羅 浩,齊錦秋,謝九龍,吳秉嶺,黃興彥
(四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,四川 雅安 625014)
?
四川藍(lán)桉幼齡材物理力學(xué)性質(zhì)研究
羅浩,齊錦秋,謝九龍,吳秉嶺,黃興彥
(四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,四川 雅安 625014)
[摘要]【目的】 分析四川產(chǎn)藍(lán)桉幼齡材的物理力學(xué)性質(zhì)及密度變異規(guī)律,為提高其利用效率、擴(kuò)展其利用方式提供參考?!痉椒ā?參照木材物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),對(duì)5年生藍(lán)桉的物理力學(xué)性質(zhì)(氣干徑向干縮率、弦向干縮率、體積干縮率,全干徑向干縮率、弦向干縮率、體積干縮率,氣干密度、絕干密度和基本密度,順紋抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗彎彈性模量、順紋抗剪強(qiáng)度和端面、徑面和弦面硬度等)進(jìn)行了測(cè)定,并分析了其木材密度變異特性?!窘Y(jié)果】 5年幼齡四川藍(lán)桉用材的氣干徑向、弦向、體積干縮率分別為2.38%,4.01%,6.75%;全干徑向、弦向、體積干縮率分別為3.71%,5.65%,9.14%;氣干密度、全干密度和基本密度分別為0.46,0.41,0.38 g/cm3,3種密度在徑向上均呈現(xiàn)出先減小后增大的變異規(guī)律,而在在軸向上,從基部到2 m處基本保持不變,到4 m處下降到最小,且下降幅度較大,4 m以上隨著樹(shù)高的增加而增加;木材順紋抗壓強(qiáng)度為24.80 MPa,抗彎強(qiáng)度為58.26 MPa,抗彎彈性模量為6 444.24 MPa,順紋抗剪強(qiáng)度為2.31 MPa,端面、徑面和弦面硬度平均值分別為3.10,2.20,1.96 kN。四川藍(lán)桉5年幼齡材的綜合強(qiáng)度為83.06 MPa,綜合強(qiáng)度較小。【結(jié)論】 藍(lán)桉幼齡材物理力學(xué)性質(zhì)較小,密度變異規(guī)律顯著。
[關(guān)鍵詞]藍(lán)桉;幼齡材;物理性質(zhì);力學(xué)性質(zhì);密度變異;四川
藍(lán)桉(EucalyptusglobulusLabill)為桃金娘科桉屬植物,原產(chǎn)澳大利亞,從19世紀(jì)末期開(kāi)始作為觀賞性樹(shù)種引入我國(guó)[1]。從20世紀(jì)50年代以來(lái),藍(lán)桉生長(zhǎng)快、適應(yīng)能力強(qiáng)、產(chǎn)量大、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛認(rèn)可,并逐步在華南和西南地區(qū)推廣開(kāi)來(lái),成為主要栽培樹(shù)種之一,尤其在四川、云南兩省生長(zhǎng)良好[2]。在昆明立地條件較好的地方,10年生藍(lán)桉可達(dá)到20 m高,胸徑30~40 cm[3]。由此,藍(lán)桉在四川和云南得到進(jìn)一步的發(fā)展,至20世紀(jì)70年代形成一定規(guī)模的人工林,且“四旁”栽培也達(dá)到5億株。目前,關(guān)于藍(lán)桉的研究主要集中在造林、栽培、引種馴化、遺傳育種、木材構(gòu)造、化學(xué)成分等方面,并在大量的研究基礎(chǔ)上將其應(yīng)用于紙漿、木片、人造纖維生產(chǎn)[4-6]。木材物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)木材加工處理和利用都具有重要的實(shí)際意義,許多木材加工處理工藝的制定以及用材部門(mén)對(duì)木材的選擇,都有賴于木材物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)定數(shù)據(jù)。