木材的技术性质.ppt

木材的技术性质**大家好！这堂课我们学习木材的技术性质。*我打算分三块来介绍。*木材貌似普普通通，实则应用非常广泛，历史也很悠久。从一颗颗不起眼的小芽儿，长成一株株参天大树，再被人们加工成各种有用之物。这其中光合作用居功至伟。树木就是太阳之子，木材中都能嗅出阳光的味道。木材既然应用广泛，一定有它的“过材之处”。所谓没有对比就没有伤害，不妨把木材与我们前面学过的混凝土、钢材等常用建材放在一块儿比较比较。你会有哪些发现呢？*也许你觉得对比有困难，不过没关系，我们先对木材的技术性质来一个“聚焦”。这是一张松木的名片，请查阅有关资料，完成它的个人信息，以便它在木材市场具有一定的辨识度。名片反映的都是松木的基本物理属性，有利于我们对这种材料有一个基本的了解。木材的很多性质与它们生长的地理位置、植株大小、内部构造等都有很强的相关性。下面这幅根据实测数据绘制的插图，就很能说明问题。为了不侮辱大家的IQ，我就不解（luō）释（suō）了。木材的密度为1.48～1.56g/cm3，各树种之间相差不大，常取1.55g/cm3。木材的表观密度随其含水率的变化而变化。通常木材的表观密度越大，其强度越高，湿胀干缩也越大。木材的（气干）表观密度与年轮宽度、地理位置的关系如图所示。不同树种的木材属性不一样。同一树种也会由于生长的地理位置不同而有不同的属性，甚至同一生长地区的不同植株也会有所区别。然而，木材属性最大的区别存在于一颗树的不同位置。来自于同一棵树的木材，其高度分布、是心材还是边材、是早材还是晚材，都会影响最终木材使用属性。（/about_wood/choosing-wood/from-log-to-plank/properties-of-softwood/）*木房子冬暖夏凉是为人们公认的事实。这得益于木材明显优于其他建筑材料的保温隔热性能（导热系数小且比热容大，详见“建筑材料的物理性质”那堂课）。单就保温隔热性能来说，木框窗肯定优于金属框窗。之所以后者应该更广泛，是因为前者耐久性差（木材容易腐烂虫蛀）且价格高。Withwoodbecomingincreasinglyexpensiveinthelocalmarket,Woodwindowsofferthebestinsulativevalue,thoughtheyalsorequiremoreupkeepthanvinylandaluminumframes.Becauseofthepotentialforrot,theymaynotbethebestchoiceforextremelyhumidorrainyclimateslikethePhilippineshoweverawell-builtwoodwindowwillstandthetestoftime.(/tag/energy-efficiency-windows/)*湿胀干缩，即含水率变化可能带来较大的体积变化，是木材物理性质的重要内容。大家还记得上次课我们讲过的木材中水的3种状态吗？对，自由水、吸附水和（化学）结合水。通常把木材细胞壁中的吸附水达到饱和，而细胞腔和细胞壁内无自由水时的含水率定义为木材的纤维饱和点（含水率）。这一特征值是木材含水率变化是否导致其湿胀干缩的分界点。换言之，只有当木材的含水率低于纤维饱和点，其变化才会造成木材的湿胀干缩。木材不同部位的湿胀干缩程度是有差别的。木板之所以容易发生这样的翘曲，便是由于其内、外层纤维干缩量不同所致。推而广之，从树木横断面不同部位取材而加工的木料，在风干过程中都可能发生不同程度和方式的干缩变形，从而改变原来的形状和尺寸。因此，有必要待木材干燥稳定才好加工和使用。*干燥稳定，也就是接近平衡含水率。所谓平衡含水率是指木材长期处于一定温、湿度的环境中，其内、外部水分交换达到相对平衡时的含水率。木材的实际含水率接近平衡含水率时，木材的性质才趋于稳定。如图所示，木材的平衡含水率随气温和环境湿度变化而变化。关于木材的使用，有这样一句谚语：“干千年，湿千年，干干湿湿两三年”，说的便是含水率变化对木材性质的影响。*这幅图同样反映的是木材的平衡含水率与环境湿度和气温之间的定量关系，不过与前面那幅图不同的是，横坐标由气温变成了环境（相对）湿度。对比两幅图，你有什么发现？*没错！木材的平衡含水率的确会随季节和地区而变化，还会随树种不同而不同。*鉴于木材各向异性的特点，其不同方向上的湿胀干缩量差别较大，其中弦向（或切向）最大，径向次之，纵向（或轴向）最小。上图清晰地反映出，当实际含水率高于纤维饱和点