全 文 ：第 源愿 卷 第 圆 期
圆 园 员 圆 年 圆 月
林 业 科 学
杂悦陨耘晕栽陨粤 杂陨蕴灾粤耘 杂陨晕陨悦粤耘 灾燥造郾 源愿袁晕燥郾 圆云藻遭援 袁圆 园 员 圆
冻结红松和大青杨湿木材内部水分
存在状态及含量测定鄢
徐华东摇 王立海
渊东北林业大学工程技术学院摇 哈尔滨 员缘园园源园冤
摘摇 要院摇 为对立木在冬季冻结时内部水分存在状态及含量进行研究袁采用差示扫描量热仪渊阅杂悦 圆园源冤分别对红松
和大青杨湿木材试样进行降温渊圆园 益到 原 远园 益冤和升温渊 原 远园 益到 圆园 益冤扫描测试袁通过 阅杂悦曲线观察木材中水
分冻结和融化所产生的放热峰和吸热峰位置袁并采用积分法计算吸热峰面积袁估计木材中水分存在状态及含量遥
结果表明院 员冤 采用 阅杂悦能够对冻结木材中水分存在状态尧含量进行比较清晰的判定袁从 阅杂悦 曲线可知袁冻结湿木
材中含有冻结自由水尧冻结结合水和非冻结水 猿 种类型水分曰 圆冤 温度降低时袁红松和大青杨中自由水冻结产生的
放热峰位置约为 原 员猿 益和 原 员愿 益曰 温度升高时袁冻结结合水和自由水融化所产生的吸热峰位置分别约为
原 园郾 源 益袁远 益和 园郾 愿 益袁怨益曰 猿冤 温度 原 远园 益时袁红松边材晚材尧边材早材尧心材晚材和心材早材试样中冻结水占
木材总含水量的愿园郾 猿豫袁 苑缘郾 愿豫袁 苑缘郾 圆豫和 苑苑郾 猿豫袁而大青杨分别为远怨郾 源豫袁 远愿郾 缘豫袁 远猿郾 猿豫和 愿怨郾 园豫 遥
关键词院摇 冻结木材曰 自由水曰 结合水曰 差示扫描量热仪
中图分类号院 杂苑愿员郾 猿摇 摇 摇 文献标识码院粤摇 摇 摇 文章编号院员园园员 原 苑源愿愿渊圆园员圆冤园圆 原 园员猿怨 原 园缘
收稿日期院 圆园员园 原 园愿 原 园怨曰 修回日期院 圆园员园 原 员圆 原 圆远遥
基金项目院 林业公益性行业科研专项经费重大项目 渊圆园员员园源园园苑冤曰 国家自然科学基金 渊猿园远苑员远源猿冤曰 中央高校基本科研专项资金
渊阅蕴园怨悦月园员冤 曰东北林业大学优秀博士学位论文培育计划遥
鄢王立海为通讯作者遥
阅藻贼藻则皂蚤灶蚤灶早 贼澡藻 杂贼葬贼藻泽 燥枣 宰葬贼藻则 葬灶凿 陨贼泽 云则葬糟贼蚤燥灶 蚤灶 云则燥扎藻灶 孕燥责怎造怎泽 怎泽泽怎则蚤藻灶泽蚤泽
葬灶凿 孕蚤灶怎泽 噪燥则葬蚤藻灶泽蚤泽 郧则藻藻灶 栽蚤皂遭藻则泽
载怎 匀怎葬凿燥灶早摇 宰葬灶早 蕴蚤澡葬蚤
渊悦燥造造藻早藻 燥枣 耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早 驭 栽藻糟澡灶燥造燥早赠袁 晕燥则贼澡藻葬泽贼 云燥则藻泽贼则赠 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠摇 匀葬则遭蚤灶 员缘园园源园冤
粤遭泽贼则葬糟贼院摇 栽燥 凿藻贼藻则皂蚤灶藻 贼澡藻 泽贼葬贼藻泽 燥枣 憎葬贼藻则 葬灶凿 蚤贼泽 枣则葬糟贼蚤燥灶 蚤灶 枣则燥扎藻灶 贼则藻藻 蚤灶 憎蚤灶贼藻则袁 贼澡藻 澡藻葬贼蚤灶早 葬灶凿 糟燥燥造蚤灶早 糟怎则增藻泽 燥枣
