木材の特性


密度と比重

密度は、単位体積の木材の重量または質量であり、比重は密度の比率です。木のそれへの水のそれ。メートル法では、密度と比重は数値的に同じです。たとえば、ダグラスファーの木の平均密度は1 ccあたり0.45グラムで、1ccの水は1グラムの重さであるため比重は0.45です。 (単位体積あたりの重量として表される、1 ccあたり1グラムは1立方フィートあたり約62.4ポンドです。)

木材は吸湿性であるため、木材の密度の決定は他の材料よりも困難です(吸湿性のセクションを参照)。 );その重量と体積の両方が水分含有量に大きく影響されます。同等の数値を得るために、重量と体積は指定された水分含有量で決定されます。標準は、オーブン乾燥重量(実質的にゼロの水分含有量)とオーブン乾燥または緑色の体積(緑色は繊維飽和点を超える水分含有量を指し、平均して約30パーセント)です。空気乾燥の重量と体積、またはグリーンウッドの重量と体積に基づく密度の表現など、他の密度の表現は、出荷用の木材と同様に実用上重要ですが、正確ではありません。

与えられた体積の木材の質量は密度によって決定されます。密度は、オーブン乾燥重量をオーブン乾燥またはグリーンの体積で割ることによって得られます。オーブンの乾燥量は、木材の吸湿性のため、少なくとも水に浸すことによって決定することは困難です。オーブンで乾燥させたサンプルは、水に浸す前に、まず高温の溶融パラフィンに浸して薄い保護コーティングを構築します。小さな木材サンプルでは、水の代わりに水銀が使用されることがあります。特別な装置(Breuilボリューム)が利用可能です。形状が規則的な試験片の場合、体積はその寸法に基づいて計算できます。さらに、密度の直接測定には放射線法が使用されます。

成長リングの幅(厚さ)と晩材の割合を観察することで、木材のサンプルの密度を視覚的に評価できます。一般に、晩材は、セル壁が厚く、セルの空洞が小さいため、早材よりも密度が高く、リング幅が大きくなると、針葉樹ではその割合が減少し、リング多孔質広葉樹ではその割合が増加します。したがって、リングの幅が広いほど、針葉樹では密度が低く、リング多孔質広葉樹では密度が高いことを示します。拡散多孔質広葉樹では、晩材は明確に区別できず、リング幅は密度を示すものではありません。

温帯材の密度は1ccあたり約0.3〜0.9グラムですが、世界中の範囲はおよそccあたり0.2から1.2グラム。樹種間または同じ樹種のサンプル間の違いは、木材物質と空隙容量の比率の違い、および抽出物の含有量によるものです。木質物質の密度は1ccあたり約1.5グラムであり、種間でこの値に実質的な違いはありません。

*風乾状態(含水率12〜15%)の標本に基づいています。 ** N =ニュートン(約0.22ポンド); kN = 1,000ニュートン出典:George Tsoumis、Science and Technology of Wood(1991)から引用。

密度は、木材が保持できる水分の量、その収縮と膨張、およびその機械的特性とその他の特性に影響を与えます。一般に、密度は透明な木材、つまり欠陥のない木材の品質の尺度です。

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