另外,隨著人造板行業(yè)的快速發(fā)展,桉樹(shù)類(lèi)速生樹(shù)種均被廣泛應(yīng)用于中密度纖維板、刨花板、細(xì)木工板及單板層積材等的生產(chǎn)。因此,關(guān)于藍(lán)桉物理力學(xué)性質(zhì)和密度變異規(guī)律的研究,對(duì)補(bǔ)充理論基礎(chǔ)、提高利用效率、擴(kuò)展利用方式具有重要的意義。為此,本研究以四川產(chǎn)藍(lán)桉為材料,對(duì)其主要物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究,并分析了其木材密度變異特性,以期為藍(lán)桉材質(zhì)預(yù)測(cè)及其高效加工利用提供科學(xué)的理論指導(dǎo)。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
試驗(yàn)材料采自四川省雅安市雨城區(qū)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng),該區(qū)為四川盆地與青藏高原的結(jié)合過(guò)渡地帶,屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,平均海拔660 m,年平均氣溫16.2 ℃,年平均降水量1 732 mm,年均溫16.2 ℃,無(wú)霜期298 d,年平均日照時(shí)數(shù)1 019 h,土壤以白堊紀(jì)灌口組紫色砂頁(yè)巖風(fēng)化的坡堆積物形成的紫色土為主。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1927-91《木材物理力學(xué)試材采集方法》在藍(lán)桉人工林中選取A、B、C、D、E 5株樣樹(shù),標(biāo)明北向記號(hào)并測(cè)定記錄胸徑、樹(shù)高等,具體情況見(jiàn)表1。自基部伐倒后,剔除枝椏,隨后進(jìn)行樹(shù)干解析,從基部起每隔2 m截取一個(gè)圓盤(pán),并且在1.3 m高處截取1個(gè)圓盤(pán),對(duì)截取的圓盤(pán)進(jìn)行標(biāo)號(hào)并裝袋,將木段和圓盤(pán)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室備用。
表 1 四川藍(lán)桉物理力學(xué)性能測(cè)試材料的基本情況
1.2試驗(yàn)方法
將上述木段運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后,鋸解成板坯,然后放置于實(shí)驗(yàn)室自然干燥。待其達(dá)到平衡含水率后按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1928-2009《木材物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法》進(jìn)行試件加工,并對(duì)氣干徑向干縮率、弦向干縮率、體積干縮率,全干徑向干縮率、弦向干縮率、體積干縮率,氣干密度、全干密度和基本密度,順紋抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗彎彈性模量、順紋抗剪強(qiáng)度和端面、徑面和弦面硬度等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。從不同高度圓盤(pán)上截取試件進(jìn)行密度軸向變異數(shù)據(jù)的測(cè)定,密度徑向上的變異是以1.3 m處圓盤(pán)按生長(zhǎng)輪截取試件來(lái)測(cè)定的。各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)測(cè)試均在深圳瑞格爾萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,每株樣木有效測(cè)定樣本數(shù)均為30個(gè),每個(gè)指標(biāo)試件個(gè)數(shù)共計(jì)150個(gè)。
