12种实木地板尺寸稳定性初探

广东林业科技２０１３年第２９卷第１期　５ｌ　１　２种实木地板尺寸稳定性初探　叶春香　崔启鹏　姜俊　王杨　李小科　（浙江省木业产品质量检测中心南浔检测所浙江湖州３１３００９）　摘要文章对ｌ２种常用实木地板的尺寸稳定性进行研究，结果表明，柚木的尺寸稳定性最好，收缩率为　０．３３％，膨胀率为０．１％；水曲柳、桦木、纤皮玉蕊尺寸稳定性较差，收缩率均大于２．２４％，膨胀率均大于　０．３５％；其余的８种地板稳定性相差不大，收缩率为１．０９％一１．７１％，膨胀率为０．１６％一０．２３％。成品实木　地板尺寸变化较小且缓慢，在使用时做好水分处理就可以避免其严重变形。　关键词　实木地板树种稳定性　中图分类号：￥７８１．６２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—４４２７（２０１３）Ｏ１—００５１—０４　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　１　２　Ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄ　Ｗｏｏｄ　Ｆｌｏｏｒｉｎｇ　Ｙｅ　Ｃｈｕｎｘｉａｎｇ　Ｃｕｉ　Ｑｉｐｅｎｇ　Ｊｉａｎｇ　Ｊｕｎ　Ｗａｎｇ　Ｙａｎｇ　Ｌｉ　Ｘｉａｏｋｅ　（Ｎａｎｘｕｎ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｗｏｏｄｅｎ　Ｐｒｏｄｕｃｔ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈｕｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，３　１３００９）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　１　２　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ　ｗｏｏｄ　ｆｌｏｏｒｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｏｎ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ　ｒｅ．　ｓｕｈｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　Ｔｅｃｔｏｎａ　ｇｒａｎｄｉｓ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｉｎ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ．ｗｈｉｃｈ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　ｗａｓ　０．３３％ａｎｄ　ｅｘｐａｎ—　ｓｉｖｉｔｙ　ｗａｓ　０．１％；Ｆｒａｘｉｎｕｓ　ｍａｎｄｓｃｈｕｒｉｃａ，Ｂｅｔｕｌａ　ｓｐｐ．ａｎｄ　Ｃｏｕｒａｔａｒｉ　ｓｐｐ．ｗｅｒｅ　ｐｏｏｒ　ｉｎ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ，　ｗｈｉｃｈ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　ｗａｓ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　２．２％ａｎｄ　ｅｘｐａｎｓｉｖｉｔｙ　ｗａｓ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　０．３５％．ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　８　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ　ｗｏｏｄ　ｆｌｏｏｒ－　ｉｎｇ　ｈａｄ　ｎｏ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｎ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　ｗａｓ　１．０９％～１．７　ｌ％，ａｎｄ　ｅｘｐａｎｓｉｖ—　ｉｔｙ　ｗａｓ　０．１６％～０．２３％．Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ　ｗｏｏｄ　ｆｌｏｏｒｉｎｇ　ｃｈａｎｇｅｄ　ｓｌｏｗｌｙ．