問11-15
木材の含水率と強度に関する記述として、最も不適当なものはどれか。
- ①含水率が繊維飽和点を上回る範囲では、含水率が高いほど強度は下がっていく。
- ②繊維飽和点は含水率およそ30%で、細胞壁が水で飽和した状態をいう。
- ③含水率が繊維飽和点を下回ると、乾燥が進むにつれて木材の強度は増していく。
- ④気乾状態の木材の含水率は、おおむね15%程度の値となっている。
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正解
①含水率が繊維飽和点を上回る範囲では、含水率が高いほど強度は下がっていく。
解説
木材に含まれる水には、細胞壁の中に染み込んだ結合水と、細胞の空洞部分にたまった自由水の二種類があります。木材の強度を左右するのは細胞壁の中の結合水だけで、細胞壁が水で満たされた状態、すなわち繊維飽和点を超えて含まれている水はすべて空洞部分の自由水です。自由水は細胞壁の硬さに関係しないため、繊維飽和点を上回る範囲ではいくら含水率が高くなっても強度はほとんど変わりません。したがって含水率が高いほど強度が下がるという記述は誤りです。一方、繊維飽和点を下回ると細胞壁から水が抜けて壁自体が締まっていくため、乾くほど強度が高まります。木材を使用前に乾燥させるのは、この強度上昇と、乾燥後の収縮による狂いを先に済ませるためです。
他の選択肢が不適切な理由
「繊維飽和点は含水率およそ30%で、細胞壁が水で飽和した状態をいう。」は正しく、強度と収縮の分かれ目になる重要な点です。「含水率が繊維飽和点を下回ると、乾燥が進むにつれて木材の強度は増していく。」も正しく、同時に収縮も始まります。「気乾状態の木材の含水率は、おおむね15%程度の値となっている。」も正しく、大気中に置いた木材が落ち着く含水率です。
試験の罠
30%と15%という二つの数値は必ず対で覚えます。繊維飽和点より上では強度も寸法もほぼ変化せず、下回って初めて両方が変化し始める、という境目の意味を押さえると、強度と収縮のどちらを問われても同じ理屈で答えられます。
木材に含まれる水には、細胞壁の中に染み込んだ結合水と、細胞の空洞部分にたまった自由水の二種類があります。木材の強度を左右するのは細胞壁の中の結合水だけで、細胞壁が水で満たされた状態、すなわち繊維飽和点を超えて含まれている水はすべて空洞部分の自由水です。自由水は細胞壁の硬さに関係しないため、繊維飽和点を上回る範囲ではいくら含水率が高くなっても強度はほとんど変わりません。したがって含水率が高いほど強度が下がるという記述は誤りです。一方、繊維飽和点を下回ると細胞壁から水が抜けて壁自体が締まっていくため、乾くほど強度が高まります。木材を使用前に乾燥させるのは、この強度上昇と、乾燥後の収縮による狂いを先に済ませるためです。
他の選択肢が不適切な理由
「繊維飽和点は含水率およそ30%で、細胞壁が水で飽和した状態をいう。」は正しく、強度と収縮の分かれ目になる重要な点です。「含水率が繊維飽和点を下回ると、乾燥が進むにつれて木材の強度は増していく。」も正しく、同時に収縮も始まります。「気乾状態の木材の含水率は、おおむね15%程度の値となっている。」も正しく、大気中に置いた木材が落ち着く含水率です。
試験の罠
30%と15%という二つの数値は必ず対で覚えます。繊維飽和点より上では強度も寸法もほぼ変化せず、下回って初めて両方が変化し始める、という境目の意味を押さえると、強度と収縮のどちらを問われても同じ理屈で答えられます。