2結(jié)果與分析
2.1藍(lán)桉木材的主要物理性質(zhì)
2.1.1木材的干縮性木材水分在空氣中逐步蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致其含水率變小,同時(shí)也會(huì)引起體積的縮小,稱(chēng)為干縮。木材之所以干縮,主要是由于當(dāng)木材干燥時(shí),水分向外蒸發(fā),細(xì)胞壁纖絲之間、微纖絲之間和微晶之間的吸著水減少,其間的水層減薄,纖絲、微纖絲、微晶之間彼此靠攏,以致細(xì)胞壁乃至整個(gè)木材的尺寸隨之縮小[7]。由于木材各向的不均勻性,其干縮值也不相同,因干縮不均勻所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會(huì)使木材及其制品發(fā)生干裂、翹曲變形等缺陷,嚴(yán)重影響木材及其制品的使用[8]。木材因樹(shù)種不同,干縮率也不同,一般徑向干縮率在3%~6%,弦向干縮率在6%~12%。從表2可以看出,藍(lán)桉木材氣干徑向、弦向、體積干縮率分別為2.38%,4.01%,6.75%;全干徑向、弦向、體積干縮率分別為 3.71%,5.65%,9.14%,差異干縮(弦向干縮與徑向干縮之比)為1.41~1.80,使用時(shí)具有不易產(chǎn)生瓦彎變形和開(kāi)裂等優(yōu)點(diǎn)。藍(lán)桉氣干干縮率小于同屬的巨桉[9]、尾葉桉[10]、尾巨桉[11],表明藍(lán)桉尺寸穩(wěn)定性較好,在作為用材時(shí)具有變形小的優(yōu)點(diǎn)。
2.1.2木材密度木材密度是眾多性狀中至關(guān)重要的一個(gè)指標(biāo),直接影響著木材的抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等力學(xué)指標(biāo)[12]。一般認(rèn)為,木材作為稱(chēng)重結(jié)構(gòu)材料,它的主要品質(zhì)取決于木材密度[13],也是木材作為人造板原料必須考慮的重要指標(biāo)[14]。從表2可以看出,藍(lán)桉基本密度為0.38 g/cm3,變化范圍0.33~0.42 g/cm3;氣干密度為0.46 g/cm3,變化范圍0.41~0.52 g/cm3;全干密度為0.41 g/cm3,變化范圍0.36~0.47 g/cm3;根據(jù)《木材材性分級(jí)規(guī)定》[15],屬于小密度木材。藍(lán)桉基本密度、氣干密度、全干密度均小于同屬的柳桉、檸檬桉和巨桉,其相差幅度最高達(dá)到50%左右。有關(guān)研究認(rèn)為,一般用于生產(chǎn)纖維板和紙漿的木材氣干密度以0.4~0.6 g/cm3較好[16]。所以,5年生藍(lán)桉人工林不僅胸徑已經(jīng)接近20 cm,而且從密度角度來(lái)講其還是較好的纖維板生產(chǎn)和紙漿原料用材。
表 2 藍(lán)桉木材主要物理性質(zhì)及變異統(tǒng)計(jì)
2.1.3密度變異規(guī)律(1)徑向變異。一般認(rèn)為,藍(lán)桉密度的徑向變異規(guī)律為:從髓心到樹(shù)皮木材密度逐漸增大,不過(guò)也存在過(guò)渡區(qū)的密度高于靠近髓心和靠近樹(shù)皮部位的現(xiàn)象,而Geoffrey等[17]總結(jié)大量研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),在速生材中,木材密度沿徑向隨著離髓心距離的增大而減小。Panshin等[18]在總結(jié)大量變異規(guī)律的基礎(chǔ)上,將密度徑向變異劃分為3種類(lèi)型:Ⅰ為自髓心向外,密度遞增;Ⅱ?yàn)樽运栊南蛲?,密度最初遞減,然后向外層逐漸增加;Ⅲ為髓心附近密度高于樹(shù)皮附近密度,密度自髓心到樹(shù)皮以直線或曲線形式降低。