木材・木質材料表面における熱挙動

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05452321
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 佐道 健 京都大学, 農学部, 教授 (00026494)
• 研究分担者: 仲村 匡司 京都大学, 農学部, 助手 (10227936) ; 増田 稔 京都大学, 農学部, 助教授 (40027165)
• キーワード: 木材 / 木質部材 / 繊維傾斜 / 節 / 熱挙動 / 密度 / 表面温度

研究概要

1.木材表面組織と熱挙動:(1)スプルース材を種々の密度まで圧密化した試験体を作成し、、定常法およびレーザーフラッシュ法を用いて密度および繊維傾斜が異なる条件下における木材の熱伝導率および熱拡散率を測定した。一方、細胞形態および組織構造のモデルを作製し、熱挙動に及ぼす繊維傾斜・密度の影響を表わす式を提案し、実測値を用いて関係式の定数を求めた。ついで、節部の熱挙動を知るため、枝材の辺心材、あて部分の熱挙動を実測し、上述の関係からの離反を解析し、節や枝材の熱挙動が幹材と異なる原因を明らかにした。(2)材料表面における熱の吸収率に及ぼす木材表面の材質の影響を知るために、(1)で用いた試験体、および種々に着色した木材表面を白熱灯で加熱したときの温度上昇過程を赤外線放射温度計を用いて経時的に測定し、得られた温度分布画像を解析することによって、材料表面における熱の吸収率に影響を及ぼす繊維傾斜、比重、色調の影響を明らかにした。ついで、これらの熱常数の値を用いて、特に木材表面に現われる節、およびその周辺など、組織構造、繊維傾斜、比重などが異なる部位に熱刺激が与えられた場合の、表面温度の変化などの熱挙動をシミュレーションすることによって、これら材料の熱特性を明らかにした。
2.応力下における木質部材の熱挙動:実大材の繰り返し曲げ負荷において節、割れなどの欠陥部が健全部に比較して発熱が大きいことを利用した非破壊グレーディングを試みるため、実大材の繰り返し曲げ試験用の治具の設計を行った。