園方木業(yè):楊木、桉木、杉木、松木之比較
楊木、桉木、杉木和松木是制作人造板的常用原料,那么這幾種樹(shù)種各有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢?
楊木
楊樹(shù)為落葉喬木,在歐亞及北美洲分布廣泛。從北緯30~72度,垂直分布多在海拔3000m以下的溫帶。目前世界楊樹(shù)分為5派:即黑楊派、白楊派、青楊派、大葉楊派、胡楊派。
楊樹(shù)
楊樹(shù)在中國(guó)分布范圍跨北緯25°~53°,東經(jīng)76°~134°,遍及東北、西北、華北和西南等地,是一種速生豐產(chǎn)樹(shù)種。
世界上楊樹(shù)約有100余種,我國(guó)約有50種,包括有毛白楊、加拿大楊、胡楊、山楊、意大利楊、三倍體毛白楊等等。據(jù)資料介紹,6~10年中,短期輪伐楊木每畝年產(chǎn)木材2~3.5m3。常做為榆木家具的附料和大漆家具的胎骨在古家具上使用。這是所說(shuō)的楊木亦稱“小葉楊”,常有段子般的光澤,故亦稱“緞楊”,不是本世紀(jì)中才引進(jìn)的那種蘇聯(lián)楊、大葉楊、胡楊等。楊木常有“騷味”,比樺木輕軟。
山東省林業(yè)科學(xué)研究院的王桂巖、王彥等學(xué)者采集 13 種楊樹(shù)試材,測(cè)試木材物理力學(xué)性能。試驗(yàn)結(jié)果表明,13 種楊樹(shù)全樹(shù)木材心材率在 14.6%~34.1%,生材含水率在86.2%~148.5%,由生材干燥至含水率為 12%所產(chǎn)生的干縮率在 8.66%~11.96%,氣干密度為0.386g/cm3,順紋抗壓強(qiáng)度在 25.6~38.5Mpa,抗彎強(qiáng)度在 48.7~73.0Mpa,抗彎彈性模量在 7551~10395Mpa之間,沖擊韌性在 43~74KJ/m3,端面硬度在 2334~3423N。說(shuō)明了楊樹(shù)如中林 46 楊、I-214 楊等品種,其心材含量較低,體積干縮率也較低,木材的密度、強(qiáng)度、硬度明顯偏低,屬典型的軟材樹(shù)種,還不能用于工程結(jié)構(gòu)中。
楊木的質(zhì)量很特別,一種名叫多孔菌的白色真菌使樹(shù)木從里向外腐蝕。這種真菌通過(guò)腐朽剝落的老枝叉的傷痕處進(jìn)入樹(shù)木里,接著從樹(shù)的芯部開(kāi)始使碳水化合物和木質(zhì)素發(fā)生變化(代謝),通常在楊木樹(shù)年齡到了50年時(shí)便開(kāi)始樹(shù)芯的腐爛,一般要擴(kuò)展到80年或80年以上的樹(shù)齡。平均來(lái)說(shuō),從體積計(jì)腐爛材和變色材各占13%和17%。
楊樹(shù)是我國(guó)重要的人工林樹(shù)種之一,目前僅江蘇省楊樹(shù)總面積有 600 多萬(wàn)畝,總蓄積量 3200 萬(wàn)立方米,占江蘇省森林資源活立木總蓄積量的 80%。楊樹(shù)具有速生豐產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn),但是速生楊木本身存在著木質(zhì)松軟、硬度小、強(qiáng)度低、密度低、易翹曲變形等缺點(diǎn),所以使用范圍受限,并且廉價(jià)易得?,F(xiàn)在主要用于生產(chǎn)膠合板的芯板,附加值低。所以,速生林楊木雖然能解決木材緊缺和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等問(wèn)題,但也不具備完全取代優(yōu)質(zhì)天然林木材的能力。
桉木
桉樹(shù)(Eucalyptus)又稱尤加利樹(shù),是桃金娘科桉屬植物的統(tǒng)稱。常綠高大喬木,約六百余種。 常綠植物,一年內(nèi)有周期性的枯葉脫落的現(xiàn)象,大多品種是高大喬木,少數(shù)是小喬木,呈灌木狀的很少。樹(shù)冠形狀有尖塔形、多枝形和垂枝形等。單葉,全緣,革質(zhì),有時(shí)被有一層薄蠟質(zhì)。桉樹(shù)原產(chǎn)地絕大多數(shù)生長(zhǎng)在澳洲大陸,少部分生長(zhǎng)于鄰近的新幾內(nèi)亞島、印度尼西亞,以及菲律賓群島。