從圖1可以看出,藍(lán)桉木材密度在徑向上的變異規(guī)律表現(xiàn)為:從髓心到樹(shù)皮先降低再上升,即基本密度、氣干密度、全干密度在1~3年樹(shù)齡之間呈減小趨勢(shì),3~5年樹(shù)齡之間呈現(xiàn)增加趨勢(shì),屬于PanshinⅡ型變異模式,而且基本密度、氣干密度和全干密度變異規(guī)律表現(xiàn)出較強(qiáng)的一致性。這與尾葉桉[19]、油松[20]基本密度的徑向變異規(guī)律是一致的,但是與Geoffrey等[17]的研究結(jié)果不相符。一般認(rèn)為,木材的基本密度與林木生長(zhǎng)程度有密切關(guān)系,生長(zhǎng)速度越快,木材密度越小,反過(guò)來(lái)木材密度越大,生長(zhǎng)速度就越慢[21]。這是因?yàn)樯L(zhǎng)率高,輸導(dǎo)組織空隙較大,以致木材質(zhì)地較為疏松,木材密度相應(yīng)地就比較小,隨著樹(shù)齡增大,生長(zhǎng)率降低,這時(shí)形成的木材細(xì)胞分子粗、長(zhǎng)且壁厚,質(zhì)地致密,老的干材部分填充物增加,木材密度增大[4]。藍(lán)桉密度在第3年達(dá)到最小,其原因有可能是在栽植后第3年起其生長(zhǎng)速率達(dá)到最快而導(dǎo)致木材密度最小,還有可能是髓心附近的第一、第二生長(zhǎng)輪相比第三生長(zhǎng)輪生長(zhǎng)速率更低,但是擁有較高含量的浸提物等原因而呈現(xiàn)出靠近髓心部分木材密度高于第3年,髓心附近木材密度高可能是應(yīng)力木存在,浸提物含量、管胞徑向和弦向直徑、管胞胞壁厚度等因子共同作用的結(jié)果[20]。
圖 1 藍(lán)桉木材密度的徑向變異規(guī)律
(2) 軸向變異。日本學(xué)者渡道治人[22]研究認(rèn)為,沿著樹(shù)干方向,樹(shù)干橫截面密度變化趨勢(shì)有3種:Ⅰ.從下向上密度逐漸變大;Ⅱ.從下向上密度逐漸變?。虎?從下向上密度逐漸變小,中間大致不變,而上部又逐漸變大。從圖2可以看出,藍(lán)桉基本密度在軸向的變異規(guī)律表現(xiàn)為:從基部到2 m處基本保持不變;從2 m到4 m減小,減小幅度頗為明顯;4 m以后,隨著高度的增加基本密度呈逐漸增加趨勢(shì),并且逐漸趨于穩(wěn)定。氣干密度與全干密度在軸向上的變異規(guī)律和基本密度表現(xiàn)出較強(qiáng)的一致性,較大的區(qū)別在于高度達(dá)12 m以上,基本密度趨于穩(wěn)定,而氣干密度和全干密度還呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)??傮w而言,基本密度、氣干密度和基本密度均在4 m高度處出現(xiàn)極小值,在軸向上的變異規(guī)律為從下往上先減小,然后有個(gè)小范圍的不變過(guò)渡,緊接著隨著樹(shù)高的增高而增加,并逐漸趨于穩(wěn)定。這與渡道治人[22]所歸納的密度在軸向的變異規(guī)律Ⅲ吻合,還與Callister[23]和Raymond等[24]以澳大利亞產(chǎn)藍(lán)桉為材料得出的變異規(guī)律一致。
2.2藍(lán)桉木材的主要力學(xué)性質(zhì)
木材力學(xué)性質(zhì)是度量木材抵抗外力的能力,是結(jié)構(gòu)用材的主要材性指標(biāo),也是木材合理利用的一個(gè)重要依據(jù)。藍(lán)桉木材的主要力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表3。
表 3 藍(lán)桉木材主要力學(xué)性質(zhì)及變異統(tǒng)計(jì)
注:同列數(shù)據(jù)后標(biāo)不同大寫(xiě)字母和小寫(xiě)字母分別代表在P<0.01、P<0.05水平差異顯著。
Note:Capital and small letters in each column represent significant difference atP<0.01 andP<0.05,respectively.
