2.5　木材内部水分的移动及影响因子

2.5.1　木材内部水分的移动

木材在干燥过程中，其水分由木材的内部通过木材的表面向外移动。从木材干燥的角度讲，木材只含有两种水分，即自由水和吸着水。木材在由湿变干的过程中，首先蒸发的是自由水，然后排除部分吸着水。因为木材具有一定厚度，在其芯层（内部）与表层（表面层）之间会形成含水率差值，一般把这种现象叫做含水率梯度（或水分梯度）。木材的芯层含水率高，表层的含水率低，含水率梯度促使木材内部的水分向外移动。将一块湿板材放在空气中，表层的自由水先蒸发，当表层的自由水蒸发完毕后，表层的吸着水开始蒸发，表层的含水率降至纤维饱和点以下，此时木材内部的含水率大于表层的含水率，就形成了内高外低的含水率梯度，木材内部的水分压力大于木材外部水分的压力。当木材的含水率处于纤维饱和点以下时，木材内部的水分同时以蒸汽和液体状态沿着以下三种水分传导路径向表层移动。

①微毛细管路径。在毛细管张力的作用下，水分呈液体状态沿着细胞壁的微毛细管系统由内向外移动。

②大毛细管路径。在水蒸气分压差的作用下，水分呈蒸汽状态沿着由相邻的细胞腔等组成的大毛细管系统向木材表面扩散。

③混合路径。水分不断交替地呈液体状态和蒸汽状态，沿着彼此相邻的微毛细管和大毛细管移动或扩散。

2.5.2　影响木材水分传导的因素

纤维饱和点以下木材中水分的移动情况对所有树种都适用。但水分移动或扩散的速度受木材的树种、木材的部位、水分移动方向、木材的温度和木材含水率等因素的影响。

（1）木材的树种

木材的树种有针叶材和阔叶材之分。而阔叶材又有环孔材和散孔材之分。环孔材的水分传导小于散孔材和针叶材，干燥比较困难。柞木属于环孔材，所以它比较难干燥。而环孔材和针叶材随着密度的增大，其水分传导逐渐减小，干燥过程也比较困难。如落叶松属针叶树材，因其密度较大，所以比较难干燥。我国东北地区用于木材加工生产的树种大致有以下几种。

针叶树材：红松，白松（樟子松、云杉等），落叶松。

阔叶树材：椴木，杨木，桦木，核桃楸，黄菠萝，榆木，色木，水曲柳，柞木。

阔叶树材中散孔材有：色木，桦木，椴木，杨木。

阔叶树材中环孔材有：柞木，水曲柳，榆木，黄菠萝。

核桃楸属于阔叶树材中的半散孔材和半环孔材。

（2）木材的部位

木材有边材和芯材之分。距离树皮比较近的为边材，距离原木髓芯比较近的为芯材。边材中的水分移动比芯材的水分移动容易，芯材中传导水分的径路多数被堵塞，水分移动比较困难。所以，一般情况下，边材较芯材易干燥。

（3）水分移动方向

木材里的水分可以顺着纤维方向移动，从木材的两个端头排除，也可以横跨纤维组织的方向移动，从木材的侧面排除。对于大多数木材而言，长度远大于宽度和厚度，这使得木材锯材的侧面积与上下表面积远远大于木材的两个端头的面积。因此，对于木材的锯材干燥起决定作用的是水分从锯材的侧面和上下表面的蒸发情况，这主要依靠横跨纤维方向的水分传导，尤其是沿着锯材厚度（上下表面）方向横跨纤维方向的水分传导。所以，在木材干燥过程中只考虑横纹方向的水分传导。

（4）木材的温度

在木材中，沿着各种水分传导路径的水分移动均随着温度的升高而急剧增大。木材的温度越高，干燥速度越快。

（5）木材含水率

当含水率降低时，微毛细管系统水分传导路径的效率降低，大毛细管系统水分传导路径的效率增高。当含水率升高时，影响不大。根据有关实验，木材含水率从5%变化到纤维饱和点时，木材的水分传导无明显的变化。