孕燥责怎造怎泽 怎泽泽怎则蚤藻灶泽蚤泽 葬灶凿 孕蚤灶怎泽 噪燥则葬蚤藻灶泽蚤泽 早则藻藻灶 贼蚤皂遭藻则 泽责藻糟蚤皂藻灶泽 憎藻则藻 贼藻泽贼藻凿 葬灶凿 葬灶葬造赠扎藻凿 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠 怎泽蚤灶早 凿蚤枣枣藻则藻灶贼蚤葬造
泽糟葬灶灶蚤灶早 糟葬造燥则蚤皂藻贼则赠渊阅杂悦 圆园源冤援 栽澡藻 责燥泽蚤贼蚤燥灶泽 燥枣 藻曾燥贼澡藻则皂蚤糟 葬灶凿 藻灶凿燥贼澡藻则皂蚤糟 责藻葬噪泽袁 憎澡蚤糟澡 憎藻则藻 泽澡燥憎灶 燥灶 贼澡藻 阅杂悦 糟怎则增藻泽袁
糟葬怎泽藻凿 遭赠 枣则藻藻扎蚤灶早 葬灶凿 皂藻造贼蚤灶早 燥枣 憎葬贼藻则 蚤灶 憎燥燥凿 憎藻则藻 造燥糟葬贼藻凿袁 葬灶凿 贼澡藻 葬则藻葬泽 燥枣 藻灶凿燥贼澡藻则皂蚤糟 责藻葬噪泽 憎藻则藻 皂藻葬泽怎则藻凿 遭赠 怎泽蚤灶早 葬灶
蚤灶贼藻早则葬贼蚤燥灶 皂藻贼澡燥凿袁 贼澡藻灶 贼澡藻 泽贼葬贼藻泽 燥枣 憎葬贼藻则 葬灶凿 蚤贼泽 枣则葬糟贼蚤燥灶 蚤灶 枣则燥扎藻灶 憎燥燥凿 憎藻则藻 藻增葬造怎葬贼藻凿援 栽澡藻 则藻泽怎造贼泽 泽澡燥憎藻凿 贼澡葬贼院 员冤 陨贼
憎葬泽 枣藻葬泽蚤遭造藻 贼燥 凿藻贼藻则皂蚤灶藻 贼澡藻 泽贼葬贼藻泽 燥枣 憎葬贼藻则 葬灶凿 蚤贼泽 枣则葬糟贼蚤燥灶 蚤灶 枣则燥扎藻灶 憎燥燥凿 怎泽蚤灶早 阅杂悦援 栽澡藻 阅杂悦 糟怎则增藻泽 蚤造造怎泽贼则葬贼藻 贼澡葬贼 贼澡藻则藻
憎藻则藻 贼澡则藻藻 贼赠责藻泽 憎葬贼藻则 蚤灶 早则藻藻灶 憎燥燥凿院 枣则燥扎藻灶 枣则藻藻 憎葬贼藻则袁 枣则燥扎藻灶 遭燥怎灶凿 憎葬贼藻则 葬灶凿 灶燥灶枣则燥扎藻灶 憎葬贼藻则援 圆冤 栽澡藻 责燥泽蚤贼蚤燥灶泽 燥枣
藻曾燥贼澡藻则皂蚤糟 责藻葬噪 蚤灶凿怎糟藻凿 遭赠 枣则藻藻扎蚤灶早 燥枣 枣则藻藻 憎葬贼藻则 蚤灶 孕蚤灶怎泽 噪燥则葬蚤藻灶泽蚤泽 葬灶凿 孕燥责怎造怎泽 怎泽泽怎则蚤藻灶泽蚤泽 泽责藻糟蚤皂藻灶泽 憎藻则藻 葬遭燥怎贼 原员猿 益
葬灶凿 原员愿 益 葬泽 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 凿藻糟则藻葬泽藻凿曰 贼澡藻 责燥泽蚤贼蚤燥灶泽 燥枣 藻灶凿燥贼澡藻则皂蚤糟 责藻葬噪 蚤灶凿怎糟藻凿 遭赠 皂藻造贼蚤灶早 燥枣 遭燥怎灶凿 憎葬贼藻则 葬灶凿 枣则藻藻 憎葬贼藻则
憎藻则藻 葬遭燥怎贼 原园郾 源 益袁 远 益 葬灶凿 园郾 愿 益袁 怨 益 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠 葬泽 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 蚤灶糟则藻葬泽藻凿援 猿冤 悦燥灶泽蚤凿藻则蚤灶早 造葬贼藻憎燥燥凿 葬灶凿 藻葬则造赠憎燥燥凿
燥枣 泽葬责憎燥燥凿 葬灶凿 澡藻葬则贼憎燥燥凿袁 贼澡藻 则葬贼蚤燥泽 燥枣 枣则燥扎藻灶 憎葬贼藻则 糟燥灶贼藻灶贼泽 贼燥 皂燥蚤泽贼怎则藻 糟燥灶贼藻灶贼 憎藻则藻 愿园郾 猿豫袁 苑缘郾 愿豫袁 苑缘郾 圆豫 葬灶凿 苑苑郾 猿豫
