全 文 ：表 1　福建柏与杉木 、马尾松化学成分比较
树种 树龄(a)
灰分
(%)
热水抽出
物(%)
冷水抽
出物(%)
NaOH 抽出
物(%)
乙醚抽出
物(%)
苯醇抽
出物(%)
纤维素
(%)
木素
(%)
纤维长
(mm)
纤维宽
度(μm)
纤维长
宽比
福
建
柏
37
30
20
12
0.95
0.79
0.59
0.55
7.18
6.64
6.01
3.40
6.68
5.98
5.76
2.20
16.4
14.8
14.5
13.7
8.20
7.02
6.84
3.02
9.87
8.31
8.17
3.71
45.4
45.0
43.3
43.4
28.9
29.1
29.6
29.3
2.55
2.48
2.10
1.96
34.23
33.63
32.43
33.03
74
74
65
59
杉
木
11
17
33
0.27
0.23
0.19
2.46
2.99
2.94
1.23
1.17
1.14
11.27
12.91
12.13
　0.80
　0.74
　0.83
2.05
3.53
3.71
46.61
46.73
47.08
33.35
33.20
33.62
2.16
2.43
2.39
38.3
38.2
36.2
56.4
63.6
66.0
马尾
松
边材
心材
0.31
0.34
2.76
6.30
14.66
23.44
0.8 1.56
8.82
50.19
43.36
25.93
26.31
4.1
3.5
41.5
49.7
98
70
收稿日期:1999-10-29
　注:杉木各项测定数据取自《福建林业科技》 1992 年第 4 期 6～ 13 页。马尾松各项
测定数据取自《福建林业科技》 1988 年第 1 期 21～ 27页。
福建柏与杉木 、马尾松人工林木材材性比较分析
肖祥希　杨宗武　叶忠华
(福建省林业科学研究院　350012)
卓开发
(泉州市林业局)
陈春成　陈彩玲
(安溪半林国有林场)
摘要　通过对福建柏人工林木材物
理力学性质 、化学成分的测定实验 ,
结果表明:福建柏材性好 ,结构细而
均匀 ,树干通直 ,节疤少 ,材质稳定 ,
强度中偏低 ,加工性能良好 ,干燥质
量好 ,不易产生变形 、翘曲 、开裂 ,是
一种优质装饰材树种 。福建柏作为
纤维原料使用时比杉木好 ,比马尾
松差 ,但易造成黑液污染。福建柏
木材的可溶物含量高 ,随着树龄增
加 ,其木材各项力学性能指标均增
加 ,20年生达到工艺成熟;它的木材
属于低强度木材 ,坚性小 、荷重小 ,
幼龄材特别严重 ,不宜作为承重构
件 ,但可作为装饰材 。
关键词　福建柏　杉木　马尾松　
物理力学性质　化学成分
材性比较
1　材料和方法
1.1　试材采集
试材采自安溪半林林场山竹格
工区 5 林班的人工林内 ,采集地坡
度 25°,海拔高 485 ～ 610 m ,共采集
福建柏试材 4 组 ,分别为 37年生 、
30年生 、20年生 、10年生 ,每组各 3
株;林分平均胸径分别为 23.11 cm 、
21.49 cm 、14.75 cm 、8.59 cm;平均
树高分别为14.11 m 、12.39 m 、8.74
m 、6.43 m 。试材的取样按林分平均
胸径和平均树高选取标准木伐倒 、
截取样木 。
1.2　试件制作及试验方法
采集的样木运回实验室通过锯
解成试样毛坯 ,在室内通风条件下
堆积成垛进行气干 。试件制作根据
GB1929-80标准执行 ,另外在树干
1.3 m 处向下截取50 cm试样 ,从试
样中切取 10 cm 的圆盘作为测定化
学成份 、纤维长和宽度的试样 ,余下
40 cm 作为切取硬度试验的试
件。 　　　　
试验方法根据 GB1931 -1943
-80 和 GB2677.1 ～ 2677.10-81
进行测定 。
2　结果与讨论
2.1　福建柏化学成分分析
原料化学成分是选择和评价原
料质量的重要指标 。从表 1还可以
看出福建柏纤维素含量 、纤维长度
及纤维长宽比均随着树龄增加而增
加 ,纤维素含量低于杉木 、马尾松 ,
纤维长度与同龄杉木相近 , 小于马
尾松 ,而纤维长宽比介于杉木和马
尾松之间 ,纤维长宽比是衡量纤维
原料是否适于造纸和生产纤维板的
主要因子 ,造纸和纤维板生产中均
规定了纤维的长度比要高于 40 ,在
60 ～ 100 之间则生产出来的制品强
度高 ,质量好 。从该项指标看 ,福建
柏作为纤维原料是可行的 , 比杉木
好 ,但比马尾松差。树龄愈大其纤
维质量愈好 ,从表 1可以看出 20年
