全 文 ：伞花木木材物理力学性质初步分析
陈慈禄
(顺昌县大历林业站 ,福建 顺昌 353202)
摘要:伞花木木材物理力学性质测定和分析结果表明:伞花木木材密度中等 、变形小 , 其气干密度为 0.597g·cm-3 , 基本密
度为 0.496g·cm-3 ,体积干缩系数为 0.305 ,顺纹抗压强度为 51.58MPa , 抗弯强度为 118.84MPa ,综合强度为 170.42MPa ,
属于中等。
关键词:伞花木;木材物理性质;木材力学性质
中图分类号:S781.29　　　文献标识码:A　　　文章编号:1002-7351(2002)01-0050-03
The Prel iminary Analysis of Physico-Mechanical
Properties of Eurycorymbus cavaleriei Wood
CHEN Ci-lu
(Dali Forestry Station of Shunchang County , Shunchang 353202 , China)
Abstract:The determination and analysis results show that Eurycorymbus cavaleriei w ood density is middle , the deformation is
small , its air dry density is 0.597g/ cm3 , the basic density is 0.496g/ cm3 , volume drying shrinkage coefficient is 0.305 , compression
streng th parallel to grain is 51.58 MPa and bending streng th is 118.84MPa , composite streng th is 170.42 MPa , w hich belongs to
medium.
Key words:Eurycorymbus cavaleriei ;Physical property of w ood;Mechanical proper ty of w ood
　　伞花木(Eurycorymbus cavaleriei)为无患子科伞花木属树种 ,其长势良好 ,高可达 20m ,木材花纹细
腻 ,是福建少见的珍稀树种之一 ,也是速生的阔叶树种 ,具有广泛的用途 ,福建顺昌 、上杭等地有零星分布 。
伞花木的构造及材性的研究对木材加工处理和利用都有很重要的意义 ,许多木材加工处理工艺的制定以
及用材部门对木材的选择 ,都有赖于木材物理力学性质的测定数据[ 1] 。因此 ,进行伞花木木材构造及材
性的研究 ,能为伞花木林分的科学经营管理和木材的合理利用提供理论依据。本文着重对采自福建顺昌
的伞花木试材进行测定 ,并与同科树种无患子(Sapindus mukorossi)木材进行比较。
1　材料和方法
1.1　材料
材料取自福建省顺昌县郑坊乡 ,共采集 5株 ,树龄均在 20年生以上 ,截取胸高(1.3m)以上 2m 长木段
各 1段作为试材 ,立即运回实验室待测 。
1.2　试验方法
试材锯成板坯后在室内气干一段时间后 ,木材含水率达到福建省南平市木材平衡含水率 16%左
右[ 2] 。然后 ,按照国家标准 GB19271 ～ 1943-91《木材物理力学性质试验方法》进行加工试验用的无疵小
试样及完成试验步骤 ,测定其木材各物理力学性质指标。各项力学性质均在欧姆斯诺(Amsler)4t木材万
能力学试验机上测定 ,有效样本数均在 30个以上 。
2　结果与分析
2.1　木材物理性质
根据试验结果 ,计算出伞花木木材各项物理性质指标均值和变异统计数据(表 1)。
　收稿日期:2001-03-07
　作者简介:陈慈禄(1968-), 男 ,福建罗源人 , 顺昌县林业局工程师 ,从事林业生产技术工作。
第 29 卷 第 1 期
2 0 0 2 年 3 月
福 建 林 业 科 技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
Vol.29　No.1
Mar., 2 0 0 2
DOI :10.13428/j.cnki.f jlk.2002.01.014
表 1　伞花木木材物理性质均值及变异统计
试验项目　　　　 样本数 平均值伞花木 无患子 标准差
标准误差/ % 变异系数/ % 准确指数/ %
气干密度/ g·cm-3 35 0.597 0.642 0.0178 0.003 3.0 1.0
全干密度/ g·cm-3 35 0.552 — 0.0153 0.003 2.8 1.1
基本密度/ g·cm-3 35 0.496 0.611 0.0137 0.002 2.8 0.8
全干缩率/ %径向 35 2.55 — 0.309 0.052 12.1 4.1
　　　　 弦向 35 6.54 — 0.638 0.108 9.8 3.3
　　　　 体积 35 9.16 — 0.695 0.117 7.6 2.6
干缩系数 径向 35 0.085 0.196 0.011 0.002 12.9 4.7
　　　　 弦向 35 0.218 0.328 0.021 0.004 9.6 3.7
　　　　 体积 35 0.305 0.554 0.028 0.005 9.2 3.3
差异干缩 35 2.48 1.78 0.264 0.045 10.6 3.6
＊:①表中气干密度已调整为 12%含水率时的试验结果 , ②表中无患子仅列出均值数据[ 3] 。
2.1.1　木材密度　密度是木材单一性质中最重要者 ,一般认为 ,木材作为承重结构材料 ,它的品质主要取
决于密度[ 4] ,它是判定木材各项力学强度的重要指标 ,因此 ,研究木材密度对掌握木材的材性及合理利用
意义重大[ 5] ,伞花木木材气干密度 0.597g·cm-3 ,属中等(0.56 ～ 0.75g·cm-3)[ 6] ,较同科树种无患子小