蚤灶 孕蚤灶怎泽 噪燥则葬蚤藻灶泽蚤泽袁 远怨郾 源豫袁 远愿郾 缘豫袁 远猿郾 猿豫 葬灶凿 愿怨郾 园豫 蚤灶 孕燥责怎造怎泽 怎泽泽怎则蚤藻灶泽蚤泽 憎澡藻灶 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 憎葬泽 原远园 益援
运藻赠 憎燥则凿泽院摇 枣则燥扎藻灶 憎燥燥凿曰 枣则藻藻 憎葬贼藻则曰 遭燥怎灶凿 憎葬贼藻则曰 凿蚤枣枣藻则藻灶贼蚤葬造 泽糟葬灶灶蚤灶早 糟葬造燥则蚤皂藻贼则赠 渊阅杂悦冤
摇 摇 对活立木的动态力学性能进行检测袁目前国际上
采用较多的无损检测方法为应力波和超声波法
渊晕葬灶葬皂蚤 藻贼 葬造援袁 员怨怨猿曰 宰葬灶早袁 员怨怨怨曰 杂葬灶凿燥扎袁 员怨怨怨曰
蕴蚤灶凿泽贼则觟皂 藻贼 葬造援袁 圆园园圆曰 梁善庆等袁 圆园园愿曰 张厚江袁
圆园园缘冤遥 这 圆种方法主要是通过获取在木材中传播的
声波信号袁测量其传播速度袁再依据传播速度估计木
材的各项力学指标渊如弹性模量冤袁进而对木材的材
性进行评价遥 由于木材是各向异性固体材料袁声波在
其内部传播受到多种因素的影响遥 木材的内部结构
差异尧含水率以及木材纹理的不同均会对声波的传播
林 业 科 学 源愿 卷摇
造成影响渊杂葬灶凿燥扎袁 员怨怨猿曰杨学春等袁 圆园园苑冤遥 此外袁温
度也是影响木材中声波传播的一个重要因素渊月覿糟澡造藻
藻贼 葬造援袁 圆园园远曰 王立海等袁 圆园园愿葬曰 圆园园愿遭曰 圆园园怨冤遥
东北林区是我国最大的木材生产基地袁但东北
林区的大部分区域冬季长达半年袁因而该地区树木
在较长时间内处于冰点温度以下遥 在夏季袁温度比
较高袁立木中水分均以液体状态存在曰 而在冬季袁温
度处于冰点温度以下时袁立木中的部分水分将会发
生相变渊王立海等袁 圆园园怨曰 赵广杰等袁 员怨怨员冤袁由液态
水转化为固态冰袁这将导致木材内部水分组成发生
变化袁从而也使声波在木材内部的传播规律较常温
时发生改变遥 因此袁若要对冻结立木的动态力学性
质进行准确有效的评估袁首先应该弄清楚立木冻结
时其内部水分是以何种状态存在尧不同状态水分含
量多少曰 在此基础上袁再研究声波在冻结木材中的
传播规律袁进而对冻结木材的力学性质进行评估遥
木材中水分主要有 圆 种存在形式院 细胞腔和细
胞间隙中的自由水尧细胞壁中的结合水 渊李坚袁
圆园园圆冤曰 另外袁细胞壁中还可能有少量的吸附水遥 关
于冻结木材内部水分的存在状态及含量袁目前国内
尚未开展此方面的相关研究遥 本文以我国东北地区
的典型树种为研究对象袁分析木材在冻结过程中其
内部水分状态发生变化的规律袁并力求找到一种方
法来确定冻结木材内部自由水及结合水的存在状
态袁进而对发生冻结的水与未冻结的水含量进行定
量分析袁为研究冻结立木中声波传播规律以及在低
温条件下对立木动态力学性能进行有效检测奠定
基础遥
员摇 材料与方法
员郾 员摇 试验材料
选取我国东北地区具有代表性的针尧阔叶树大
青杨渊孕燥责怎造怎泽 怎泽泽怎则蚤藻灶泽蚤泽冤和红松渊孕蚤灶怎泽 噪燥则葬蚤藻灶泽蚤泽冤作
