建筑材料之木材介绍

第十章木材木材是人类最早应用于建筑以及装饰装修的材料之一。由于木具有许多不可由其它材料所替代的优良特性，它们至今在建筑装饰装修中仍然占有极其重要的地位。虽然其它种类的新材料不断出现，但木材仍然是家具和建筑领域不可缺少的材料，其特点可以归结如下：（1）不可替代的天然性。木、竹材是天然的，有独特的质地与构造，其纹理、色泽等能够给人们一种回归自然、返朴归真的感觉，深受广大人们所喜爱；（2）典型的绿色材料。木、竹材本身不存在污染源，其散发的清香和纯真的视觉感受有益于人们的身体健康。与塑料、钢铁等材料相比，木、竹材是可循环利用和永续利用的材料；（3）优良的物理力学性能。竹、木材是质轻而高比强度的材料，具有良好的绝热、吸声、吸湿和绝缘性能。同时，竹、木材与钢铁、水泥和石材相比具有一定的弹性，可以缓和冲击力，提高人们居住和行走的安全。（4）良好的加工性。竹、木材可以方便地进行锯、刨、铣、钉、剪等机械加工和贴、粘、涂、画、烙、雕等装饰加工。

基于上述的特点，木质装饰材料迄今为止仍然是建筑装饰领域中应用最多的材料。

10.1木材的分类和构造

土木工程中使用的木材是由树木加工而成，树木的种类不同，木材的性质及应用也不同，因此必须了解木材的种类，才能合理的选用木材。树木共分为针叶树和阔叶树两大类，木材的性质主要决定于木材的构造，木材的构造可以从宏观和微观两个层次上认识。种类特点用途树种针叶树树叶细长，成针状，树干直而高大，木质较软，易于加工，强度较高，表观密度较小，胀缩变形较小。是建筑中主要使用的树种。多用作承重构件、门窗等。松树、柏树、杉树等。阔叶树树叶宽大呈片状，大多为落叶树。树干通直部分较短，木质较硬，加工较困难，表观密度较大，易于胀缩，翘曲，裂缝常用于内部装饰次要的承重构件和胶合板等揄树、桦树、水曲柳等10.1.2木材的宏观构造：

1、木材的宏观构造是指用肉眼和放大镜能观察到的构造特征。由于木材构造的不均匀性即各向异性，观察其宏观构造时必须从三个切面即横切面、径切面、弦切面进行。

(1)、从横切面可以看出：木材主要是由髓心和木质部组成的。木质部是土木工程中使用的主要部分，在木质部中心颜色较深的部分称为心材；靠近树皮颜色较浅的部分叫边材，心材含水量较少，不翘曲变形，抗腐蚀性较强。边材含水量大，容易翘曲变形，抗腐蚀性也不如心材。一般心材的利用价值比边材大一些。

从横切面上看到的深浅相间的同心圆环，即所谓年轮，在同一年轮内，春天生长的木质颜色较浅、材质松软，称为春材（早材）。而夏秋两季生长的木质颜色较深，材质坚硬，称为夏材（晚材）。夏材部分越多，年轮越密且均匀，木材质量越好，强度越高。

髓心是树干的中心，其材质松软、强度低、易磨蚀和虫害。从髓心向外的射线称为髓线，它与周围连结差，干燥时易开裂。

2、从弦切面可以看出，包含在树干中，从树干旁边生长出的枝条部分称为节子，节子与周围木材紧密连生，构造正常称为活节；由枯死枝条形成的节子称为死节。节子构造致密破坏木材构造的均匀性和完整性，对木材的性能影响较大，颜色与主干差异较大。