桉木本身是一種顏色較淺的闊葉木,桉木的木紋很緊密,但是不規(guī)則,氣干密度0.56-0.86g/cm3。因?yàn)殍衲旧L(zhǎng)速度很快,但是比較容易斷,不堅(jiān)韌。
桉樹(shù)
桉樹(shù)木材在干燥過(guò)程中產(chǎn)生的皺縮稱潰陷,是木材干燥時(shí)由于水分移動(dòng)太快、所產(chǎn)生的毛細(xì)管張力和干燥應(yīng)力使細(xì)胞潰陷而引起的不正常、不規(guī)則的收縮) 和開(kāi)裂是較為嚴(yán)重的干燥缺陷,特別是皺縮。皺縮的發(fā)生不僅使木材的強(qiáng)度大幅度減少,木材利用率降低,嚴(yán)重的皺縮還使木材產(chǎn)生內(nèi)裂,甚至使木材報(bào)廢。劉元和吳義強(qiáng)等采用百度試驗(yàn)法,結(jié)合常規(guī)干燥、真空干燥、常規(guī)-真空聯(lián)合干燥三種不同干燥方式,研究了圓角桉和檸檬桉人工林木材干燥特性和燥基準(zhǔn),實(shí)驗(yàn)表明:兩桉材前期開(kāi)裂和皺縮比較嚴(yán)重,截面變形達(dá)到 5 級(jí),屬難干材,特別是含水率在 30%以上時(shí),干燥速度不宜過(guò)快,并須要對(duì)其進(jìn)行前期、中期及終期處理。
從現(xiàn)有的文獻(xiàn)來(lái)看,桉樹(shù)實(shí)木加工利用有四大困難。一是桉樹(shù)生長(zhǎng)應(yīng)力大,常含脆心材,原木易爆裂,制材困難。二是干燥變形大、表裂、皺縮嚴(yán)重。三是有些桉樹(shù)在使用過(guò)程中隨環(huán)境氣候變化尺寸穩(wěn)定性差。四是樹(shù)木徑級(jí)小,幼齡材比較大,邊材大多不耐腐。并且大面積種植桉樹(shù)會(huì)產(chǎn)生危害,主要體現(xiàn)在:1. 桉樹(shù)是“抽水機(jī)”,2.桉樹(shù)是“抽肥機(jī)”,3.桉樹(shù)是“霸王樹(shù)”,4.桉樹(shù)施用的化工產(chǎn)品毒性強(qiáng)、毒效長(zhǎng),桉樹(shù)氣體有刺激和毒害作用。
杉木
杉木(Cunninghamia Lanceolata)裸子植物,杉科(科拉丁名:Taxodiaceae),杉木屬(屬拉丁名:Cunninghamia)。是我國(guó)特有的速生商品材樹(shù)種,生長(zhǎng)快,材質(zhì)好,在大豐杉木基地大量人工培育,一般只要10年就可成材。廣泛用于建筑、家具、器具、造船等各方面,據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)建材約有1/4是杉木。近年雖然小徑材市場(chǎng)低迷,但中、大徑材銷路仍好,今后要培養(yǎng)中大徑材杉木為主。1804年及1844年流入英國(guó),在英國(guó)南方生長(zhǎng)良好,視為珍貴的觀賞樹(shù)。美國(guó)、德國(guó)、荷蘭、波蘭、丹麥、日本等國(guó)植物園中均有栽培。
杉樹(shù)
杉木材質(zhì)輕韌,強(qiáng)度適中,質(zhì)量系數(shù)高。杉木木紋通直,結(jié)構(gòu)均勻,所以杉木在外觀效果上非常美觀。杉木材質(zhì)輕軟,易干燥,收縮小,不翹裂,耐久性能好、易加工,膠接性能好。
杉木木材紋理通直,結(jié)構(gòu)均勻,不翹不裂,木材容重0.39,每厘米年輪數(shù)平均3.0,晚材率22.0%,干縮系數(shù)(體積)0.386,順紋抗壓極限強(qiáng)度358千克/平方厘米,靜曲極限強(qiáng)度661千克/平方厘米,端面強(qiáng)度285千克/平方厘米。杉木的材質(zhì)輕巧,易運(yùn)輸。此外,杉木本身具香味,木材中含有“杉腦”,能抗蟲耐腐。同時(shí)香杉木醇能殺死空氣中的細(xì)菌、可抑制人體病原菌,對(duì)各種皮膚炎癥有抑制作用,能夠消除人體疲勞,舒緩壓力。
杉木有紋理直,用途廣泛,“可供建筑、橋梁、造船、枕木、電桿、板材、家具、用具及木纖維原料等用材;樹(shù)皮可提栲膠?!保ㄖ袊?guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì):《中國(guó)植物志》)同時(shí),杉樹(shù)皮可用來(lái)凈化海水:海上的運(yùn)油船只時(shí)常發(fā)生原油泄漏露事件,造成海水嚴(yán)重污染。清理泄漏的原油,凈化海水是一件很麻煩的事情。日本神奈川縣海上災(zāi)害防止中心研究所的研究人員利用杉樹(shù)皮清理海上油污、凈化海水取得了很好的效果。