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　　林业科技通讯　FOREST SCIENCE AND TECHNOLOGY 2000·2　　
DOI :10.13456/j.cnki.lykt.2000.02.001
生以上的福建柏作为纤维工业原料
较佳 。但是福建柏木素含量比马尾
松高 ,因此不易蒸煮 ,耗碱量要大 ,
而且灰分含量大大高于杉木 、马尾
松 ,灰分高在制浆过程中易造成黑
液污染 ,回收困难 。福建柏虽是纤
维板 、造纸工业的适用原料 ,但由于
是优良建筑用材 ,作为装饰用材 ,其
价格高 ,效益好。因此 ,其培育方向
应是装饰用材。
从表 1还可看出福建柏的各种
抽出物含量有随年龄的增加而呈增
大趋势 ,但成材福建柏即 20年生以
上 ,各种抽出物含量比较稳定 ,差异
不显著 ,与幼龄材(12年生)相比较 ,
大大超过幼龄材 。这是由于物质积
累 ,成材福建柏可溶物明显增加。
与杉木 、马尾松相比较 ,成材福建柏
的各种抽出物含量也大大高于杉
木 、马尾松。以 37 年生福建柏为
例:热水抽出物含量比 33年生杉木
高出 59.1%, 比马 尾松心材高
12.3%,比边材高 61.6%;冷水抽出
物含量比 33 年生杉木高 82.9%;
NaOH 抽出物含量比 33年生杉木高
26.0%,比马尾松边材高10.6%,比
心材低 30%;乙醚抽出物含量比 33
年生杉木高 89.9%,比马尾松边材
高 90.2%;苯醇抽出物含量比 33年
生杉木高 62.4%,比马尾松边材高
84.2%,比心材高 10.6%。
福建柏木材的可溶物含量虽
高 ,但实际并没有发现产生易腐朽 、
虫蛀等现象 ,其中的原因有待进一
步研究探讨。由于福建柏苯醇抽出
物含量高 , 因而福建柏木材渗透性
较差 ,不易吸收水分 ,在改性处理过
程要选择适当的方法 ,才能达到预
期效果。
2.2　湿胀干缩分析
福建柏木材的湿胀 、干缩比较
均匀 。木材的弦向和径向的干缩系
数之比称为差异干缩 ,差异干缩越
大 ,木材在干燥时越容易开裂 ,反之
则干燥时较均匀 , 因此从差异干缩
大体上可以判断木材尺寸的稳定性
和利用的适应性 。从表 2 可以看出
20年生以上的福建柏的差异干缩比
12年生的要小 ,也比成材杉木 、马尾
松要小。根据差异干缩五级分类 ,
12年生福建柏差异干缩大于1.97 ,
属于大一级 ,其余属于中一级 ,与杉
木 、马尾松相同;湿胀性小于成材杉
木 ,而大于马尾松 ,干燥性能均比杉
木 、马尾松好 ,不易出现翘曲 、变形 、
开裂等缺陷 ,体积较稳定 ,尺寸变化
小 ,加工性能好 ,且纹理美观 ,成材
福建柏木材适宜用于木模制作 ,高
级家具及装饰用材 。
2.3　主要物理力学性能分析
表 2　福建柏与杉木 、马尾松干缩湿胀系数比较
树　种 树龄(a)
气干密度
(kg/ m3)
干缩系数　(%)
弦向 径向 弦/径
体积干缩
系数(%)
湿胀性　(%)
弦向 径向 弦/径
体积湿胀性
(%)
福建柏
37
30
20
12
445
439
435
402
0.176
0.167
0.175
0.211
0.104
0.098
0.108
0.102
1.69
1.70
1.62
2.07
0.296
0.287
0.312
0.344
4.3
4.2
4.4
5.4
2.4
2.3
2.8
2.9
1.79
1.83
1.57
1.86
7.6
7.9
8.5
9.7
杉　木
11
17
33
328
339
423
0.154
0.222
0.289
0.085
0.099
0.156
1.81
2.24
1.85
0.252
0.333
0.467
4.3
6.7
7.3
2.5
2.5
3.5
1.72
2.68
2.09
7.2
9.4
11.7
马尾松 568 0.3 0.16 1.88 0.47 0.28 0.13 2.19 2.19
　　福建柏木材的气干密度在 0.4
～ 0.45 kg/cm3 之间 ,属于轻一级。
随着树龄增加气干密度也逐渐增
加 ,成材气干密度比杉木略高 ,但低
于马尾松 。木材密度是反映木材强
度的一项重要指标 , 根据木材密度
可以估计出木材物理力学性能和工
艺特征 。从表 3 可以看出随着树龄
增加 ,其各项力学性能指标均增加 ,
而在 20 年生以上的福建柏其各项
力学性能相对接近 ,说明 20年生福
建柏木材基本上达到较高的力学性
能 ,20年作为工艺成熟龄是适合的。
成材福建柏力学性能与成材杉木相