为研究对象遥 结合林场冬季采伐作业袁在黑龙江省
方正林业局取原木样本遥 大青杨原木样本直径为
猿圆 糟皂袁厚度为 员缘 糟皂曰 红松样本为作业过程中的损
伤木袁直径为 怨 糟皂袁长度为 员缘 糟皂遥 原木样本各 员
个袁样本取得后袁为防止水分流失袁立即用塑料袋密
封好袁并于第 圆 天运回实验室进行测试遥
在实验室袁分别制取大青杨和红松边材早材尧边
材晚材尧心材早材和心材晚材试样袁用以进行冻结木
材内部水分存在状态及含量测试遥 试样制取时袁用
刀片沿木纤维方向切取试样袁尺寸为圆 皂皂渊蕴冤 伊
圆 皂皂渊栽冤 伊 员 皂皂渊砸冤遥 在试样制取前袁首先准备一
个空铝制坩埚袁并称量其质量曰 待试样制备好后袁立
即将试样放入坩埚并密封袁防止水分流失袁再称量装
有试样坩埚的质量遥 依据前后质量之差袁即可得到试
样的实际质量遥 在测量试样质量时均精确至 园郾 园园员
皂早遥 各个湿木材试样质量在 远郾 缘园猿 耀怨郾 缘缘源 皂早之间遥
员郾 圆摇 试验仪器及方法
员郾 圆郾 员摇 试验仪器 摇 德国 晕耘栽在杂悦匀 公司的差示扫
描量热仪 渊 凿蚤枣枣藻则藻灶贼蚤葬造 泽糟葬灶灶蚤灶早 糟葬造燥则蚤皂藻贼则赠 冤 渊 阅杂悦
圆园源冤曰 德国 杂葬则贼燥则蚤怎泽 公司 酝耘缘 系列的 酝悦鄄杂悦 百万
分之一天平曰 电热鼓风干燥箱袁型号为 员园员鄄员粤遥
员郾 圆郾 圆摇 试验方法摇 在每一试样制备好之后袁对其编
号袁并逐一放入 阅杂悦设备中进行测试遥 测试分为降
温尧恒温以及升温 猿 个阶段袁各阶段具体参数设置如
表 员遥 其中袁恒温阶段为过渡阶段袁时间持续比较
短袁因此在 阅杂悦曲线上体现并不十分明显遥
测试完所有试样后袁为得知木材试样的含水率袁
把试样放入烘干箱进行干燥遥 烘干箱温度调节为
员园缘 益袁每烘干 圆 澡 取出试件称量袁直至试件的质量
不再发生变化为止袁记录其绝干质量遥 依据试样绝
干质量和湿木材试样质量袁可得知试样含水率遥
表 员摇 冻结木材试样 阅杂悦测试参数设置
栽葬遭援 员摇 阅杂悦 责葬则葬皂藻贼藻则泽 泽藻贼怎责 枣燥则 贼藻泽贼蚤灶早 枣则燥扎藻灶 憎燥燥凿 泽责藻糟蚤皂藻灶泽
序号晕燥援 阶段杂贼藻责 起始温度陨灶蚤贼蚤葬造 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 辕 益 终止温度云蚤灶葬造 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 辕 益
温度变化速率
栽藻皂责藻则葬贼怎则藻 糟澡葬灶早藻 则葬贼藻 辕 渊益窑皂蚤灶 原员 冤 气氛粤贼皂燥泽责澡藻则藻
员 降温 悦燥燥造蚤灶早 圆园 原 远园 缘 氩气 粤则
圆 恒温 悦燥灶泽贼葬灶贼 原 远园 原 远园 园 氩气 粤则
猿 升温 匀藻葬贼蚤灶早 原 远园 圆园 缘 氩气 粤则
摇 摇 另外袁为进行对比分析袁制取了纯水样本袁采用
表 员 所列测试步骤进行相同的测试遥
圆摇 结果与分析
圆郾 员摇 测试结果
采用 阅杂悦依次对 愿 个试样进行测试袁即可得到
各个试样随温度变化的 阅杂悦 曲线遥 图 员 为红松心
