全 文 ：第 35卷　第 1期 林　业　科　技 Vol.35　No.1
2 0 1 0年 1月 FORESTRYSCIENCE＆ TECHNOLOGY Jan.　 2 0 1 0
文章编号:1001-9499 (2010)01-0038-03
福建武夷山木荚红豆树木材物理力学性质研究＊
彭　彪 1　盖新敏 2　谢世春3　林同龙4　林雄平 1
(1.宁德师专生物应用技术研究所 , 福建　宁德　 352100; 2.福建省宁德市林业局 , 宁德　352100;
3.宁德市瑞春农业科技开发有限公司 , 福建　宁德　 252300;4.南平市林业局 , 福建　南平　353000)
摘要:对福建武夷山木荚红豆树木材物理力学性质的测定和分析结果表明:福建武夷山木荚红豆树木材的气干
密度为 0.627g/cm3 , 属中等 , 较福建永安木荚红豆树木材的气干密度大;体积干缩系数为 0.486, 差异干缩为
1.89, 干缩性属中等 , 小于福建永安木荚红豆树;顺纹抗压强度和抗弯强度分别为 51.93MPa和 99.64MPa, 综
合强度为中等 , 大于福建永安木荚红豆树。该研究结果解决了木荚红豆树营林和木材利用上的一个基础性问题。
关键词:木荚红豆树;木材物理性质;武夷山;永安
中图分类号:S781.29　　　　文献标识码:A
　　木荚红豆树 (Ormosiaxylocarpa)是蝶形花科
(Leguminosae)红豆树属的一个重要树种 , 为国家
Ⅱ级保护珍稀濒危植物 , 垂直分布于海拔 800m
以下的低山丘陵地带 , 常混生在山地天然阔叶林
中 。木荚红豆树喜温暖湿润 , 在土层深厚 、 肥力
中等 、 酸至微酸性土壤中生长良好;木荚红豆树
木材可以用于高档家具 、 工艺品 、地板等 , 具有
生态 、 经济和社会等多方面的效益。迄今为止 ,
对木荚红豆树的构造及材性的研究尚未见报道 ,
本文对采自福建省武夷山市的木荚红豆树 (下称
武夷山)试材进行试验测定 , 揭示了木荚红豆树
木材的物理力学性质 , 并与产于福建永安的木荚
红豆树木材 (下称永安)进行比较 , 解决了木荚
红豆树营林和木材利用上的一个基础性问题。
1　材料和方法
1.1　材料
材料取自福建省武夷山市四新林业采育场 ,
树龄均在 50年以上 , 截取胸高 (1.3m)以上 2m
长木段各一段作为试材 , 立即运回实验室待测 。
1.2　试验方法
试材锯成板坯后 , 在室内气干一定时间 , 使
木材含水率达到 15.5%左右 [ 2] (福州市木材平衡
含水率标准);按照国家标准 GB1927 ～ 1943-91
《木材物理力学性质试验方法》 , 进行加工本试验
用的无疵小试样及完成试验步骤;测定其木材各
项物理力学性质指标。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。根据试验结果 , 计算出
木荚红豆树木材各项物理力学性质的指标均值和
变异统计数据。
2　结果与分析
2.1　木材的物理性质
根据测定数据 , 计算出福建武夷山木荚红豆
树木材物理性质的均值和变异统计数据 (表 1),
均值准确指数均小于 0.05。
表 1　木荚红豆树木材物理性质均值及变异统计
试验项目 样本数n
平均值 x
武夷山 永安
标准
差 S
标准误
差 St
变异系
数 V/%
准确指
数P/%
气干密度
/g· cm-3 32 0.627 0.594 0.025 7 0.004 5 4.10 1.45
基本密度
/g· cm-3 32 0.503 0.492 0.019 5 0.003 4 3.88 1.37
干缩系
数 /%
径向 32 0.165 0.160 0.016 0.002 8 9.70 3.43
弦向 32 0.311 0.310 0.033 0.005 8 10.61 3.75
体积 32 0.486 0.490 0.036 0.006 4 7.41 2.62
差异干缩 32 1.89 1.94 0.201 0.035 5 10.63 3.76
　注:本表中气干密度已调整为 12%含水率时的试验结果;表中产于永安
的木荚红豆树仅列出均值数据 [ 6]
＊ 福建省自然科学基金资助项目 (2007J0066)、 福建省教育厅科研资助项目 “木荚红豆等优良乡土树种育苗造林配套技术试验 ”
(JA06062)、 宁德师专资助项目 (2006Y001)
第 1期 彭　彪等:福建武夷山木荚红豆树木材物理力学性质研究
2.1.1　木材的密度
木材密度是木材非常重要的品质因子 [ 3] , 也