Ｓｅｒｉｏｕｓ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｗｏｕｌｄ　ｂｅ　ａｖｏｉｄａｂｌｅ　ｂｙ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｂｅ￣ｒｅ　ｕｓｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｓｏｌｉｄ　ｗｏｏｄ　ｆｌｏｏｒｉｎｇ，ｔｈｒｅｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ，ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　实木地板作为一种优质的地面铺装材料受到了人们的广泛喜爱，但如果使用不当常会引起宽度方向的　拱起或者产生收缩缝。由于木材随着外界温湿度的变化会蒸发或吸收水分，产生干缩或湿胀，导致木材尺寸　的不稳定，使木材产生内应力，发生翘曲、变形和开裂…。实木地板虽然是使用已经干燥过的木材，但同样　也会受大气中温湿度变化的影响，吸湿而膨胀，解湿而收缩。在温度和湿度变化的大气环境中，能够保持其　原有的尺寸和形状的性能，称为尺寸稳定性　Ｊ。目前，国内外研究主要集中在表面未经处理的板材尺寸稳　定性方面，而实木地板是表面经过油漆处理的实木成品，如地板块之间通过榫槽连接，其吸湿性能与表面未　经处理的地板素板有所差别　］。市场上常见不同树种的实木地板，其尺寸稳定性相关数据很少，地板在安　装时拼装离缝的留取，只能依靠安装人员的经验，为Ｅｔ后使用留下隐患。因此，本文参照林业行业标准ＬＹ／Ｔ　１７００－－２００７（（地采暖用木质地板》　中收缩率、膨胀率的试验方法，对１２种实木地板的尺寸稳定性进行研　究，研究结果对企业和消费者合理选用树种具有重要指导作用。　干燥后的木材，其体积收缩膨胀率比干燥前要小，但是在受长时间温湿度变化影响后，会吸湿膨胀、解湿　收缩，所以实木地板在长期使用过程中会出现挤裂，产生收缩缝。依据木材学中木材的干湿理论　，木材干　缩与含水率的关系呈曲线关系（如图１中曲线１）；在实际应用中，二者的关系可近视为直线关系（如图１中　基金／项目：浙江省湖州市科技攻关计划项目（２０１２ＧＧ２５），浙江省质监系统科研项目（２０１２０２４５）。　第一作者简介：叶春香（１９７６－），本科，工程师，Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｅｃｘ０８＠１６３．ｃｏｎ。　５２　叶春香等：　１２种实木地板尺寸稳定性初探　直线２）；在实际生产中，木材尺寸大，含水率分布不均匀，存在干缩应力，其干缩值比含水率分布均匀的小试　样的值小（如图１中曲线３）。结合图１，本文从树种的角度出发，测量不同树种成品实木地板的收缩率和膨　胀率。　一一－　－　鼷蝗茁　瓣霉长，　譬《ａ堂司；错圭蓐　舔簟错　奄＊　：　纤雏饱和点食水率　—　媾箸　瓣霉长　食农皋　图１　木材尺寸与含水率关系图　１试验材料与方法　１．１试验材料　试验材料是浙江省湖州市南浔区１Ｏ家实木地板生产企业提供的ｌ２个树种的实木地板。所有样品均为　油漆饰面，规格尺寸为９１０　ｍｍ×１２２　ｍｍ×１８　ｍｍ。　１２个树种分别为：孪叶苏木（ｔｔｍ￣ｎａｅａ　ｓｐｐ．）、纤皮玉蕊（Ｃｏｕｒａｔａｒｉ　ｓｐｐ．）、二翅豆（Ｄｉｐｔｅｒｙｘ　ｓｐｐ．）、香脂　木豆（Ｍｙｒｏｘｙｌｏｎ　ｓｐｐ．）、圆盘豆（Ｃｙｌｉｃｏｄｉｓｃｕｓ　ｓｐｐ．）、纽墩豆（Ｐｉｐｔａｄｅｎｉａｓｔｒｕｍ　ｓｐｐ．）、格木（Ｅｒｙｔｈｒｏｐｈｌｏｅｕｍ　ｓｐｐ．）、榄仁木（Ｔｅｒｍｉｎａｌｉａ　ｓｐｐ．）、番龙眼（Ｐｏｍｅｔｉａ　ｓｐｐ．）、柚木（Ｔｅｃｔｏｎａ　ｇｒａｎｄｉｓ）、水曲柳（Ｆｒａｘｉｎｕｓ　ｍａｎｄｓｈｕｒｉ—　ｃａ）、桦木（Ｂｅｔｕｌａ　ｓｐｐ．）。　１．２试验仪器　ＳＨ－０１０恒定湿热试验箱：由上海实验仪器有限公司生产；测量范围为温度１０～８５￣Ｃ，相对湿度６０％～　９８％；精度为温度．４－２℃，湿度＋２％～一３％。ＤＧＧ－９１４０Ａ型电热恒温鼓风干燥箱：上海森信实验仪器有限　公司生产；测量范围为５０～３００２２；精度为±１　ｏＣ。ＡＲ２１３０电子天平：奥豪斯国际贸易（上海）有限公司生产；　测量范围为０—２１０　ｇ；精度为０．００１　ｇ。　１．３试验方法　试件先放置于恒温恒湿房（２０±２℃，６５％－４－５％）中处理至质量恒定。然后，按照林业行业标准ＬＹ／Ｔ　１７００－－２００７（地采暖用木质地板》　中规定的试验方法，分别测量收缩率和膨胀率。因为木材的纵缩，即沿　树干方向的干缩率很小，且实木地板在使用过程中也较少发现因地板的长度方向尺寸变化而出现严重的质　量问题，所以本次试验只测量试件宽度方向上膨胀率与收缩率，并依据国家标准ＧＢ／Ｔ　１９２８－－２００９￣木材物　理力学试验方法总则》　，对试验所得数据进行统计分析。