材早材试样在先降温后升温后得到的 阅杂悦 曲线遥
从图 员 可知袁测量一个试样约为 源园 皂蚤灶遥 从 阅杂悦 曲
线可看出袁在降温阶段袁温度降至约 原 员愿 益时袁会出
现 员 个明显的放热峰曰 在升温阶段袁温度升至约 园 耀
员园 益之间时袁会出现 圆 个连续的吸热峰袁其中前 员
园源员
摇 第 圆 期 徐华东等院 冻结红松和大青杨湿木材内部水分存在状态及含量测定
个峰值较小袁也较窄遥 阅杂悦 曲线上的吸热峰和放热
峰表明袁木材试样内部的水分发生了相变袁因此可以
通过进一步分析来确定木材试样内部水分发生相变
的温度点以及变化量遥
图 员摇 红松心材早材试样 阅杂悦曲线
云蚤早援 员摇 阅杂悦 糟怎则增藻 凿藻则蚤增藻凿 遭赠 泽糟葬灶灶蚤灶早 藻葬则造赠憎燥燥凿
燥枣 孕蚤灶怎泽 噪燥则葬蚤藻灶泽蚤泽 澡藻葬则贼 憎燥燥凿
圆郾 圆摇 冻结木材内部水分存在状态判定
对各试样的 阅杂悦曲线进行处理袁分阶段显示如
图 圆遥 从图 圆 可以看出袁在降温阶段袁温度降至约 原
员愿 益时袁木材试样的 阅杂悦曲线上会出现 员 个比较大
的放热峰渊峰 员冤遥 通过对纯水进行测试袁纯水在温
度降至约 原 员愿 益时也有 员 个非常明显的放热峰袁并
且这个峰与木材试样的放热峰渊峰 员冤非常相似袁因
此可确定峰 员 为木材中自由水渊枣则藻藻 憎葬贼藻则冤由液态转
变为固态的放热峰遥 宰藻蚤泽藻 等渊员怨怨远冤对纸浆材木材
纤维中水分进行研究时发现袁在温度降至约 原源缘 益
时袁木材试样的 阅杂悦 曲线会出现另 员 个放热峰渊峰
圆冤袁但是峰 圆 的峰值一般比较小袁并且非常不容易
检测到遥 在本研究中袁对所有试样均进行非常细致
的测试袁但始终未能检测到峰 圆袁根据 宰藻蚤泽藻 等
渊员怨怨远冤的分析袁此处的峰 圆 应为木材中部分结合水
渊遭燥怎灶凿 憎葬贼藻则冤由液态转为固态的放热峰遥
在升温阶段袁温度升至约 园 耀 员园 益之间时袁木材
试样的 阅杂悦曲线会连续出现 圆 个吸热峰渊峰 猿 和峰
源冤袁而纯水的 阅杂悦 曲线只出现 员 个吸热峰袁这也再
次证明木材试样中有 圆 种不同的水先后发生了相
变遥 分析认为袁峰 猿 为木材中冻结的结合水融化产
生的吸热峰袁而峰 源 则为木材中冻结自由水融化产
生的吸热峰遥 峰 猿 的位置在 园 益附近袁不同树种以
及不同样本会略有不同袁红松试样的峰 猿 位置在
原园郾 源 益左右袁而大青杨试样的峰 猿 位置在 园郾 愿 益
左右曰 峰 源 位置在 园 益以上袁红松试样约为 远 益袁大
青杨试样约为 怨 益遥
上述分析表明袁当木材含水率高于纤维饱和点袁
即木材细胞腔中含有自由水袁木材温度由室温 圆园 益
降至 原远园 益时袁木材内部的部分水分会发生相变袁
由液态转化为固态袁变为冻结水渊 枣则燥扎藻灶 憎葬贼藻则冤遥 这
些冻结水又由 圆 部分组成院 冻结自由水渊 枣则燥扎藻灶 枣则藻藻
憎葬贼藻则冤和冻结结合水渊 枣则燥扎藻灶 遭燥怎灶凿 憎葬贼藻则冤遥 关于冻
结自由水和冻结结合水的具体含量是多少袁以及木
材在低温下是否含有非冻结水袁这些将在后面继续
进行讨论遥
图 圆摇 湿木材试样与纯水的 阅杂悦曲线比较
