[发明专利]一种木材液体渗透性分析测试方法

说明书

一种木材液体渗透性分析测试方法，涉及木材物理性能分析测试领域。采用液体平流泵作为木材液体渗透过程驱动源，在平流泵与试样夹持装置中间设置活塞容器用以放置待测渗透液体。平流泵与活塞容器的组合可精确控制液体渗透木材试样过程的流量，精度达0.01ml/min。待检木材试样夹持装置可确保渗透测试过程试样密闭性，渗透过程液体均由待检木材试样断面通过，夹持装置低压端固定，高压端为可滑动构件，可根据待检木材试样长度进行调节。测量待检木材试样夹持装置液体高压端接有压力传感器，测定渗透性时显示木材试样高压端压力，低压端也安装压力传感器且联通大气，显示测量时木材试样低压端压力，根据木材液体渗透率计算方程式得到木材渗透性测量结果。

技术领域

本发明属于木材物理性能测试领域，具体涉及一种木材液体渗透性分析测试方法。

背景技术

木材渗透性是木材重要的物理特性之一，一般根据渗透流体性质分为气体渗透性和液体渗透性。木材科学研究与加工利用的很多方面都与渗透性密切联系，尤其是木材液体渗透性，在木材干燥、木材浸渍增强、防腐处理、阻燃处理、制浆造纸过程的研究中一直被作为重要参数。由于木材树种多，并且具有各向异性特点，所以木材液体渗透性的测定与分析也一直是木材物理研究领域的研究重点。随着我国木材资源结构的调整，特别是随着2016年底国家全面停止全国天然林商业性采伐，人工速生林木材和国外进口木材用量占比越来越高。根据第八次全国森林资源清查结果，全国森林面积2.08亿公顷，森林覆盖率21.63％，其中人工林面积0.69亿公顷，蓄积量24.83亿立方米，森林面积和森林蓄积量分别位居世界第5位和第6位，人工林面积居世界首位。虽然人工林面积较大，但人工林一般种植的树种多为一些生长速度快的速生树种，如杉木、杨木、桉树、马尾松等，这些树种往往具有尺寸稳定性差、容易出现干燥缺陷、渗透性差、强度低、材质轻软等特点，生产中需要进行干燥处理，有的要进行浸渍改性增强处理，无论是干燥或浸渍改性前木材渗透性评价，还是处理材的二次干燥，木材液体渗透性的分析都非常必要。我国另一部分重要的木材来源——国外进口材则呈现树种和产地繁多，材性变异性大的特征，这些木材相较于国内传统用材有较大差异，对其液体渗透性分析测定也十分必要，可以为实际生产提供指导与参考。

目前木材液体渗透性研究中采用的测试装置的结构简图如图1所示，主要构件包括真空泵接口(1)、水银压差计(2)、抽真空阀门(3)、压差计阀门(4)、量筒(5)、液体流出阀门(6)、待测试样安装位(7)、液体流入阀门(8)、水槽(9)。测试过程中打开抽真空阀门(3)、压差计阀门(4)、液体流出阀门(6)、液体流入阀门(8)，在真空泵接口(1)处施加真空，记录量筒中水的体积、时间，利用水银压差计记录压差，然后利用达西公式计算待测木材试验液体渗透性。测试装置的原理、结构都较为简答，但是存在以下问题：

首先，液体渗透过程驱动力较小，由于液体渗透过程的主要驱动力为真空泵(水槽高度产生的液体重力很小)，因此待测试样两端的压差一般不超过1个单位大气压，对于渗透性较差的木材，1个单位大气压的压差较小，液体渗透试样产生的流量可能非常小，通过量筒计算一定时间内流量等过程都会产生偏差，对于难渗透木材可能无法进行测量；

其次，传统的液体渗透设备较为简陋、测试精度差，压差通过水银压差计读取，流量通过记录量筒内渗透液体的体积，并以秒表记录时间，以上操作均为人工完成，一位试验操作员要在这一过程中读取多个试验参数，人为误差、操作过程误差等都会对测试精度产生影响；

第三，试样测试过程密封性存在问题，为保证实验准确性，需确保液体均经由木材试样渗透，目前主要的试样密封方式为橡胶管包裹试样、橡胶管包裹试样后外层缠绕线材、橡胶管包裹试样后外层金属箍紧固、试样涂万能胶固定在管材内等，前三种方法很难保证密封性，特别是对于渗透性较差的木材，一部分液体很容易从木材试样与橡胶管之间泄露，万能胶密封试样降低了实验的可重复性，也更为复杂；