质
中图分类号:S 781.29　　　　文献标识码:A
Experimental Research on the Timber Physic Mechanics Character of
Wenxian Poplar
FENG Bing
1 , YANG Lin-di2
(1.Lanzhou Hort icultural College , Lanzhou 730060 , China;2.Gansu Products and Materials Bloc ,
Lanzhou 730030 , China)
Abstract:Based on the timber experiment of Wenxian Poplar , the paper researched its 9 kinds of common
phy sic mechanics characters and evaluated its timber character index.The result show s that:it s timber grow th
rate is g reater;the intensities of pressure resistant , crook resistant and cut resistant are all low er , the elasticity
modulus of crook resistant and shock toughness are moderate.The contrast analysis show s that , the timber
phy sic mechanics character is similar with the other species of Populus.The main o rientation of timber utiliza-
tion is pointed out.
Key words:wenxian Poplar;timber;physic mechanics character
　　文县杨是在白龙江流域发现的一个杨树新
种[ 1] ,其在长江防护林体系中表现出了优良水土保
持特性 ,对当地经济发展产生了良好的经济效益 ,因
此对其进行全面深入的研究非常必要 。为此 ,我们
对其木材物理力学性质进行了试验研究 ,以积累文
县杨综合利用的基础资料 。
1　文县杨产地自然概况及利用特点
文县位于甘肃南端 ,地理位置坐标 104°～ 105°
E 、32°～ 33°N 。全境被岷迭山系东南延的南秦岭山
地所盘踞 ,东南部河谷属亚湿润气候 ,县境西北部山
大沟深 ,气候垂直变化明显 ,中路河流域海拔 1 850
m地带 ,年平均气温 9 ℃,最低月(1 月)-1.7 ℃。
最热月(7月)18.7 ℃。年降水量 450 ～ 550 mm ,地
带性土壤为褐土和棕壤。pH 值 6.5 ～ 7.5 。境内植
物资源十分丰富。
文县杨分布在中路河流域沟谷 、溪旁 、河漫滩和
山麓地带 ,海拔 1 100 ～ 1 900 m 散生的优良乡土树
种。其优良特性和可利用性表现在易繁殖 、易成活 、
生长速度快 ,树干通直圆满 ,尖削度小 ,侧枝细疏 ,商
品出材率高 ,树形优美 ,根系尤其是侧根发达 ,固土
能力强 ,抗病虫能力强[ 2] 。
收稿日期:2005-11-21
作者简介:冯　冰 ,女 ,甘肃陇西人 , 1968年生 ,讲师 ,从事植物资源研究教学工作。
第 31 卷第 1 期
2006年 3月
　　　　　　　甘肃林业科技
Journal of Gansu Forestry Science and Technology
Vol.31 No.1
Mar.2006
2　文县杨试材采集及试验方法
由于文县杨没有大片的天然林 ,采集未完全按
照国家标准(GB1927 —90)木材物理力学试材采集
方法进行 。先后在甘肃文县中路河一带采伐样木 3
株。采集记录见表 1 。
表 1　样木采集记录
样木编号 胸径/ cm 伐根年轮数
树高/m
全高 枝下高
试材
编号 截取高度/m 长度/ m
小头去皮直径/ cm
大径 小径
备　注
Ⅰ -1 38.9 26 22.8 8.65 Ⅰ -1-1Ⅰ -1-2 1.30～ 3.306.65～ 8.65 2.002.00 34.030.0 31.024.0 采自文县中寨乡中路河边
Ⅱ-1 37.3 19 22.5 7.30 Ⅱ-1-1Ⅱ-1-2 1.30～ 3.255.25～ 7.30 1.952.05 34.528.0 28.024.0 采自文县中路河林场学校边
Ⅲ-1 27.5 16 22.0 8.25 Ⅲ-1-1Ⅲ-1-2 1.30～ 3.306.40～ 8.20 2.001.80 26.623.5 24.021.6 采自文县中路河林场加油站边
　　试材的处理 ,试样的分配 、制作及试验方法均按
所测试项目的有关国家标准进行[ 3] 。采用日本日
岛津制造所的阿姆斯拉(Amsler)4 t万能试验机 ,精
度为 5 kg 。冲击试验采用青岛试验机厂产摆锤式
冲击试验机 ,精度为 0.01 J。称量采用电子天平 ,精
度 0.000 1 g ,测量用游标卡尺 ,精度 0.002 mm 。
3　试验结果及指标等级评价
试材共制合格物理性质试件2 94个 ,测得物
理性质指标 4 大项 6小项 。力学性质试件 269个 ,
测得木材力学性质指标 5大项 6小项。文县杨木材
物理学性质试验结果见表 2。除生长轮宽度和冲击
韧性准确指数较大外 , 其余指标准确指数均达到了
试验精度要求 。试验结果以试验标准要求 , 需
调整的试验项目均换算为木材含水率 12%时的指
