第七章木材分解.ppt

第七章 木材 7.1.1 木材的分类 木材产自木本植物中的乔木，分为针叶树和阔叶树两大类。 针叶树理直、木质较软、易加工、变形小、强度较高、耐腐蚀性好，又称软木材。建筑上广泛用作承重构件和装修材料，常用的有杉树、松树等。 阔叶树质密、木质较硬、加工较难、易翘裂、纹理美观，又称硬木材。适用于室内装修和尺寸较小的构件，常用的有水曲柳、核桃木、榆树等。 7.1.2 木材的构造 木材的宏观构造 从木材三个不同切面观察木材的宏观构造可以看出，树干由树皮、木质部、髓心组成。 从木材的横切面上看，有许多树种的木材，靠近树皮的部分材色较浅，水分较多，称为边材。在髓心周围部分，材色较深，水分较少，称为心材。 每个生长周期所形成的木材，在横切面上所看到的，围绕着髓心构成的同心圆称为生长轮。温带和寒带树木的生长期，一年仅形成一个生长轮就是年轮。 在同一年轮内，生长季节早期所形成的木材，胞壁较薄、形体较大、颜色较浅、材质较松软称为早材（春材）。到夏秋季形成的木材，胞壁较厚、组织致密、颜色较深、材质较硬称为晚材（夏材）。 木材的微观构造 木材的微观构造是指借助光学显微镜观察的结构。各种木材的微观构造是各式各样的。 针叶树显微构造简单而规则，其木射线一般较细且在肉眼下不可见，年轮界明显，早、晚材区别明显。 阔叶材的显微构造较复杂，其细胞主要有导管、木纤维、木射线和轴向薄壁组织等。 请观察下图中的A、B两种木材的纹理，何为针叶树？何为阔叶树？，并讨论它们的用途。 某客厅采用白松实木地板装修，使用一段时间后多处磨损，请分析原因。 7.2.1 密度与表观密度 木材的实质密度是指构成木材细胞壁物质的密度。木材的密度约为1.55g/cm3。 木材的表观密度平均为500kg/m3。表观密度大小与木材种类及含水率有关，通常以含水率为15%（标准含水率）时的表观密度为准。 7.2.2 含水量 木材的含水率是木材中水分质量占干燥木材质量的百分比。 木材中的水分按其与木材结合形式和存在的位置，可分为：自由水、吸附水和化学结合水。 自由水是存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水，它影响木材的表观密度、抗腐蚀性、燃烧性和干燥性； 吸附水是被吸附在细胞壁内纤维之间的水，吸附水的变化则影响木材强度和木材胀缩变形性能； 化学结合水即为木材中的化合水，它在常温下不变化，故其对木材的性质无影响。 木材干燥时，首先是自由水蒸发，而后是吸附水蒸发。木材受潮时，先是细胞壁吸水，细胞壁吸水达饱和后，自由水才开始吸入。 木材的纤维饱和点 当木材中无自由水，而细胞壁内吸附水达到饱和时木材的含水率称为纤维饱和点。 木材的纤维饱和点随树种而异，一般介于23％～32％之间，通常取30％。 纤维饱和点是木材性质变化的转折点。在纤维饱和点之上，含水量变化是自由水含量的变化，它对木材强度和体积影响甚微；在纤维饱和点之下，含水量变化即吸附水含量的变化将对木材强度和体积等产生较大的影响。 木材的平衡含水率 木材中所含的水分是随着环境的温度和湿度的变化而改变的，当木材长时间处于一定温度和湿度的环境中时，木材中的含水量最后会达到与周围环境湿度相平衡，这时木材的含水率称为平衡含水率。 木材的平衡含水率是木材进行干燥时的重要指标。 木材的平衡含水率随其所在地区的不同而异，我国北方为12％左右，南方约为18％，长江流域一般为 15％。 7.2.3 木材的湿胀干缩 木材具有显著的湿胀干缩性。木材含水率在纤维饱和点以下时吸湿具有明显的膨胀变形现象，解吸时具有明显的收缩变形现象。 当木材的含水率在纤维饱和点以下时，随着含水率的增大，木材体积产生膨胀；含水率减小，木材体积收缩；而当木材含水率在纤维饱和点以上，只是自由水增减变化时，木材的体积不发生变化。纤维饱和点是木材发生湿胀干缩变形的转折点。 木材具有各向异性，各个方向的干缩率不同，弦向干缩率最大。 木材的干缩湿胀变形还随树种不同而异。密度大、晚材含量多的木材，其干缩率就较大。 干缩会使木材产生变形、翘曲、开裂和拼缝不严等现象，湿胀可造成表面鼓凸，所以木材在加工或使用前应先进行干燥，使其接近于与环境湿度相适应的平衡含水率。 7.2.4 木材的强度 工程上常利用木材的以下几种强度：抗压、抗拉、抗弯和抗剪。由于木材是一种非均质材料，具有各向异性，使木材的强度有很强的方向性。 木材强度的影响因素 ①含水率的影响 木材的含水率在纤维饱和点以内变化时，含水量增加使细胞壁中的木纤维之间的联结力减弱、细胞壁软化，故强度降低；当水分减少使细胞壁比较紧密，故强度增高。 含水率的变化对各强度的影响是不一样的。对顺纹抗压强度和抗弯强度的影响较大，对顺纹抗拉强度和顺纹抗剪强度影响较小。 ②负荷时间的影响 木材的长期承载能力远低于暂时承载能力。这是因为在长期承载情况下，木材会发生纤维等速蠕