從表3可知,5年生藍(lán)桉順紋抗壓強(qiáng)度為24.80 MPa,抗彎彈性模量為6 444.24 MPa,抗彎強(qiáng)度為58.26 MPa,順紋抗剪強(qiáng)度為2.31 MPa,端面、徑面、弦面的硬度分別為3.10,2.20,1.96 kN。而且方差分析表明,端面硬度極顯著大于徑面(P<0.01),徑面硬度極顯著大于弦面(P<0.01)。在所測(cè)指標(biāo)中,木材順紋抗壓強(qiáng)度指平行于木材纖維方向,對(duì)試件全部加壓面施加載荷時(shí)的強(qiáng)度,是木材作為結(jié)構(gòu)和建筑材料中至關(guān)重要的力學(xué)性質(zhì)[25],其大小是選擇作為坑木、支柱、樁木及輪輻等類(lèi)似應(yīng)用的重要依據(jù)[26],但是我國(guó)木材的順紋抗壓強(qiáng)度平均值為45 MPa,高于本研究中藍(lán)桉的平均值,所以,在選擇支柱等承重構(gòu)件時(shí)不建議考慮5年生藍(lán)桉。木材抗彎強(qiáng)度和抗彎彈性模量是木材最重要的力學(xué)指標(biāo),常用來(lái)推測(cè)木材的容許應(yīng)力和計(jì)算構(gòu)件在荷載下的變形,說(shuō)明5年生藍(lán)桉比例極限內(nèi)抵抗彎曲變形的能力較弱。5年生藍(lán)桉綜合強(qiáng)度為83.06 MPa,根據(jù)《木材物理力學(xué)性質(zhì)分級(jí)表》[27],屬于低水平范圍。這是因?yàn)?年生的藍(lán)桉處于幼齡階段,形成層細(xì)胞為了滿足植株高生長(zhǎng)和直徑生長(zhǎng)的要求,分裂速度較快,發(fā)育的細(xì)胞腔大壁薄;細(xì)胞壁的物質(zhì)積累速度相對(duì)較慢,加上較高比例的木質(zhì)素和高聚糖,就導(dǎo)致木材密度和力學(xué)強(qiáng)度較小。所以,5年生藍(lán)桉力學(xué)強(qiáng)度較小,在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中應(yīng)充分考慮其能否滿足需要,避免因力學(xué)強(qiáng)度不滿足而造成的相關(guān)損失。
2.3藍(lán)桉基本密度與主要力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性
藍(lán)桉基本密度和主要力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可以看出,各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)均與基本密度顯著或極顯著相關(guān),其中順紋抗剪強(qiáng)度與基本密度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,其余力學(xué)指標(biāo)與基本密度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)間,除順紋抗剪強(qiáng)度外,其余力學(xué)指標(biāo)間相關(guān)性顯著或極顯著;順紋抗剪強(qiáng)度與抗彎彈性模量、抗彎強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度、端面硬度、徑面硬度相關(guān)性不顯著。
表 4 藍(lán)桉基本密度與主要力學(xué)性質(zhì)相關(guān)性
注:*、**分別代表在P<0.05、P<0.01水平顯著相關(guān)。
Note:* and ** represent significant correlation atP<0.05 andP<0.01,respectively.
3結(jié)論
1)5年生藍(lán)桉相對(duì)含水率和絕對(duì)含水率分別為13.51%,15.63%;藍(lán)桉木材氣干密度、全干密度和基本密度分別為0.46,0.41,0.38 g/cm3;藍(lán)桉木材氣干徑向、弦向、體積干縮率分別為2.38%,4.01%,6.75%。全干徑向、弦向、體積干縮率分別為3.71%,5.65%,9.14%,差異干縮處于1.41~1.80。
2)5年生藍(lán)桉木材密度在徑向上的變異規(guī)律表現(xiàn)為從髓心到樹(shù)皮先降低再上升,軸向的變異規(guī)律表現(xiàn)為從基部到2 m處基本保持不變,從2 m到4 m減小,4 m以后,隨著高度增加基本密度呈逐漸增加趨勢(shì)。
3)5年生藍(lán)桉順紋抗壓強(qiáng)度為24.80 MPa;抗彎強(qiáng)度為58.26 MPa,抗彎彈性模量6 444.24 MPa;順紋抗剪強(qiáng)度為2.31 MPa;木材端面、徑面和弦面硬度平均值分別為3.10,2.20,1.96 kN。方差分析表明,3個(gè)面硬度差異極顯著。5年生藍(lán)桉綜合強(qiáng)度較小,為83.06 MPa。各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)與基本密度的相關(guān)性均達(dá)顯著或極顯著水平。
[參考文獻(xiàn)]
[1]楊民勝,彭彥.中國(guó)桉樹(shù)紙漿材現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) [J].紙和造紙,2006,25(1):17-20.