标值 。
3.1　文县杨木材物理性质指标等级评价
3.1.1　气干密度指标等级
木材密度是衡量木材物理力学性质的最佳指
标 ,根据木材物理性质五级分级法 ,文县杨气干密度
为 0.353 g/cm3 ,属“轻”一级(0.35 ～ 0.55)(表 2)。
表 2　文县杨木材物理力学性质试验结果
试验项目 试件数/个 平均值 X 标准差(±S) 标准误差(±ST) 变异系数V/ % 准确指数P/ %
生长轮宽度/mm 54 8.500 3.296 0 0.449 0 38.64 10.52
基本密度/g·cm-3 48 0.325 0.027 1 0.003 9 8.36 2.41
气干密度/g·cm-3 48 0.353 0.033 0 0.004 8 9.35 2.72
全干缩率/ %
径向 48 0.102 0.013 4 0.002 0 13.14 3.92
弦向 48 0.250 0.018 0 0.002 6 7.17 2.08
体积 48 0.380 0.027 1 0.003 9 7.07 2.05
顺纹抗压强度/MPa 42 37.100 2.910 0 0.450 0 7.86 2.42
抗弯强度/MPa 46 65.100 5.820 0 0.858 1 8.94 2.63
抗弯弹性模量/MPa 46 9 776.000 8 44.000 0 1 24.440 0 8.63 2.55
顺纹抗剪强度
/MPa
径面 40 5.330 0.430 0 0.068 0 8.07 2.55
弦面 47 3.490 0.266 0 0.038 8 7.62 2.22
冲击韧性/ kJ·m-2 48 41.840 11.410 0 1.646 8 27.22 7.87
3.1.2　干缩性指标等级
干缩性是指木材所含水分在纤维饱和点以下
时 ,其尺寸或体积随含水率降低而缩小的性质 ,也是
衡量木材优劣的重要指标之一。根据体积干缩率五
级分级法 ,文县杨木材干缩率为 0.38%,属“小”一
级(0.351 ～ 0.450),说明其木材尺寸稳定性好。
13第 1 期 冯　冰等:文县杨木材物理力学性质试验分析
3.1.3　差异干缩性等级
差异干缩是指木材弦向干缩率与径向干缩率之
比 ,木材差异干缩越大 ,则木材干燥中越易发生翘曲
和开裂 。文县杨木材差异干缩值为 2.451 ,据木材
差异干缩五级分级法 , 此值属 “大”一级(2.21 ～
2.66),说明文县杨木材干燥性能较差 ,容易翘曲变
形和开裂 。
3.2　文县杨木材力学性质指标等级评
价[ 4 , 5]
　　根据木材力学性质指标五级分级法 ,文县杨木
材力学性质指标等级见表 3。
表 3　文县杨木材力学性质指标等级评价
力学性质
项目
顺纹抗压强度/MPa 抗弯强度/MPa 抗弯弹性模量/MPa
冲击韧性
/ kJ·m-2
顺纹抗剪强度/MPa
实测指标 37.1 65.1 9 776 41.84 4.41
等级 低 低 中 中 甚低
备注 30≤X ≤45 55≤X ≤90 9 100≤X ≤11 000 25≤X ≤85 径弦面平均值≤5
　　由表 3得知 ,文县杨木材顺纹抗压强度和抗弯
强度属“低”一级 ,抗弯弹性模量和冲击韧性属“中”
一级 ,顺纹抗剪强度属“甚低”一级 。
另外 ,文县杨木材综合强度(顺纹抗压强度与抗
弯强度三级分级法),其值为 102.2 MPa ,属“低”一
级。即该树种木材不宜用作一些强度要求较高的承
重结构件及工程用材 。
4　结论与建议
由文县杨木材的构造和主要物理力学性质的测
值可得出以下结论:
1)文县杨生长快 ,木材轻软 ,纹理直 ,材色浅 ,结
构均匀 ,适宜作纸浆 、人造纤维 、火柴杆盒 、牙签 、卫
生筷子 、纤维板和刨花板 。
2)文县杨木材无臭 、无味 、色淡 ,最适宜做食品
及衣物包装箱 ,制作木桶盛装饮料;文县杨生长迅
速 ,干形好 ,可旋制单板 ,作一般胶合板或胶合板芯
板;文县杨可直接用于一般民房建筑及制作一般家
具和日用生活用品;文县杨易于进行改性处理 ,可以
制成压缩木 、胶压木 、塑压木 ,用于鞋 、木梭 、枪托 、地
板 、高级家具等 。
5　建议
根据文县杨木材特性和其生长物理力学性质 ,
对该树种的栽培利用提出以下建议:
5.1　大力发展文县杨
文县杨在其适应地是发展用材林首选的优良乡
土树种 ,这不仅是因其有较快的生长速度 ,还表现出
如前所述的综合利用特性。因此 ,在林业规划 、树种
更替 ,发展人工用材林及水土保持林时应给予足够
的重视 ,并可通过选引育等林业措施 ,扩大造林范
围 ,提高林木品质 。
5.2　木材利用方向
通过本次试验研究 ,前期调查及与杨属几种木
材比较可知 ,文县杨木材利用范围比较广泛 ,最适宜
作纤维原料如纸浆 、人造丝 、纤维板 、刨花板等 ,原木
利用可做火柴杆 ,包装箱材 , 亦可用于一般民用建
筑 、家具 、普通胶合板及日常生活用具等。如有单体
或聚合物强化处理措施处理过的木材 ,更可扩展其
用途如地板和普通工业用材等。
参考文献:
[ 1] 冯自诚 , 郭建林.杨属植物一新种[ J] .西北植物学报 ,
1990 , 10(2):132-134.
[ 2] 冯自诚 ,刘俊峰 , 郭建林.文县杨的形态特征及生长特性
调查[ J].甘肃农业大学报 , 1992 ,(1):64-68.
[ 3] GB1927-1943-91 ,木材物理力学性质试验方法[ S] .
[ 4] 成俊卿.木材学[ M] .北京:中国林业出版社 , 1985.
435 , 480-481 , 611.
[ 5] 成俊卿 , 蔡少松.木材识别与利用[ M] .北京:中国林业
出版社 , 1982.77.
14 甘肃林业科技 第 31 卷