试验的有效样本数均为３０个。　２结果与分析　试验结果可知，膨胀率与收缩率指标的准确指数均小于５％，因此测量出的试验数据是准确可靠的（表　１，２）。　２．１　１２种实木地板收缩率比较　１２种实木地板的收缩率见表１，柚木的收缩率最小，平均值为０．３３％；水曲柳、桦木、纤皮玉蕊的收缩率　较大，平均值均大于２．２４％；其余８种实木地板收缩率相差不大，平均值为１．０９％　１．７１％。　２．２　１２种实木地板膨胀率比较　柚木的膨胀率最小，平均值为０．１０％，表明柚木在本次试验中尺寸稳定性最好；水曲柳、桦木、纤皮玉蕊　的膨胀率较大，平均值均大于０．３５％；其余８种实木地板膨胀率相差不大，平均值为０．１６％　０．２３％（表　２）　广东林业科技２０１３年第２９卷第１期　５３　表１　ｌ２种实木地板收缩率均值及变异统计　单位：％　２．３实木地板稳定性分析　２．３．１　内含物对尺寸稳定性的影响从木材内含物来看，树脂性（树胶等）物质和单宁都具疏水性，含量多　者木材的尺寸稳定性好。香脂木豆木材是重硬木材，收缩率为１．６２％、膨胀率０．１６％，即木材具有较好的稳　定性，这是因为该属树木在生长过程中，产生的天然树脂ｂａｌｓａｍｌ　作用的结果。柚木的收缩率和膨胀率都最　小，分别为０．３３％和０．１０％，表明柚木在本次试验中尺寸稳定性最好，主要原因是柚木具有天然油ｔｅｅｈｎｏ—　ｑｕｉｎｉｎｅｓ　８］同时柚木的半纤维素含量少也是尺寸稳定的主要因素。柚木实木地板生产过程中坯板的养生就　是将坯板置于户外阳光下曝晒，并定时在坯板表面洒水，使木材内的油质等物质不断向外分泌，在坯板表面　生成金黄色的氧化层，成为防潮、防蛀、防腐的天然保护层。　２．３．２　密度对尺寸稳定性的影响从木材材性方面来看，木材的密度用以表示木材细胞物质的多少。密度　大的木材刚性比密度小的大，在一定范围内随湿度变化引起的收缩和膨胀也比密度小的木材大。１２种实木　木材密度见表３　９。　。现在市场上常见的两种地板番龙眼和圆盘豆中，番龙眼的稳定性优于圆盘豆，主要是　，因为番龙眼木材的密度低于圆盘豆的。　２．３．３木材的构造对尺寸稳定性的影响从木材的构造来看，实木地板取材于原木，而原木是由许多细胞　组成的，这些不同种类、形状、大小、数量和排列的细胞组合成三维结构植物体。细胞由细胞壁和细胞腔构　成，细胞壁有内中外三层，有很多排列方向不同的纤丝。木材的膨胀缩收归根到底是由于水分渗到微纤丝　间，增加纤丝间的缝隙，进而影响木材尺寸的变化导致木材的尺寸不稳定。干材的吸湿主要是细胞壁变厚，　它与侧壁纹孔的大小、多少和流通管道密切相关。　木材在化学方面主要由纤维素、半纤维素和木素组成，在纤维素和半纤维素分子上存在着大量呈亲水性　５４　叶春香等：　１２种实木地板尺寸稳定性初探　的羟基（．ＯＨ）。由于羟基的作用，木材随着外界温湿度的变化，蒸发或吸收水分，产生干缩或湿胀。木材中　１　２　３　４　５　６　７　ｉ　ｉ般纤维素所占数量虽多，因结晶化抑制了亲水性，其胀缩集中在无定形区域内。半纤维素数量虽少一些，　；ｒ｝ｒ｝ｒ｝一８但其吸湿量几乎为纤维素的两倍，是木材中胀缩的主要成分。木素的最大湿胀量约４％，能在细胞壁中起制　约膨胀的作用。亲水性的碳水化合物（多醣类）吸湿性高，对干材尺寸稳定性不利。　表３　１２种木材密度值　单位：ｇ／ｅｍ　３结论与讨论　３．１在１２种实木地板中，柚木的尺寸稳定性最好，收缩率为０．３３％，膨胀率为０．１０％；水曲柳、桦木、纤皮　玉蕊尺寸稳定性较差，收缩率均超过２．２４％，膨胀率均超过０．３５％，其余８种的稳定性相差不大，收缩率为　１．０９％～１．７１％，膨胀率为０．１６％～０．２３％。　３．２树种是影响实木地板尺寸变化率的重要因素之一。实木地板的尺寸稳定性是多方面因素综合影响的　结果。实木地板在使用过程中，随着周围环境温湿度的变化，其尺寸发生缓慢变化。安装过程中，在做好防　水处理的前提下，选对树种，并参考使用地的温湿度、楼层高度、采光方向、季节等因素预留地板间的拼装离　缝，即可避免实木地板因尺寸变化而产生变形。　参考文献　于红卫，愧敏，文桂峰．提高木材尺寸稳定性的方法［Ｊ］．林业科技，２００２，２７（５）：４３－４５．　杨家驹，杨帆．木材的胀缩［Ｊ］．中国木材，２００１（５）：２０—２３．　丁涛，顾炼百，江宁．高温热处理实木地板的尺寸稳定性［Ｊ］．木材工业，２００８，２２（６）－３７—３９．　国家林业局．ＬＹ／Ｔ　１７００－－２００７地采暖用木质地板［ｓ］．北京：中国标准出版社，２００７．　伊思慈．木材学［Ｍ］．北京：中国林业出版社，１９８５：１２５－１２６．　国家林业局．ＧＢ／Ｔ　１９２８－－２００９木材物理力学试验方法总则［ｓ］．北京：中国标准出版社，２０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