木材中水分移動的機(jī)理
①依靠毛細(xì)管張力的毛細(xì)管水移動
基于毛細(xì)管中彎液面的表面張力差而進(jìn)行的。在毛細(xì)管系統(tǒng)中,細(xì)的毛細(xì)管則從粗的毛細(xì)管中吸取水分。
②靠擴(kuò)散進(jìn)行的水蒸汽的移動
只能在木材內(nèi)充滿空氣的孔隙內(nèi)進(jìn)行。濕木材空隙內(nèi)擴(kuò)散的水蒸氣從潤濕的空隙壁的蒸汽壓高的一側(cè)蒸發(fā),在空隙內(nèi)移動,又重新在蒸汽壓低的一側(cè)凝結(jié)成水。
③靠表面擴(kuò)散進(jìn)行的結(jié)合水的移動
吸附于木材中的結(jié)合水得到能量時,可從吸附表面解吸,而產(chǎn)生移動;如果得到的能量不足以*解吸時,則發(fā)生結(jié)合水沿著吸附面滑移的現(xiàn)象。這種分子由于濃度梯度或溫度梯度的作用,向著規(guī)定的橫向滑移,稱為表面擴(kuò)散。這種被活化了的表面擴(kuò)散,對于在纖維飽和點以下木材的水分移動是一個主要因素。
影響木材水分移動的因子
木材中水分移動途徑的相對效率隨著木材樹種、密度、構(gòu)造特征、含水率及溫度的變化而變化。
①木材的樹種
不同樹種木材有不同的構(gòu)造,其紋孔大小與數(shù)量,及紋孔膜上微孔的大小都有很大差異。
散孔闊葉樹材和針葉樹材的水分移動隨著密度的增加而減小環(huán)孔材的密度對水分的移動不會有很大的影響。
②木材的部位
由于心材中的紋孔多是閉塞的,所以心材的水分移動總是比邊材小。
③水分的移動方向
順纖維方向水分移動為橫纖維方向的10-20倍;由于木射線影響,橫纖維方向徑向水分移動為比弦向水分移動的15-20%
④木材含水率
木材干縮和濕脹過程中,細(xì)胞腔內(nèi)徑幾乎保持不變只是細(xì)胞壁厚度有變化,干縮會引起紋孔膜上微孔的擴(kuò)大。當(dāng)含水率降低時,水分以液態(tài)在毛細(xì)管張力作用下沿著微毛細(xì)管移動的效率會減低,水分以汽態(tài)沿相鄰細(xì)胞腔、紋孔腔及紋孔膜微孔組成的大毛細(xì)管向木材表面擴(kuò)散的效率增加。
木材含水率從5%變化到纖維飽和點時,木材水分移動沒有明顯的變化。
⑤溫度
溫度升高可提高水蒸氣擴(kuò)散強(qiáng)度和降低液態(tài)水粘度在木材中沿移動途徑的水分移動均隨溫度升高而急劇地增加。與環(huán)孔闊葉樹材相比,散孔闊葉樹材和針葉樹材的水分移動會隨著溫度的升高而增加地更加劇烈。