是判断木材各项力学强度的重要指标 。在含水率
相同的条件下 , 密度越大的木材强度也越大 , 全
干木材的空隙度随着全干密度的增大而减小;木
材的最大吸水率也随着基本密度的增大而减小;
木材的体积全干缩率随着基本密度的增大而增大 。
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 [ 4] 。根据 《木材材性分级规定 》[ 5] 可
知:武夷山木材的气干密度为 0.627g/cm3 , 属中
等 (0.56 ～ 0.75g/cm3), 较永安木材的气干密度
(0.594g/cm3)大。
2.1.2　木材的干缩性
木材干缩会影响木材的加工利用;差异干缩
则反映了木材弦向干缩与径向干缩的差别程度 ,
差异干缩越小 , 木材的尺寸稳定性越好 , 木材的
性能越优良 , 反之木材越易产生开裂和变形 。武
夷山木材的差异干缩为 1.89, 具有较小的开裂
势 , 在利用时只要采取适当的干燥措施 , 就能防
开裂 , 达到最佳的利用状态。由 《木材材性分级
规定》 可知 , 武夷山木材体积干缩系数为 0.486,
属于中等 (0.46 ～ 0.55), 其差异干缩和体积干缩
系数均小于永安木材 (表 1)。
2.2　木材的力学性质
根据测定的数据 , 计算出武夷山木荚红豆树
木材力学性质的均值和变异统计数据 (表 2), 均
值准确指数均小于 0.05。
表 2　木荚红豆树木材力学性质均值及变异统计
试验项目 样本数n
平均值 x
武夷山 永安
标准
差 S
标准误
差 St
变异系
数 V/%
准确指
数P/%
顺纹抗压强
度 /MPa 32 51.93 47.67 4.597 0.813 8.85 3.13
抗弯强度
/MPa 32 99.64 95.60 10.701 1.892 10.74 3.80
抗弯弹性模
量 /MPa 32 10130 9830 731.3 129.28 7.22 2.55
顺纹抗剪
强度 /MPa
径面 32 10.35 9.08 1.251 0.221 12.09 4.27
弦面 32 12.87 11.43 1.537 0.272 11.94 4.22
硬度
/MPa
端面 32 71.42 65.59 6.827 1.207 9.56 3.38
径面 32 49.31 50.42 5.514 0.975 11.18 3.95
弦面 32 55.86 46.36 2.835 0.501 5.08 1.79
抗劈力
/N·mm-1
径面 32 24.69 22.93 1.528 0.270 6.19 2.19
弦面 32 28.14 27.05 2.534 0.448 9.01 3.18
冲击韧性
/KJ· m-2 32 65.28 54.88 6.029 1.066 9.24 3.27
　注:表中除冲击韧性和抗劈力外 , 其他力学强度均已调整为 12%含水率
时的试验结果;表中产于永安的木荚红豆树仅列出均值数据 [ 6]
根据 《木材物理力学性质分级表 》[ 6] 可知 ,
武夷山木材的顺纹抗压强度属于中等 (50.8 ～
67.6MPa), 抗 弯 强 度 属 于 中 等 (98.9 ～
131.7MPa), 冲击韧性中等 (24.6 ～ 83.3KJ/m2);
端面硬度属于硬 (69.53 ～ 106.82MPa)。武夷山
木材的力学强度指标除径面硬度略小于永安木荚
红豆树外 , 其他力学强度指标均大于永安木荚红
豆树 (表 2)。
木材的顺纹抗压强度因为测定简单 、 准确 ,
又与其他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
压强度和抗弯强度之和来表示木材的综合强度 [ 3] 。
武夷山木荚红豆树的综合强度为 151.57MPa, 根
据 《木材材性分级规定 》 可知 , 其综合强度属于
中等 (148.2 ～ 197.5MPa), 大于永安木荚红豆树
(143.27MPa)。
3　结　论
试验结果表明 , 每次试验的有效试样数均在
30个以上 , 各项物理力学性质指标的准确指数 P
均小于 5%, 因此 , 提供的试验数据是准确可靠
的 。研究结果解决了木荚红豆树营林和木材利用
上的一个基础性问题 。
福建武夷山木荚红豆树木材的气干密度为
0.627g/cm3 , 属于中等 , 较永安木材的气干密度
大;体积干缩系数为 0.486 , 差异干缩为 1.89,
两者均小于永安木荚红豆树;武夷山木材的力学
强度各项指标 , 除径面硬度略小于永安木荚红豆