松木
松木是一種針葉植物(常見(jiàn)的針葉植物有松木、杉木、柏木),松屬樹(shù)種有190多種,生長(zhǎng)快,分布廣,從赤道到北極圈,從海平面到海拔4000米高的山地,幾乎處處都可見(jiàn)到松樹(shù)。松樹(shù)適應(yīng)性極強(qiáng),是綠化赤地的先鋒,松樹(shù)的木材、松脂、種子、針葉和花粉等,都是不可缺少的工業(yè)原料。松木具有松香味、色淡黃、癤疤多、對(duì)大氣溫度反應(yīng)快、容易脹大、極難自然風(fēng)干等特性,故需經(jīng)人工處理,如烘干、脫脂去除有機(jī)化合物,漂白統(tǒng)一樹(shù)色,中和樹(shù)性,使之不易變形。
馬尾松是一個(gè)亞熱帶的適生樹(shù)種,喜歡溫暖濕潤(rùn),喜酸性或微酸性,對(duì)土壤求不高,能耐干旱痔薄地上,以及陡峭的石山巖石縫里都能生長(zhǎng)。
馬尾松
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家木材名稱標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)產(chǎn)材和進(jìn)口材),狹義松木可分成軟木松和硬木松兩類。氣干密度0.4~0.5g/cm3為軟木松,例如紅松(Pinuskoriensis)、西伯利亞紅松(P.sibilisa)。氣干密度0.5~0.7g/cm3者為硬木松,例如馬尾松(P.massoniana)、歐洲赤松(P.sylvestris)。然而,天然物產(chǎn)并非像人們想象那樣非軟則硬,也有中間型,例如當(dāng)今最常見(jiàn)的樟子松(P.sylvestrisvar.mongolica),就是不軟不硬的松木。一些硬木松人工速生材,因年輪寬,早材比例大,密度小,例如輻射松(P.radiata)速生材,密度小于0.5g/cm3。相反,一些軟木松,因生長(zhǎng)慢,年輪窄,晚材比例大,密度增加,例如生于高山石山上的廣東松(P.kwangtungensis),密度便在0.5g/cm3以上。
馬尾松分布廣泛,從北緯21041~33051,東經(jīng)1030~1200的廣大區(qū)域內(nèi),除少數(shù)高山外,到處都可見(jiàn)到它的蹤跡??缭浇K、安徽、河南、湖北、陜西、四川、湖南、江西、浙江、福建、廣東、廣西、貴州、云南、臺(tái)灣等十五個(gè)省(區(qū))。馬尾松是我國(guó)松屬中分布最廣,數(shù)量最多的一種主要用材樹(shù)種,在南方各省(區(qū))森林蓄積量中,馬尾松約占半數(shù),其中馬尾松是占首位的人工樹(shù)種,這是因?yàn)轳R尾松適應(yīng)性強(qiáng),繁殖容易,造林成本較低,經(jīng)濟(jì)價(jià)值高,用途廣。
松木為采脂及煉制松香和松節(jié)油的主要來(lái)源樹(shù)種之一,木材用作人造板和造紙?jiān)稀D静呐c地面接觸時(shí),經(jīng)防腐處理后最適于做坑木、電桿、枕木和木樁等,并為工廠、倉(cāng)庫(kù)、橋梁、船塢等結(jié)構(gòu)的原料。適宜做蓄電池的隔電板,鋸屑制活性炭。其次,房屋建筑上可做屋架、柱子、擱柵、地板和墻壁板,船殼和龍骨,包裝廂盒(包括軍工包裝),農(nóng)具與農(nóng)村日常用具和柴薪,木床和火柴桿,運(yùn)動(dòng)器械如跳箱、籃球架,優(yōu)質(zhì)指接板、膠合板和定向刨花板。
楊木、桉木、杉木、松木木材之比較
楊木、桉木、杉木、松木都屬于速生材,生長(zhǎng)速度快,產(chǎn)量高,采伐周期短。但是他們各自又有自己的特征。
楊木它具有生長(zhǎng)速度快、產(chǎn)量高、采伐周期短等特點(diǎn),心材含量較低,體積干縮率也較低,木材的密度、強(qiáng)度、硬度明顯偏低,屬典型的軟材樹(shù)種,并且楊木中會(huì)有多孔菌的白色真菌,使樹(shù)木從里向外腐蝕。同時(shí),由于木材中的幼齡材所占的比例相當(dāng)高,導(dǎo)致材質(zhì)較差、密度及表面硬度低,人工林楊木楊樹(shù)木材密度每立方厘米 0.352 克,單板旋切時(shí)板面起毛,這些都限制了其應(yīng)用范圍,所以楊木非常廉價(jià)易得。