当接近 ,抗压强度和端面硬度高于
杉木 , 因此其性能比杉木好 。由于
顺纹抗压强度和抗弯强度值相加均
小于 107.87Mpa ,因而福建柏木材
与杉木均属于低强度木材。而抗弯
弹性模量随着树龄减小其降低趋势
明显 , 12 年生福建柏弹性模量仅为
37年生的 71%,而且均低于杉木 、
马尾松。37年生福建柏的弹性模量
仅为 33年生杉木的 78.1%,为马尾
松的 73%,这说明福建柏木材的坚
性小 、荷重小 ,幼龄材尤为严重 ,作
为承重构件时要加以注意 , 但作为
装饰材 , 一般情况下 , 承重量都很
小 ,因而福建柏虽属于低强度木材 ,
但可作为优良的装饰材 。
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4　
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表 3　福建柏与杉木 、马尾松主要力学性质比较
树种 树龄(a)
气干密度
(kg/ m3)
顺纹抗压强度
(Mpa)
抗弯强度
(Mpa)
抗弯弹性模量
(Mpa)
顺纹抗拉
强度(MPa)
横纹全部抗压强度(Mpa)
弦向 径向
硬度(端面)
(Mpa)
福建柏
37
30
20
12
445
439
435
402
31.7
31.2
29.9
27.2
67.51
67.38
67.48
61.87
9 055
9 103
7 670
6 432
77.26
76.07
75.93
74.13
4.67
4.06
4.17
3.49
4.92
3.32
3.39
3.01
40.1
39.5
38.1
33.0
杉木
11
17
33
328
339
423
26.94
27.36
30.34
59.67
63.33
74.28
8 500
9 700
11 600
59.0
62.4
81.4
2.14
2.76
2.99
1.93
2.32
2.40
25.98
29.20
马尾松 568 85.9 89.8 12 400 97.3 4.8 4.0 34.0
3　结论与讨论
1.福建柏可以作为纤维原料使
用 ,比杉木好 , 比马尾松差 ,但是由
于制浆过程黑液污染较严重 , 治污
成本高 ,并且本身木材价格高 ,因此
不宜选 。福建柏是优良建筑用材 ,
作为装饰用材 ,其价格高 、效益好 ,
其培育方向应是装饰用材。福建柏
的各种抽出物含量随年龄的增加而
呈增大趋势 ,但成材各种抽出物含
量比较稳定 ,差异不显著;与幼龄材
相比较 ,大大超过幼龄材;与杉木 、
马尾松相比较 ,也大大高于杉木 、马
尾松 。福建柏木材的可溶物含量虽
高 ,但实际并没有发现易产生腐朽 、
虫蛀等现象 ,其中的原因有待于今
后进一步研究 。福建柏木材苯醇抽
出物含量较高 ,因而木材渗透性较
差 ,不易吸收水分。
2.随着树龄增高 , 福建柏木材
各项力学性能指标均增加 ,而 20年
生以上的福建柏其各项力学性能相
对接近 , 20年生福建柏木材基本上
达到工艺成熟。福建柏木材属于低
强度木材 , 木材的坚性小 、荷重小 ,
幼龄材特别严重 ,作为承重构件时
要慎重 ,但可作为优良装饰材 。
3.福建柏木材的湿胀 、干缩比
较均匀 ,达到工艺成熟的福建柏 ,其
干缩相差无几 ,且比幼龄 13年生的
要小 ,也比成材杉木 、马尾松要小 ,
属于中一级;同时湿胀性小于成材
杉木 ,而大于马尾松 ,干燥性能均比
杉木 、马尾松好 ,不易出现翘曲 、变
形 、开裂等缺陷 ,体积较稳定 , 尺寸
变化小 ,加工性能好 ,且纹理美观 ,
适宜用于木模制作 , 高级家具及装
饰用材等方面 。
4.福建柏材性比杉木 、马尾松相
对较好。且由于本身结构细而均匀 、
树干通直 、节疤少 、材质稳定 、强度中
偏低 ,加工性能良好 ,干燥质量好 ,不
易产生变形 、翘曲 、开裂 ,是一种优良
的装饰材种 ,也适合于制造胶合板。
参考文献
1　洪成器等.湿地松木材物理力
学性质试验报告 .福建林业科
技 ,1992 ,15(1):21 ～ 27.
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学报 , 1992 ,20(1):37 ～ 41.
5　何福基等.杉木不同优树材性
的比较研究.浙江林学院学报
1995 , 12(1):24 ～ 30. ☆
Academic Field　学术园地
5　
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