3、从径切面可以看出，木材中的纤维排列与纵轴方向是一致的，如出现不一致的倾斜纹理称为斜纹，斜纹会大大降低木材的强度。10.1.3木材的微观结构

微观构造是指借助显微镜才能看到的组织。针叶树与阔叶树即在微观构造上存在着很大差别，同时又具有许多共同特征，木材是由无数管状细胞组成的，除少数细胞横向排列外（形成髓线），绝大部分细胞是纵向排列的。每个细胞都由细胞壁和细胞腔组成，细胞壁由若干层细纤维组成；纤维之间纵向连接比横向连接牢固，所以木材具有各向异性；同时细胞中细胞腔和细胞间隙之间存在着大量的孔隙，决定了木材具有吸湿性较大的特点。木材细胞因功能不同分为管胞、导管、木纤维髓线等多种，不同树木其细胞组成不同，其中针叶树组成简单，髓线细小，但阔叶树组成复杂，髓线发达，粗大且明显，所以造成了二者树木构造及性能上的差异。10.1.4木材的缺陷木材在生长、采伐、储运、加工和使用过程中会产生一些缺陷（疵病），这些缺陷不仅降低木材的力学性质，而且影响木材的外观质量，其中节子、裂纹和腐朽对材质的影响最大。（1）节子（2）裂纹10.2木材的物理和力学性质10.2.1含水量木材中所含的水分有细胞腔内和细胞间隙的自由水和存在于细胞壁内的吸附水。新采伐的或潮湿的木材，内部都含有大量的自由水和吸附水。当木材干燥时，首先是自由水很快的蒸发，但并不影响木材的尺寸变化和力学性质。当自由水完全蒸发后，吸附水才开始蒸发，蒸发较慢，而且随着吸附水的不断蒸发，木材的体积和强度均发生变化。自由水含量的变化仅影响木材的容重、抗腐蚀性、干燥性和燃烧性。木材内细胞壁吸水饱和，而细胞腔及细胞间隙内无自由水时的含水率称为木材的纤维饱和点。纤维饱和点是水分对木材物理力学性能影响的转折点。木材纤维饱和点的数值，通常介于25～35%之间。一般，松木的纤维饱和点约为30%。

由于木材中存在大量的孔隙，木材具有良好的吸湿性，这种性能称为木材的吸湿性，木材的吸湿性用含水率来表示，即木材所含的水的质量与干燥木材质量的百分比来表示。当木材在某种介质中放置一段时间后，木材从介质中吸入的水分和放出的水分相等，即木材的含水率与周围介质的湿度达到了平衡状态，此时的含水率称为平衡含水率。木材的平衡含水率与周围介质的温度及相对湿度有关。

木材在纤维饱和点以内含水率的变化对变形、强度等物理力学性能影响极大，为了避免木材因为含水率大幅度变化而引起变形及制品开裂，因此木材在使用前，使用前必须使其含水率达到使用环境常年平均平衡含水率。木材的平衡含水率随其所在的地区不同而异，我国北方约为12%左右，南方约为18%左右，长江流域一般为15%左右，南方更高些。

10.2.2、湿涨与干缩

木材细胞壁内吸附水含量的变化会引起木材变形，称为湿胀干缩。当潮湿状态的木材处于干燥环境中首先放出的是自由水木材尺寸不改变只是重量减轻，然后才放出吸附水，木材才开始收缩。而干燥的木材处于潮湿环境时，首先吸入的是吸附水，木材就会膨胀，木材的干湿变形仅在纤维饱和点以内变化时才发生，若含水率超过纤维饱和点，存在于细胞壁和细胞间隙中自由水的变化，只会使木材的体积密度及燃烧性能等发生变化，而对变形是没有影响的。

木材的干湿变形的大小随树种不同，变形的大小也不同。一般体积密度大，夏材率含量高时，胀缩变形就大。同时由于构造不均匀，同一木材当含水率变化时各方向变形的大小也不同，其变形为弦向最大；径向次之；顺纹方向变形最小干缩对木材的使用有很大的影响，它会使木材产生裂缝或翘曲变形，以至引起木结构的结合松弛或凸起等。10.2.3木材的强度：