云蚤早援 圆摇 悦燥皂责葬则蚤泽燥灶 遭藻贼憎藻藻灶 贼澡藻 阅杂悦 糟怎则增藻泽 燥枣
责怎则藻 憎葬贼藻则 葬灶凿 早则藻藻灶 憎燥燥凿 泽葬皂责造藻
圆郾 猿摇 冻结木材内部水分含量计算
圆郾 猿郾 员摇 计算方法 摇 阅杂悦是研究在温度程序控制下
物质随温度变化其物理量渊热量或功率冤的变化袁即
通过程序控制温度的变化袁在温度变化的同时袁测量
试样和参比物的功率差渊热流率冤与温度的关系遥
阅杂悦曲线上的峰面积值反映的是物质发生相变或
热化学反应等所需的吸热量或放热量渊运覿则藻灶造葬皂责蚤
藻贼 葬造援袁 圆园园缘冤遥
图 猿摇 峰 猿 与峰 源 的面积划分
云蚤早援 猿摇 陨造造怎泽贼则葬贼蚤燥灶 凿蚤葬早则葬皂 枣燥则 泽责造蚤贼贼蚤灶早 贼澡藻
蚤灶贼藻早则葬贼藻凿 葬则藻葬泽 燥枣 责藻葬噪 猿 葬灶凿 责藻葬噪 源
图 猿 对木材试样升温过程中所产生的 圆 个连续
吸热峰渊峰 猿 和峰 源冤 的面积进行划分袁峰 猿 和峰 源
的面积总和即为木材试样中总冻结水融化所需的热
量值遥 通过对峰 猿 和峰 源 进行联合积分和分别积分
即可得到它们各自的面积袁也就得到了冻结结合水尧
冻结自由水以及二者总和融化所需的吸热量遥 得到
吸热量后袁依据单位质量冰的熔化热值将可以对木
员源员
林 业 科 学 源愿 卷摇
材内的各种水分进行定量分析遥
木材中的水分含量可采用式渊员冤计算院
酝悦 越 宰 原 宰凿宰凿 遥 渊员冤
式中院 酝悦为木材试样中水分含量渊早窑早 原员 冤曰 宰 为
湿木材质量渊早冤曰 宰凿 为木材试样的绝干质量渊早冤遥
木材试样中总冻结水渊 贼燥贼葬造 枣则燥扎藻灶 憎葬贼藻则袁栽云宰冤
依据式渊圆冤进行计算院
栽云宰 越 匀贼匀枣宰凿遥 渊圆冤
式中院 栽云宰为木材试样中总冻结水含量渊早窑早 原员 冤曰
匀贼 为对峰 猿 和峰 源 进行联合积分求取面积所转化
的热量值渊允冤曰 匀枣 为 员园园 噪孕葬 大气压下冰的熔化热
渊猿猿源 允窑早 原员冤遥
木材试样中冻结结合水 渊 枣则燥扎藻灶 遭燥怎灶凿 憎葬贼藻则袁
云月宰冤依据式渊猿冤进行计算院
云月宰 越 匀枣遭匀枣宰凿 渊猿冤
式中院 云月宰 为木材试样中冻结结合水含量 渊 早窑
早 原员冤曰 匀枣遭为对峰 猿 进行积分求取面积所转化的热量
值渊允冤遥
依据 阅杂悦 曲线袁利用式渊员冤袁渊圆冤 和渊猿冤可以
计算冻结木材试样中总冻结水尧冻结结合水的具
体含量渊表 圆冤遥 表 圆 显示袁由峰 猿 和峰 源 面积计算
所得的总冻结水含量值小于木材试样的含水量袁
这表明木材试样在冷却至 原 远园 益时袁木材内部仍
然存在非冻结水渊 灶燥灶鄄枣则燥扎藻灶 憎葬贼藻则袁 晕云宰冤遥 分析
认为袁这部分水应该是与木材细胞壁中的纤维素
分子紧密结合的一部分结合水遥 因此袁可以推出
以下 圆 个公式院
酝悦 越 栽云宰 垣 晕云宰曰 渊源冤
月宰 越 云月宰 垣 晕云宰遥 渊缘冤
式中院 月宰渊遭燥怎灶凿 憎葬贼藻则冤为木材试样中结合水含量
渊早窑早 原员冤曰 晕云宰 为木材试样中非冻结水含量渊早窑
早 原员冤遥 依据式渊源冤计算所得的木材试样中的非冻结
水含量渊晕云宰冤的具体值渊表 圆冤遥