树外 , 其他力学强度指标均大于之;顺纹抗压强
度和抗弯强度分别为 51.93MPa和 99.64MPa, 干
缩性和综合强度均属中等 , 故武夷山木材的综合
强度大于永安木材 。木荚红豆树木材硬度大 、 耐
磨 、耐冲击 , 而且径面和弦面都具有细致的花纹 ,
是良好的室内装饰木材 , 具有广泛的用途 。大力
营造木荚红豆树人工速生林对缓解当前木材短缺 ,
保存阔叶树基因 , 促进生物多样性及生态的良性
循环和林业可持续发展 , 造福子孙后代 , 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.
39
林　业　科　技 第 35卷
[ 2] 　北京林学院.森林利用学 [ M] .北京:中国林业出版社 ,
1993.
[ 3] 　尹思慈.木材品质和缺陷 [ M] .北京:中国林业出版社 ,
1993.
[ 4] 　申宗圻.木材学 (第二版) [ M] .北京:中国林业出版
社, 1993.
[ 5] 　成俊卿.中国木材志 [ M] .北京:中国林业出版社 ,
1992.
[ 6] 　中国林业科学院木材工业研究所.中国主要树种的木材物
理力学性质 [ M] .北京:中国林业出版社 , 1982.
第 1作者简介:彭彪 (1959 -), 男 , 硕士生导师 ,
教授级高级工程师 , 主要研究方向:森林培育 、 森林生
态。
收稿日期:2009-07-23
StudyonPhysicalandMechanicalPropertiesofOrmosiaxylocarpa
WoodfromWuyishanCityofFujianProvince
PENGBiao
(InstituteofBiologyAppliedTechnology, NingdeTeachersColege, Fujian　Ningde　352100)
Abstract　ThephysicalandmechanicalpropertiesofOrmosiaxylocarpawoodfromWuyishancityof
Fujianprovinceweredeterminedandanalyzedinthispaper.TheresultsshowedthatOrmosiaxylocarpa
woodfromWuyishancityofFujianprovincewasmiddlewiththedensityof0.627g/cm3 , whichwas
biggerthanthatfromYongancityofFujianprovince.ShrinkageofOrmosiaxylocarpawoodfrom
WuyishancityofFujianprovincebelongtomiddlelevel, whichvolumeshrinkagecoeficientwas0.486,
tangentialshrinkagetoradialshrinkagewas1.89.Bothtangentialshrinkagetoradialshrinkageand
volumeshrinkagecoeficientofOrmosiaxylocarpawoodfromWuyishancityofFujianprovincewereless
thanthatfromYongancityofFujianprovince.Compressionstrengthparaleltograinwas51.93Mpa,
staticbendingwas99.64MpaofOrmosiaxylocarpawoodfrom WuyishancityofFujianprovince.
ComprehensivestrengthofOrmosiaxylocarpawoodfromWuyishancityofFujianprovincebelongto
middlelevel, whichwasbigggerthanthatfromYongancityofFujianprovince.Thisresearchhassolved
abasicproblemaboutthesilvicutureandutilizationofOrmosiaxylocarpa.
Keywords　Ormosiaxylocarpa;Thephysicalpropertiesofwood;Wuyishan;Yongan
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