四川蓝桉幼龄材主要材性及其变异规律研究

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本文以四川产5年生蓝桉幼龄材为研究对象,通过离析法和永久切片法测试分析了其导管形态、纤维形态及变异规律;参照木材物理力学性质测试国家标准测定了其主要物理力学性质。其结果如下:(1)导管长度、宽度(径向直径)、长宽比、弦向直径均值分别为410.13 μm,141.24 μm,2.90,89.25μm。导管长度、导管宽度、导管弦向直径径向变异规律一致,都从髓心向外逐渐增大,而且第3生长轮增幅最大。导管长度和导管宽度轴向变异规律为从基部开始随树高增加而增大,到6 m处达到最大值,随后减小。导管长宽比呈现出与导管长度相反的变异情况,即从基部开始随树高增加而减小,到6 m处达到最小值,随后又呈逐渐增加趋势。5个生长轮导管长度径向内部的轴向变异规律相似,从基部到树高2m逐渐增大,2m以上随着树干高度的增加呈现逐渐减小趋势(仅在树高6m处出现异常)。5个生长轮导管宽度径向内部的轴向变异规律相似,从基部到树高6m逐渐增大,6m以上随着树干高度的增加呈现逐渐减小趋势。导管长宽比径向内部的轴向变异规律性不明显。方差分析结果表明,导管长度、导管宽度、弦向直径在不同生长轮之间差异极显著。相关分析表明,导管长度、导管宽度与生长轮相关关系显著,导管长度与树干高度相关性显著,导管宽度、长宽比与高度呈负相关,但是相关性不显著。采用二次函数曲线对导管长度(y)与高度(x)进行拟合,得到方程:y=-0.457 5x2+4.703 1x+403.47,R2=0.8886。(2)纤维长度、纤维宽度、长宽比、壁厚、腔径、壁腔比均值分别为910.27 μm,17.79 μm,50.85,3.47 μm,10.48 μm,0.67。纤维形态(除纤维壁厚和壁腔比)径向变异规律一致,都从髓心向外呈增加趋势,而纤维壁厚和壁腔比从髓心向外呈减小规律。轴向变异规律较为复杂,纤维长度规律性较强,随树高增加呈先增后减的变异规律,其他指标变异规律不明显。5个生长轮纤维长度径向内部的轴向变异规律相似,从基部到树高2m逐渐增大,2m以上随着树干高度的增加逐渐减小。第1生长轮纤维宽度径向内部的轴向变异从基部到6m逐渐增大,6m以上随着树干高度的增加逐渐减小。各生长轮纤维长宽比、纤维壁厚、纤维腔径、纤维壁腔比径向内部的轴向变异规律不一致。方差分析表明,不同生长轮间纤维长度、纤维壁腔比差异极显著(P<0.01),纤维宽度、纤维长宽比、纤维壁厚、纤维腔径差异不显著(P>0.05)。不同高度间纤维长度、纤维宽度、纤维长宽比、纤维壁厚、纤维腔径、纤维壁腔比差异均达到极显著水平(P<0.01)。相关性分析结果显示,纤维长度、长宽比与高度相关关系极显著;壁腔比与高度相关关系显著;纤维宽度、壁厚、腔径与高度相关性不显著。纤维长度(y1)、长宽比(y2)与高度(x)回归方程分别为:y1=-0.5051x2-4.3707x+930.66,R2=0.8566;y2=-0.0116x2-0.3217x+52.68,R2=0.5789.(3)气干径向、弦向、体积干缩率分别为2.38%,4.01%,6.75%;全干径向、弦向、体积干缩率分别为3.71%,5.75%,9.14%;气干密度、绝干密度和基本密度分别为0.41,0.46,0.38 g/cm3。气干密度、绝干密度和基本密度在径向上均呈现出先减小后增大的变异规律,而在在轴向上,从基部到2m处基本保持不变,到4m处下降到最小,且下降幅度较大,4m以上随着树高增加而增加。气干密度、绝干密度和基本密度径向内部的轴向变异规律相似,基部到2m处变异规律不明显,2m以上各生长轮的变异规律相似,即随着树干高度的增加基本密度降低,在4m或者6m达到最低值,随后又逐渐增加。气干密度与基本密度有极显著的相关关系,其回归方程为:y=1.2531x-0.0118,R2=0.9464;全干密度与基本密度有显著的相关关系其回归方程为:y=1.2833x-0.068,R2=0.9671。(4)木材顺纹抗压强度为24.80MPa,抗弯强度为58.26MPa,抗弯弹性模量为6444.24MPa,顺纹抗剪强度为2.31MPa,端面、径面和弦面硬度平均值分别为3.10,2.20,1.96 kN,综合强度为83.06MPa,综合强度较小。相关性分析表明,各项力学指标均与基本密度显著或极显著相关,抗剪强度与基本密度呈显著的负相关关系;各项力学指标间,除顺纹抗剪强度外其余力学指标间相关性显著或极显著;顺纹抗剪强度与抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度、端面硬度、径面硬度相关性不显著。
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