表 圆摇 温度 原远园 益时冻结木材试样中不同水分的含量
栽葬遭援 圆摇 栽澡藻 糟燥灶贼藻灶贼泽 燥枣 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 贼赠责藻泽 憎葬贼藻则 蚤灶 枣则燥扎藻灶 憎燥燥凿 泽责藻糟蚤皂藻灶泽
树种 杂责藻糟蚤藻泽 种类 栽赠责藻 酝悦早窑早 原员 豫 匀贼 辕 允 栽云宰 辕 渊早窑早 原员 冤 云月宰 辕 渊早窑早 原员 冤 晕云宰辕 渊早窑早 原员 冤
红松
孕蚤灶怎泽 噪燥则葬蚤藻灶泽蚤泽
边材晚材 蕴葬贼藻憎燥燥凿 燥枣 泽葬责憎燥燥凿 员郾 猿怨 员猿怨 员郾 源愿怨 员郾 员圆 园郾 员猿 园郾 圆苑
边材早材 耘葬则造赠憎燥燥凿 燥枣 泽葬责憎燥燥凿 员郾 源猿 员源猿 园郾 怨愿圆 员郾 园愿 园郾 员园 园郾 猿缘
心材晚材 蕴葬贼藻憎燥燥凿 燥枣 澡藻葬则贼憎燥燥凿 员郾 圆猿 员圆猿 园郾 怨怨愿 园郾 怨猿 园郾 园愿 园郾 猿员
心材早材 耘葬则造赠憎燥燥凿 燥枣 澡藻葬则贼憎燥燥凿 员郾 圆园 员圆园 员郾 园源苑 园郾 怨猿 园郾 园苑 园郾 圆苑
大青杨
孕燥责怎造怎泽 怎泽泽怎则蚤藻灶泽蚤泽
边材晚材 蕴葬贼藻憎燥燥凿 燥枣 泽葬责憎燥燥凿 员郾 源猿 员源猿 园郾 怨源缘 园郾 怨怨 园郾 园远 园郾 源源
边材早材 耘葬则造赠憎燥燥凿 燥枣 泽葬责憎燥燥凿 员郾 猿怨 员猿怨 员郾 员怨圆 园郾 怨缘 园郾 园怨 园郾 源源
心材晚材 蕴葬贼藻憎燥燥凿 燥枣 澡藻葬则贼憎燥燥凿 员郾 远园 员远园 园郾 愿源苑 员郾 园员 园郾 员圆 园郾 缘怨
心材早材 耘葬则造赠憎燥燥凿 燥枣 澡藻葬则贼憎燥燥凿 员郾 源园 员源园 员郾 远员员 员郾 圆源 园郾 员远 园郾 员缘
圆郾 猿郾 圆摇 不同水分含量比较摇 依据表 圆袁分别对红松
和大青杨试样中各种水分进行对比分析渊图 源冤遥 从
图 源 可知袁当温度为 原 远园 益时袁冻结木材试样中总
冻结水占到了试样含水量的 远猿郾 猿豫 耀 愿怨郾 园豫 袁红松
边材晚材尧边材早材尧心材晚材和心材早材试样中冻
结水占木材总含水量的 愿园郾 猿豫 袁苑缘郾 愿豫 袁苑缘郾 圆豫和
苑苑郾 猿豫 袁而大青杨分别为 远怨郾 源豫 袁远愿郾 缘豫 袁远猿郾 猿豫
和 愿怨郾 园豫 遥
对总冻结水含量与冻结结合水含量比较可知袁
红松边材晚材尧边材早材尧心材晚材和心材早材试样
中冻结结合水占总冻结水的比例分别为 员员郾 源豫 袁
怨郾 猿豫 袁愿郾 愿豫 和 苑郾 缘豫 袁而大青杨分别为 远郾 员豫 袁
怨郾 愿豫 袁员员郾 缘豫和 员圆郾 怨豫 遥 另外袁冻结结合水与非冻
结水的比例分别为院 红松为 员 辕 圆袁圆 辕 苑袁员 辕 源 和 员 辕 源曰
大青杨为 员 辕 苑袁员 辕 缘袁员 辕 缘 和 员 辕 员遥 这些表明袁木材试
样在降温过程中结合水发生冻结的量比较小袁有较
大一部分结合水未发生冻结袁冻结水中主要是自
由水遥
当温度为 原远园 益时袁对边材与心材中总冻结水
进行比较发现袁红松边材中总冻结水含量均高于心
材袁而大青杨边材中总冻结水含量却略低于心材遥
