木材小知識 / Wood knowledge
木材內部的水分(含水率)會超過100%嗎?

木材在工程應用上,經常在木作設施驗收時,被要求進行含水率的檢測是否符合設計上的需求以下。

 

根據過去的現場經驗,高含水率木材在完工後,因乾燥而水分開始降低,木材隨之發生劈裂及變形等乾燥缺點,形成木作設施外觀上之缺陷,進而腐朽菌及蟲蟻入侵,造成木材劣化縮短木作設施之使用期。因此建議木材之含水率水準要依使用環境而定,在台灣地區木材的平衡含水率在15±4%左右,常採用之木材含水率在19%以下。

 

在木材工程應用時,常考慮到木材的強度特性及耐久性,最常運用的設計概念即是訂定較高密度或比重之要求。同一樹種的木材製品常可見及有高低不同的密度差異,因此為符合密度要求,常以高含水率木材計算密度,透過高比例的水分增加木材的重量。

 

木材含水率的計算是木材內部的水分與木材完全乾燥的材質重(絕乾重)的比值,在實際測試方法上,則是木材樣本乾燥前與完全乾燥後的差值是木材內部的水分重,因此並無是否會低於或高於100%的考量。

 

當木材的纖維壁體是充滿水分狀態下,稱為纖維飽和點,其含水率大致在28~30%,視不同樹種而定,超過纖維飽和點以上時,水分會存在於纖維、管胞、導管等組織之空腔,在此狀態下測定的木材密度其實是生材密度,不再是氣乾密度。一般而言密度較高之材種,其組織空腔少所能吸存的水分較少,其生材密度不至於過高,常見者介於40~70%;密度較低之材種,具有大量細胞空腔可以吸存較多的水分,因此會大幅增加所測定的含水率。例如在日本有進行高含水率柳杉木的超音波傳遞速度試驗,其含水率可達170%,在台灣也有在柳杉含水率30~238%狀態下進行類似的試驗。

 

值得注意的是當想要將木材含水率提高,藉以加大木材密度的數值時,該木材的強度必定下降,繼而造成強度不足而不符驗收要求的結果,同時所完成的木作設施也相繼會發生乾燥劈裂及變形的缺點。因此在設計要求上宜註明木材密度是指氣乾密度避免被生材密度混淆,或是同時訂定木材氣乾密度與強度的要求較為妥當。

 

當要客觀的判斷木材密度是否符合設計需求時,其表示方法則是指該檢測當時含水率狀態下的木材密度。

 

文章提供:葉民權教授



 

Visit counter For Websites
TOP