Yang M S,Peng Y.Current status & developmental trend of Chian’sEucalyptuspulp material [J].Paper and Paper Making,2006,25(1):17-20.(in Chinese)
[2]胡進(jìn)波.人工林尾巨按木材材色、化學(xué)性質(zhì)及其遺傳變異研究 [D].長(zhǎng)沙:中南林業(yè)科技大學(xué),2006.
Hu J B.The Genetic variation of wood color and chemical property for plantationEucalyptusurophylla×Eucalyptusgrandis[D].Changsha:Central South University of Forestry and Technology,2006.(in Chinese)
[3]劉金鳳,李淡清,張必福,等.藍(lán)桉、直桿桉木材密度在家系內(nèi)和株內(nèi)的變異 [J].云南林業(yè)科技,2001,23(01):11-17.
Liu J F,Li D Q,Zhang B F,et al.Wood density variation ofEucalyptusglobulusandE.maideniiwithin family and individual tree [J].Yunnan Forestry Science and Technology,2001,23(1):11-17.(in Chinese)
[4]孫來(lái)鴻,侯彥召.藍(lán)桉APMP制漿及應(yīng)用技術(shù)的現(xiàn)狀與展望 [J].中國(guó)造紙,2002,21(6):59-62.
Sun L H,Hou Y Z.Prospect for the technology of APMP and its application [J].China Pulp & Paper,2002,21(6):59-62.(in Chinese)
[5]李淡清,劉金鳳,張必福.藍(lán)桉、直干桉主要材性和生長(zhǎng)性狀的遺傳參數(shù)和遺傳增益測(cè)算 [J].云南林業(yè)科技,2001,22(2):4-9.
Li D Q,Liu J F,Zhang B F.Genetic parameter and gain estimates of the main wood properties and growth characters ofEucalyptusglobulusandE.maidenii[J].Yunnan Forestry Science and Technology,2001,22(2):4-9.(in Chinese)
[6]姚光裕.幼齡蘭按木材樹(shù)齡和生長(zhǎng)條件對(duì)其化學(xué)組分和硫酸鹽紙漿得率的影響 [J].西南造紙,2002,16(5):10-14.
Yao G Y.Effect of age and growth conditions onEucalyptusglobulusjuvenile wood chemical composition and the yield of kraft pulp [J].Southwest Pulp and Paper,2002,16(5):10-14.(in Chinese)
[7]王琿.構(gòu)樹(shù)生長(zhǎng)與材性的研究 [D].貴陽(yáng):貴州大學(xué),2006.
Wang H.Studies on growth patterns and wood properties of theBroussonetiapapyriferain hypo-forest [D].Guiyang:Guizhou University,2006.(in Chinese)
[8]彭萬(wàn)喜,張仲鳳,陸紹聰.循環(huán)干濕處理對(duì)尾巨桉木材含水率影響的研究 [J].遼寧林業(yè)科技,2007,33(5):5-8.
Peng W X,Zhang Z F,Lu S C.Effects of loop drying and absorbing on wood moisture content ofEucalyptusurograndis[J].Journal of Liaoning Forestry Science & Technology,2007,33(5):5-8.(in Chinese)
[9]王燕高,胡庭興.四川引種巨桉人工林木材物理力學(xué)性質(zhì)的研究 [J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,24(4):405-408.
Wang Y G,Hu T X.Study on wood physical and mechanical properties ofEucalyptusgrandisfromSichuanintroductionplantation [J].Journal of Sichuan Agricultural University,2007,24(4):405-408.(in Chinese)
[10]姜笑梅,葉克林,呂建雄,等.中國(guó)桉樹(shù)和相思人工林木材性質(zhì)與加工利用 [M].北京:科學(xué)出版社,2007.
Jiang X M,Ye K L,Lü J X,et al.Wood properties and processing ofEucalyptusandAcaciaplantation in China [M].Beijing:Science Press,2007.(in Chinese)
[11]覃引鶯.尾巨桉木材主要材性及變異規(guī)律研究 [D].南寧:廣西大學(xué),2011.