桉樹(shù)的密度差異極大,從 0.145~1. 0g/ cm3不等。同一樹(shù)種生長(zhǎng)在不同的區(qū)域密度不同,桉屬的許多樹(shù)種生長(zhǎng)速度快,木材密度高。但是桉木加工過(guò)程中有四大難題:一是桉樹(shù)生長(zhǎng)應(yīng)力大,常含脆心材,原木易爆裂,制材困難。二是干燥變形大、表裂、皺縮嚴(yán)重。三是有些桉樹(shù)在使用過(guò)程中隨環(huán)境氣候變化尺寸穩(wěn)定性差。四是樹(shù)木徑級(jí)小,幼齡材比較大,邊材大多不耐腐。同時(shí),大面積種植桉樹(shù)對(duì)環(huán)境有很大的影響和危害。
松木中,馬尾松是我國(guó)松屬中分布最廣,數(shù)量最多的一種主要用材樹(shù)種,馬尾松紋理直或斜不勻,結(jié)構(gòu)中至粗,色澤淡雅,材質(zhì)硬度中等,力學(xué)強(qiáng)度較大,木材含纖維素62%,氣干密度達(dá)0.45-0.65g/cm3,強(qiáng)度和材性均優(yōu)于前面兩種木種,但馬尾松含有松脂,需要進(jìn)行專業(yè)的烘干脫脂,經(jīng)過(guò)處理后,馬尾松鋸材表面花紋美麗,是生產(chǎn)家具及室內(nèi)裝飾用材的良好材料。
杉木木材質(zhì)輕軟細(xì)致,干形通直,紋理美觀,材質(zhì)輕軟,易干燥,收縮小,不翹裂,耐久性能好、易加工,膠接性能好。同時(shí)還有特殊的香氣,具有防腐性能。杉木與上文提及的三種木材相比,綜合性能最好,是制作人造板的優(yōu)質(zhì)材料。
楊木、桉木、杉木、松木指接板之比較
指接板是由多木板順紋理方向縱向接長(zhǎng),橫向?qū)捚炊?,這樣的加工消除了大塊實(shí)木固有的應(yīng)力,但是木材本身的材性優(yōu)劣依然是決定指接板質(zhì)量的好壞的最重要因素。
因?yàn)闂钅竞丸衲驹谛阅?、顏色和可加工性上和松木和杉木有所差距,所以楊木指接板和桉木指接板的價(jià)格低于松木指接板和杉木指接板。桉木指接板因?yàn)樵媳阋?,同時(shí)性能較差而價(jià)格**,其次是楊木指接板,松木指接板和杉木指接板價(jià)格較高。
楊木、桉木、杉木、松木定向刨花板之比較
定向刨花板(Oriented Strand Board,OSB)是由規(guī)定形狀和厚度的木質(zhì)大片刨花施膠后定向鋪裝,再經(jīng)熱壓制成的多層結(jié)構(gòu)板材,其表層刨花沿板材的長(zhǎng)度或?qū)挾确较蚺帕小_@樣的加工方式去除了天然實(shí)木的缺點(diǎn),靜曲強(qiáng)度能達(dá)400Mpa,無(wú)接頭無(wú)縫隙,整體均勻性好,內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度極高,握釘力好,出材率可達(dá)接近100%,大大提高了木材利用率,并且是真正的無(wú)醛板材,環(huán)保健康。
正如上述所說(shuō),雖然定向刨花板的加工工藝提升了木材的各項(xiàng)性能,但是木材本身的材性也對(duì)最終的板材有影響,因?yàn)樯寄境杀据^高,所以基本不用在定向刨花板中生產(chǎn)中,而是用于生產(chǎn)更體現(xiàn)實(shí)木優(yōu)點(diǎn)和本色的高端板材中。松木制作的定向刨花板相比楊木和桉木定向刨花板具有結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、密度更高、不易變形、防水性更強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),與其他原料的定向刨花板相比木片紋理清晰,色澤柔和美觀,這些優(yōu)點(diǎn)使得松木成為最普遍的生產(chǎn)定向刨花板的原材料,也是歐美國(guó)家均使用松木為原料的原因。
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