第12章 木材及制品.pptVIP

* 第12章 木材及制品 　　木材具有很多优良的性能，如轻质强度高，导电、导热低，有较好弹性和韧性，能够承受冲击和振动，易于加工等。古代木材的应用广泛，主要用作建筑物的结构和装饰上。目前，木材较少用于外部结构材料，但是由于它有美观的天然纹理，装饰效果好，所以仍被广泛用于装饰与装修材料。由于木材的构造不均匀、各向异性、易吸湿变形、易腐烂、易燃等缺点，且树木的生长周期长、成材不易等原因，因此在应用上受到限制，所以对木材的节约使用和综合利用是十分重要的。 12.1 木材的基本知识 　　1．树木的分类 树木分为针叶树和阔叶树两类。 针叶树，常绿树，生长较快、材质较软、树干直且大；表观密度和胀缩变形较小、强度较高、耐腐蚀性较强。木质较软且易加工，又称为软木材，为建筑中主要用材，被广泛用于承重构件，常用的树种有松、杉、柏等。 阔叶树，落叶树，生长较慢、材质坚硬；胀缩变形较大、容易翘曲开裂、坚硬耐磨。多数树种树干通直部分较短，材质坚硬，较难加工，故又称为硬木材。对于具有美丽天然纹理的树种，特别适合用于装饰装修、家具及胶合板等。在建筑中常用于尺寸较小的构件，常用的树种有水曲柳、榆木、柞木等。 　　2．木材的构造与组成 木材的构造是决定术材性能的重要因素。树种不同，其构造相差很大，通常可从宏观和微观两方面观察。 (1)木材的宏观构造 宏观构造是指肉眼或放大镜能够观察到的木材组织。由于木材是各向异性的，可通过横切面（与树干垂直的方向切面）、径切面（通过树轴的切面）和弦切面（与树轴平行的纵向切面）来了解构造。 ①树干由树皮、形成层、木质部（即木材）和髓心组成。有些木材，在树干的中部，颜色较深，称心材；在边部，颜色较浅，称边材。 ②从树干横截面的木质部上可看到环绕髓心的年轮。每一年轮一般由两部分组成：色浅的部分称早材（春材），是在季节早期所生长，细胞较大，材质较疏；色深的部分称晚材（秋材），是在季节晚期所生长，细胞较小，材质较密。 　　(2)木材的微观构造 在显微镜下所见到的木材组织称为微观构造。木材是由无数的细小空腔圆柱形细胞紧密结合组成，每个细胞都有细胞壁和细胞腔，细胞壁由细胞纤维组成，其连接纵向较横向牢固，因此细胞壁纵向强度高，横向强度低。在组成细胞壁的纤维之间存在有极小的空隙，能吸附和渗透水分。针叶树和阔叶树的微观构造不同。 ①针叶树材主要由管胞、木射线及轴向薄壁组织等组成，排列规则，材质较均匀。 ②阔叶树材主要由导管、木纤维、轴向薄壁组织及木射线等组成，构造较复杂。 由于组成木材的细胞是定向排列的，故形成了顺纹和横纹的差别。横纹又可区别为与木射线一致的径向；与木射线相垂直的弦向。针叶树材一般树干高大，纹理通直，易加工，易干燥，开裂和变形较小，适于作结构用材。某些阔叶树材，质地坚硬、纹理色泽美观，适于作装修用材。 12.2　木材的主要性质 　　1．木材的物理力学性质 木材的物理力学性能主要有密度、含水量、湿胀干缩、强度等，其中含水量对木材的物理力学性质影响较犬。 (1)木材的密度与表观密度 木材的密度指单位体积木材的重量，为1. 48～1. 56 g／cm3。表观密度是指木材在自然状态下，单位体积的干质量，表观密度平均为0.5 g/cm3。表观密度的大小与木材的种类和含水率有关，通常以含水率为15%（标准含水率）时的表观密度为准。 (2)木材的含水量 木材的含水量用含水率表示，指木材所含水的质量占木材干燥质量的百分率。 ①木材的水分 木材的吸水性很强，含水量随所处的环境的湿度变化而不同，木材中的水分可分两部分，一部分存在于木材细胞壁内，称为吸附水；另一部分存在于细胞腔和细胞间隙之间，称为自由水（游离水）。 ②木材的纤维饱和点 细胞壁吸附水饱和，而细胞腔和细胞间隙中的自由水为零时的含水率。当含水率大于纤维饱和点含水率时，含水量的变化对强度和胀缩无影响；当含水率小于纤维饱和点含水率时，含水率的变化则会引起强度和胀缩的变化。一般树种为25%～35%，平均值为30%。 ③木材的平衡含水率 在一定温度和湿度环境下，木材的含水率与周围大气环境处于平衡状态，此时的含水率为平衡含水率。木材的平衡含水率随大气的湿度变化而变化。我国的平衡含水率平均为15%（北方约为12%，南方约为18%）。 　　(3)木材的湿胀干缩 木材细胞壁内吸附水含量的变化会引起木材的变形，即湿胀与干缩。由于细胞壁中吸附水的增多或减少，导致细胞壁中的细纤维之间的距离发生变化，而造成术材的体积湿胀干缩。干燥时，同一木材的干燥值：弦向最大，6%～12%；径向次之，3%～6%；纵向最小， 0.1%