Tan Y Y.Study on of main wood properties and their variations pattern ofE.Urophyll×E.Grandis[D].Nanning:Guangxi University,2011.(in Chinese)
[12]宋婉,張志毅,續(xù)九如,等.毛白楊無(wú)性系木材基本密度遺傳變異研究 [J].林業(yè)科學(xué),2006,36(1):125-130.
Song W,Zhang Z Y, Xu J R,et al.Study on inheritance and variation of wood basic density ofPopulustomentosacarr.clones [J].Scientia Silvae Sinicae,2006,36(1):125-130.(in Chinese)
[13]尹思慈.木材品質(zhì)和缺陷 [M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1991.
Yin S C.Wood quality and defect [M].Beijing:Chinese Forestry Press,1991.(in Chinese)
[14]莊奇.濕地松與馬尾松人工林木材物理力學(xué)性質(zhì)的比較研究 [J].中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃,2004,23(4):58-59.
Zhuang Q.Comparative study on physical and mechanical properties ofPinuselliottiiandPinusmassonianawood from plantation [J].Central South Forest Inventory and Planning,2004,23(4):58-59.(in Chinese)
[15]成俊卿,楊家駒,劉鵬.中國(guó)木材志 [M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1992.
Cheng J Q,Yang J J,Liu P.Chinese wood chi [M].Beijing:Chinese Forestry Press,1992.(in Chinese)
[16]梁善慶,羅建舉.人工林米老排木材的物理力學(xué)性質(zhì) [J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2007,27(5):97-100,116.
Liang S Q,Luo J J.Study of physical and mechanical properties of wood fromMytilarialaosensisplantation [J].Journal of Central South University of Forestry& Technology,2007,27(5):97-100,116.(in Chinese)
[17]Geoffrey M D,Carolyn A R,彭彥.桉樹(shù)人工林木材密度的變化 [J].桉樹(shù)科技,1999(1):48-57.
Geoffrey M D,Carolyn A R,Pen Y.Changes in wood density ofEucalyptusplantation trees planted forest wood density [J].Eucalypt Science & Technology,1999(1):48-57.(in Chinese)
[18]Panshin A J,Carl D Z.Textbook of technology [M].4th edition.New York:Hill Book Company,1980:240-281.
[19]羅真付,徐永吉,潘彪,等.施肥處理對(duì)尾葉桉生長(zhǎng)量和木材密度的影響 [J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999,23(5):31-34.
Luo Z F,Xu Y J,Pan B,et al.Effects of fertilization treatments on growth and gravity ofEucalyptusurophylla[J].Journal of Nanjing Forest University,1999,23(5):31-34.(in Chinese)
[20]徐有明.油松木材基本密度的變異 [J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1991,10(3):281-285.
Xu Y M.Specific gravity variation inPinustabulaeformis[J].Journal of Huazhong Agricultural University,1991,10(3): 281-285.(in Chinese)
[21]夏炎,張偉,岳孔.速生楊木材基本密度變異規(guī)律及其與生長(zhǎng)性狀的關(guān)系 [J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,38(8):14-17.
Xia Y,Zhang W,Yue K.Variation patterns and relationship between density and growth properties of fast-growing Poplar [J].Journal of Northeast Forestry University,2010,38(8):14-17.(in Chinese)
[22]渡道治人.木材應(yīng)用基礎(chǔ) [M].張勤麗,烏竹香,王國(guó)超,等譯.上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1986.
Du D Z R.The application base of wood [M].Translated by Zhang Q L,Wu Z X,Wang G C,et al.Shanghai:Shanghai Science and Technology Publishing House,1986.(in Chinese)
[23]Callister A N.How dense is my blue gum? Prediction of whole-tree basic density ofEucalyptusglobulus[J].New Forest,2010,40:153-164.DOI:10.1007/s 11056-010- 9190-3.
[24]Raymond C A,Macdonald A C.Where to shoot your pilodyn: Within tree variation in basic density in plantationEucalyptusglobulusandE.nitensin Tasmania [J].New Forest,1998,15:205-221.
