俄罗斯樟子松物理力学性能的测定与分析

李月

摘 要：文章通过试验测定俄罗斯樟子松的密度、含水率、干缩率、顺纹抗压强度、横纹抗压强度、顺纹抗剪强度、抗劈力、抗弯强度、抗弯弹性模量等物理力学指标，并与国内樟子松进行比较发现，弦向气干干缩率、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量均低于国内樟子松，而气干密度和径向气干干缩率大于国内樟子松。

关键词：俄罗斯樟子松；物理力学性能；测定分析

自从国家启动了天保工程和取消木材进口专营权，对木材进口实施零关税以来，俄罗斯樟子松的进口量呈逐年增长态势。俄罗斯樟子松使用范围非常广泛。由于樟子松具有防腐防蛀的特殊功效，因此是装修衣柜、门窗、地板、楼梯踏板、台面板、墙板、天花板的木材首选。此外，用于家具面板、搁板、背板、芯板、方便板、屏风、分隔壁板、柜架条等方面也有很好效果，可以说需用木材的地方就有它发挥的潜力。

1 试验材料

试材取自绥芬河市某家具生产企业从俄罗斯进口的樟子松板材，随机选取纹理通直、节子、松油等缺陷少的樟子松，经锯解气干后，刨削、砂光按照国家标准GB1927-2009《木材物理力学性质实验方法》要求加工制成物理力学试件。

2 试验方法

（1）密度检测。按GB/T 1933-2009木材密度测定方法进行。

（2）含水率。按GB/T 1931-2009 木材含水率测定方法进行。

（3）干缩率。按GB/T 1932-2009 木材干缩性测定方法进行。

（4）顺纹抗压强度。按GB/T1935-2009 木材顺纹抗压强度测定方法进行。

（5）横纹抗压强度。按GB/T1939-2009 木材横纹抗压强度测定方法进行。

（6）顺纹抗剪强度。按GB/T1937-2009 木材顺纹抗剪强度测定方法进行。

（7）抗劈力。按GB/T 1942-2009 木材抗劈力试验方法测定。

（8）抗弯强度。按GB/T 1936.1-2009 木材抗弯强度试验方法测定。

（9）抗弯弹性模量。按GB/T 1936.2-2009 木材抗弯弹性模量测定方法进行。

3 试验结果与讨论

3.1 俄罗斯樟子松的物理性质测定

3.1.1 密度。俄罗斯樟子松木材的基本密度为0.398g/cm3，气干密度为0.460g/cm3，全干密度为0.443g/cm3，近中等密度。基本密度的变化范围0.290g/cm3～0.516g/cm3，气干密度的变化范围0.334g/cm3～0.618g/cm3，全干密度的变化范围0.318g/cm3～0.593g/cm3。基本密度的变异系数为15.32%，气干密度的变异系数为15.20%，大于国标规定的10%的变异系数，说明俄罗斯樟子松密度的变异较大。基本密度的准确指数为4.82%，气干密度的准确指数为4.78%，说明试验结果可信。

3.1.2 含水率。俄罗斯樟子松木材的气干含水率为5.4%，属于中等偏低水平，变化范围为4.60%～8.02%。

3.1.3 干缩率。俄罗斯樟子松木材的气干材的径向、弦向及体积的干缩率为3.50%、4.96%、8.60%；全干材的径向、弦向及体积的干缩率为4.10%、5.59%、9.78%，接近中等。在做俄罗斯樟子松干缩性的试验中，测定气干含水率为3.62%。

3.2 俄罗斯樟子松的力学性能测定

3.2.1 顺纹抗压强度。俄罗斯樟子松木材顺纹抗压强度为45.45MPa。破坏载荷的变化范围15760N～20940N，顺纹抗压强度的变化范围38Mpa～51Mpa。顺纹抗压强度的变异系数为6.75%，远低于国标规定的15%的变异系数，说明俄罗斯樟子松顺纹抗压强度的变异不大。准确指数为2.13%，小于5%，说明试验结果的可靠性较大。

3.2.2 横纹抗压强度。横纹全部抗压比例极限应力4.07MPa，比例极限载荷的变化范围1334N～4800N，比例极限应力的变化范围2.19MPa～6.99MPa；横纹局部抗压比例极限应力7.57MPa，比例极限载荷的变化范围2014N～4595N，比例极限应力的变化范围4.92MPa～11.28MPa。

横纹全部抗压比例极限应力变异系数为32.29%，横纹局部抗压比例极限应力变异系数为21.13%，同国标规定的20%变异系数相比，横纹全部抗压比例极限应力变异系数高于国标的规定；橫纹局部抗压比例极限应力变异系数基本符合国标的规定。表明：俄罗斯樟子松横纹全部抗压比例极限应力的变异大，横纹局部抗压比例极限应力的变异不大。横纹全部抗压比例极限应力的准确指数为10.22%，横纹局部抗压比例极限应力的准确指数为6.44%，说明横纹全部抗压强度的试验结果可靠性不大，横纹局部抗压强度的试验结果比较可靠。

3.2.3 顺纹抗剪强度。俄罗斯樟子松木材顺纹抗剪强度5.9MPa，破坏载荷的变化范围2156N～5030N，抗剪强度的变化范围3.81MPa～8.85MPa。顺纹抗剪强度的变异系数为19.41%，基本符合国标规定的20%的变异系数，说明俄罗斯樟子松顺纹抗剪强度的变异不大。准确指数为6.14%，略大于5%，说明试验结果比较可靠。

3.2.4 抗劈力。俄罗斯樟子松木材抗劈力6.53MPa，属低级。最大载荷的变化范围67N～216N，抗劈力的变化范围3.33N/mm～10.76N/mm。

3.2.5 抗弯强度。俄罗斯樟子松木材的抗弯强度88MPa。破坏载荷的变化范围759N～2386N，抗弯强度的变化范围32MPa～111MPa。抗弯强度的变异系数为16%。稍大于国标规定的15%的变异系数，说明俄罗斯樟子松抗弯强度的变异不大。准确指数为6.53%，略大于5%，说明试验结果比较可靠。

3.2.6 抗弯弹性模量。根据木材力学性质5级划分法，抗弯弹性模量8491MPa，属中级。下限载荷的变化范围342N～816N，上限载荷的变化范围1381N～3294N，弹性模量的变化范围6091MPa～11879MPa。抗弯弹性模量变异系数为19.86%，基本符合国标的规定的20%的变异系数，说明俄罗斯樟子松抗弯弹性模量的变异不大。准确指数为6.28%，略大于5%，说明试验结果比较可靠。

4 结束语

俄罗斯樟子松的弦向试样力学性能包括横纹全部抗压强度、横纹局部抗压强度、抗劈力（除顺纹抗剪强度外）均优于的径向试样力学性能。根据试验数据，将俄罗斯樟子松与国内大兴安岭采集的樟子松试样进行比较得到：俄罗斯樟子松的气干密度和径向气干干缩率大于国内樟子松的气干密度和径向气干干缩率；俄罗斯樟子松的弦向气干干缩率、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量均低于国内樟子松的弦向气干干缩率、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量。

参考文献

[1]李海英.樟子松人工林培育措施和木材品质的关系[D].哈尔滨：东北林业大学（学位论文），2005.

[2]鲍甫成，江泽慧.中国主要人工林树种木材性质[M].北京：中国林业出版社，1998.

[3]国家技术监督局.GB19271943-2009.木材物理力学性质实验方法[S].北京：中国林业出版社，2009.

[4]北京林学院.木材学[M].北京：中国林业出版社，1987

[5]成俊卿.木材学[M].北京：中国林业出版社，1985.