(表 1),说明伞花木木材组织结构较无患子疏松 。
2.1.2　木材干缩性　木材干缩影响木材的加工利用 ,伞花木木材各向干缩系数和体积干缩系数均小于无
患子(表 1),具有较好的尺寸稳定性 ,变形小 ,其体积干缩系数为 0.305 ,属小(<0.45)[ 6] ,综合木材密度和
干缩性可知 ,伞花木木材具有轻质 、易加工 、变形小等优点。
2.2　木材力学性质
根据试验结果 ,计算整理出伞花木木材的各项力学性质均值和变异统计数据。
表 2　伞花木木材力学性质均值变异统计
试验项目 样本数 平均值伞花木 无患子 标准差
标准误差/ % 变异系数/ % 准确指数/ %
顺纹抗压强度/MPa 32 51.58 56.91 5.81 1.027 11.3 3.9
抗弯强度/MPa 32 118.84 132.92 12.48 2.206 10.5 3.7
抗弯弹性模量/MPa 32 11940 14850 1265 223.65 10.6 3.7
顺纹抗剪强度/MPa径面 32 15.87 15.81 1.02 0.180 6.4 2.3
　　　　　　　　 弦面 32 20.71 17.73 1.14 0.202 5.5 2.0
硬度/MPa　　　　端面 32 51.72 85.99 3.67 0.649 7.1 2.5
　　　　　　　　 径面 32 41.68 70.18 3.83 0.677 9.2 3.2
　　　　　　　　 弦面 32 42.94 75.95 2.96 0.523 6.9 2.4
抗劈力/ N·mm-1 径面 32 24.45 16.66 1.22 0.216 5.0 1.8
　　　　　　 弦面 32 16.66 13.72 0.95 0.168 5.7 2.0
冲击韧性/ KJ·m-2 32 52.68 96.92 5.64 0.997 10.7 3.8
＊:①本表中无患子仅列出均值数据[ 3] , ②表中除冲击韧性和抗劈力外其它力学强度均已调整为 12%含水率时的试验结
果。
木材的力学性质是木材合理利用的一个重要依据 ,通过对伞花木与无患子木材力学性质的比较(表
3)可以看出:伞花木木材除顺纹抗剪强度和抗劈力外其它力学强度指标均低于无患子木材 ,根据《木材物
理力学性质分级表》[ 3]可知 ,伞花木木材的顺纹抗压强度和抗弯强度为中等 ,冲击韧性中等 ,端面硬度为
中等 。
木材的顺纹抗压强度因为测定简单 、准确 ,又与其它力学强度指标存在相关关系 ,所以它是最重要的
强度指标 ,木材作为承重构件必须考虑它的顺纹抗压强度和抗弯强度 ,所以通常用顺纹抗压强度和抗弯强
·51·第 1 期 陈慈禄:伞花木木材物理力学性质初步分析
度之和来表示木材的综合强度[ 4] , 伞花木和同科树种无患子木材的综合强度分别为 170.42MPa 和
189.83MPa。根据《木材材性分级规定》[ 6]可知:伞花木和同科树种无患子木材的综合强度均为中等 ,但它
们的材性存在差别 ,在利用时要根据用途区别对待 。
3　小结
伞花木木材的密度和干缩系数小 ,气干密度为 0.597g·cm-3 ,基本密度为 0.496g·cm-3 ,体积干缩系
数为 0.305 ,均小于同科树种无患子;顺纹抗压强度为 51.58MPa ,抗弯强度为 118.84MPa ,综合强度为
170.42MPa ,为中等 ,小于同科树种无患子;其端面硬度和冲击韧性中等 ,花纹细腻 ,具有广泛的用途 ,大力
营造伞花木人工速生林对缓解当前木材短缺 ,保护阔叶树基因 ,促进生物多样性及生态的良好循环和林业
可持续发展都具有重要的现实意义和深远的历史意义 。
参考文献:
[ 1] 李坚.木材科学新篇[ M] .哈尔滨:东北林业大学出版社 , 1991.25.
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[ 6] 成俊卿 , 杨家驹 ,刘鹏.中国木材志[ M] .北京:中国林业出版社 , 1992.761.
(上接第 42 页)
表 4　8 个初选家系的苗期生长情况
家系号 苗高/ cm 相对值 地径/ cm 相对值 分枝数/支 相对值
18 82.6 132.4 0.68 130.8 8.4 135.5
13 82.2 131.7 0.65 125.0 8.2 132.2
2 81.3 130.3 0.62 119.2 8.0 129.0
25 80.2 128.5 0.61 117.3 7.8 125.8
22 78.6 125.9 0.60 115.4 7.6 122.6
32 77.5 124.2 0.58 111.5 7.6 122.6
7 76.8 123.1 0.58 111.5 7.5 121.0
36 76.3 122.3 0.57 109.6 7.2 116.1
试验平均值 62.4 100 0.52 100 6.2 100
8 个家系平均值 79.4 127.2 0.61 117.3 7.8 125.8
平均遗传增益/ % 23.0 13.9 19.9
的 8个苗期表现较好的优树家系其苗高和地径的平均遗传增益分别为 23.0%和 13.9%,为进一步开展栲
树遗传改良提供了一批好材料 。但需进一步进行造林比较试验测定 ,观测其结果 ,方能在 1/2轮伐期时 ,
进行更确切有效的选择。由于选择的优树数量较少 ,因此可作为采种母株 ,其林分可作为采种母树林。作
为开展栲树遗传改良工作 ,已做的试验仅仅是最基本的初期选择 ,今后应进一步扩大选择范围 ,同时应进
行材性 、材质性状的改良 ,以满足装饰材应用的需求。
参考文献:
[ 1] 北京林学院.树木学[ M] .北京:中国林业出版社 , 1980.7.
[ 2] 马育华.植物育种的数量遗传学基础[ M] .南京:江苏科技出版社 , 1982.3.
[ 3] 曹汉洋.马尾松优树子代测定及亲本评定[ J] .福建林业科技 , 1997 , 24(4)∶41-44.
·52· 福 建 林 业 科 技 第 29 卷