[25]李大綱. 楊樹(shù)新無(wú)性系木材物理力學(xué)性質(zhì)的研究 [J].江蘇林業(yè)科技,2001,28(4):10-13.
Li D G.Study on physical and mechanical properties of new clones ofPoplar[J].Journal of Jiangsu Forestry Science &Technology,2001,28(4):10-13.(in Chinese)
[26]潘彪,翟勝丞,蔡家斌,等.鞭茜草木的木材物理力學(xué)性質(zhì) [J].林業(yè)科技開(kāi)發(fā),2009,23(5):55-57.
Pan B,Zhai S C,Cai J B,et al.A Study on the physical and mechanical properties ofMastixiodendronpachyclado[J].China Forestry Science and Technology,2009,23(5):55-57.(in Chinese)
[27]中國(guó)林業(yè)科學(xué)院木材工業(yè)研究所.中國(guó)主要樹(shù)種的物理力學(xué)性質(zhì) [M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1982.
China Academy of Forestry Sciences Research Institute of Wood Industry.Physical and mechanical properties of China’s major tree species [M].Beijing:Chinese Forestry Press,1982.(in Chinese)
Physical-mechanical properties ofEucalyptusglobulusjuvenile wood from Sichuan
LUO Hao,QI Jin-qiu,XIE Jiu-long,WU Bing-ling,HUANG Xing-yan
(CollegeofForestry,SichuanAgriculturalUniversity,Ya’an,Sichuan625014,China)
Abstract:【Objective】 This study analyzed physical and mechanical properties and variation in density of Eucalyptus globulus from Sichuan to provide reference for improving efficiency and expanding use patterns.【Method】 The physical-mechanical properties (radial air-dried shrinkage,tangential air-dried shrinkage,volume air-dried shrinkage,radial over-dried shrinkage ratio,tangential over-dried shrinkage ratio,volume over-dried shrinkage ratio,air-dried density,dried density,basic density,compressive strength parallel to grain,bend elastic modulus,compressive strength,shear strength parallel to grain,end section hardness,radial section hardness,and tangential section hardness) of 5-year-old Eucalyptus globulus were tested based on National Standards and the variation in density was analyzed.【Result】 The air-dried shrinkages of radial,tangential and volume were 2.38%,4.01%,and 6.75%.The over-dried shrinkages were 3.71%,5.65%,and 9.14%,respectively.The air-dried density,dried density and basic density were 0.46,0.41,and 0.38 g/cm3 and all three densities showed similar variation of first decrease followed by increase from pith to bark.In the axial direction,they were unchanged from the base to 2 m and dropped to the smallest at 4 m height before increasing as the increase of stem height above 4 m.The compressive strength parallel to grain was 24.80 MPa,the bending strength was 58.26 MPa,the bending elastic modulus was 6 444.24 MPa,and the shear strength parallel to grain was 2.31 MPa.The hardnesses in end,radial and tangential sections were 3.10 kN,2.20 kN,and 1.96 kN,respectively.The composite strength of Sichuan 5-year-old Eucalyptus globulus was 83.06 MPa,belonging to low level.【Conclusion】 Eucalyptus globulus juvenile wood had low physical and mechanical properties and significant density variation.
Key words:Eucalyptus globulus;juvenile wood;physical properties;mechanical properties;density variation; Sichuan
DOI:網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2016-01-0810:2210.13207/j.cnki.jnwafu.2016.02.013
[收稿日期]2014-06-13
[基金項(xiàng)目]四川省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目“木材工業(yè)與家具工程”
[作者簡(jiǎn)介]羅浩(1989-),男,四川威遠(yuǎn)人,在讀碩士,主要從事木材材性研究。E-mail:sumiorbo@163.com[通信作者]齊錦秋(1972-),女,遼寧阜新人,副教授,博士,主要從事木/竹材材性研究。E-mail:qijinqiu2005@aliyun.com
[中圖分類(lèi)號(hào)]S792.39
[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A
[文章編號(hào)]1671-9387(2016)02-0090-07