此外袁红松和大青杨早尧晚材的总冻结水含量差异并
不明显遥
猿摇 结论
采用差示扫描量热仪 阅杂悦 对湿木材试样进行
扫描测试袁获取降温 渊圆园 益 到 原 远园 益冤和升温
渊 原 远园 益到 圆园 益冤阅杂悦 曲线遥 通过观察 阅杂悦 曲线
上吸热峰尧放热峰的位置袁再利用积分法计算各个峰
面积袁可以对冻结木材中自由水尧结合水的存在状
态尧含量等信息进行比较清晰的判定袁表明采用差示
扫描量热仪 阅杂悦 对冻结湿木材中水分进行研究
圆源员
摇 第 圆 期 徐华东等院 冻结红松和大青杨湿木材内部水分存在状态及含量测定
摇 摇
图 源摇 木材试样中不同水分含量比较
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是一种行之有效的方法遥
当温度降低时袁红松和大青杨中自由水冻结所
产生的放热峰位置约为 原 员猿 益和 原 员愿 益曰 温度升
高时袁冻结结合水融化所产生的吸热峰位置约为
原园郾 源 益和 园郾 愿 益袁冻结自由水融化所产生的吸热
峰位置约为 远 益和 怨 益遥 当温度为 原 远园 益时袁红松
边材晚材尧边材早材尧心材晚材和心材早材试样中冻
结水占木材总含水量的 愿园郾 圆缘豫 袁苑缘郾 苑远豫 袁苑缘郾 员苑豫
和 苑苑郾 猿员豫 袁而大青杨分别为 远怨郾 猿缘豫 袁远愿郾 源苑豫 袁
远猿郾 猿圆豫和 愿愿郾 怨怨豫 遥
当温度达到 原 远园益时袁冻结湿木材中仍然存在
非冻结水袁这部分非冻结水是否对木材性质具有显
著影响袁以及其含量随着温度的继续降低是否会产
生变化袁还需进一步研究遥
参 考 文 献
李摇 坚援 圆园园圆援 木材科学援 北京院 高等教育出版社袁员愿缘 原 圆园缘援
梁善庆袁 王喜平袁 蔡智勇袁等援 圆园园愿援 弹性波层析成像技术检测活立
木腐朽援 林业科学袁 源源渊缘冤院 员园怨 原 员员源援
王立海袁 徐华东袁 闫在兴袁 等援 圆园园愿援传感器的数量与分布对应力波
检测原木缺陷效果的影响援 林业科学袁 源源渊缘冤院 员员缘 原 员圆员援
王立海袁高摇 珊袁王摇 洋袁 等援 圆园园愿援 应力波在冻结状态白桦活立木
中传播速度的试验援 东北林业大学学报袁 猿远渊员员冤院 猿远 原 猿愿援
王立海袁王摇 洋袁高摇 珊袁 等援 圆园园怨援 冻结状态下应力波在长白落叶
松立 木 中 传 播 速 度 的 研 究援 北 京 林 业 大 学 学 报袁
猿员渊猿冤院 怨远 原 怨怨援
杨学春袁王立海 郾 圆园园苑援 原木内部腐朽应力波二维图像的获取与分
摇 摇
摇 摇 析援林业科学袁 源猿渊员员冤院 怨猿 原 怨苑援
张 厚 江援 圆园园缘援 城 市 树 木 生 长 质 量 的 检 测援 林 业 科 学袁
源员渊远冤院 员怨愿 原 圆园园援
赵广杰袁 则元京袁 张跃年援 员怨怨员援 相变过程中木材自由水的介电驰
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渊责任编辑摇 石红青冤
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