木材构造的各向异性决定了木材的各项强度都具有明显的方向性，木材按受力状态分为抗压、抗拉、抗弯和抗剪四种强度，而抗拉、抗压、抗剪强度都有顺纹（作用方向与纤维方向平行）和横纹（作用方向与纤维方向垂直）之分，这两种强度有很大的差别。木材的强度除本身组织构造因素外，还与含水率、疵病外（木节、斜纹、裂缝、腐朽及虫蛀等）、负荷时间、温度等因素有关。当木材的含水率低于纤维饱和点时，含水率降低，吸附水减少，细胞壁紧密，因此木材的强度增高；反之，吸附水增多，细胞壁膨胀，组织疏松，强度下降。。而当木材的含水率超过纤维饱和点时，含水率的变化只限于细胞腔和细胞间隙中的自由水发生变化，含水率的变化对强度几乎无影响。

同时，含水率在纤维饱和点以内变化时，对不同方向的不同强度影响也不同，对顺纹抗压强度和抗弯强度影响较大，对顺纹抗剪强度和顺纹抗拉强度影响较小。环境温度升高，将使木纤维的胶凝物质处于软化状态，其强度和弹性均降低，若木材受冻时，水结冰使木材强度增大，且材质硬脆，一旦解冻，其各项强度均降低。

由于木纤维在长期荷载下蠕动产生的徐变，木材对长期荷载的抵抗能力低于短期荷载的抵抗能力。木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为持久强度。一般情况下，木材的持久强度仅为短期荷载强度的50～60%。因此木材用于长期荷载作用下的木结构，必须考虑负荷时间对木材强度的影响。10.3木材的防护为了保持所有的尺寸和形状，延长使用寿命，木材在加工和使用前必须进行干燥处理和防腐处理。

10.3.1干燥木材的干燥干燥方法可分为自然干燥和人工干燥1、自然干燥该方法是将锯开的板材或方材按一定的方式堆积在通风良好的场所，避免阳光的直射和雨淋，使木材中的水分自然蒸发。这种方法简单易行，不需要特殊设备，干燥后木材的质量良好。但干燥时间长，占用场地大，只能干燥到风干状态。2、人工干燥这种方法利用人工的方法排除木材中的水分，常用的方法有：水浸法、蒸材法和热炕法等。10.3.2木材的防腐防虫木材的腐蚀是由真菌侵入所至，真菌侵入将改变木材的颜色和结构使细胞壁受到破坏，从而导致木材物理力学性能降低，使木材松软或成粉末，此即为木材的腐蚀。引起木材变质腐蚀的真菌分三种，即霉菌、变色菌和腐朽菌。霉菌只寄生于木材表面，对木材不起破坏作用；通常称为发霉。变色菌以细胞腔内淀粉、糖类等为养料，不破坏细胞壁，故对木材的破坏作用也很小。而腐蚀菌是以细胞壁物质分解为养料，进行繁殖、生长，故木材的腐蚀主要来自于腐蚀菌。

真菌是在一定的条件下才能生存和繁殖的，其生存繁殖的条件：一是水分，木材的含水率为18%时即能生存：30～60%时最宜生存、繁殖；二是温度，真菌最

适宜生存繁殖的温度为15～30℃，高出60℃无法生存；三是氧气，有5%的空气即可生存；四是养份，木质素、淀粉、糖类等为营养。木材的腐蚀一般是由一些菌类和昆虫的侵害造成的。在适当的温度（25-30度）和湿度（含水率在35-50%）等条件下，菌类、昆虫易于在木材中繁殖，破坏木质，严重影响木材的使用。为了延长木材的使用寿命，对木材可采用以下两种防腐处理方法：1、结构预防法在设计和施工中，使木材构件不受潮湿，在良好的通风条件下，在木材和其他材料之间用防潮衬垫，不将支节点或其他任何木构件封闭在墙内，木地板下设置通风洞，木屋顶采用山墙通风，设置老虎窗等。2、防腐剂法是通过涂刷或浸渍防腐剂，使木材含有有毒物质，以起到防腐和杀虫作用。常用的防腐剂有：水剂（如氯化钠、氯化锌、硫酸铜、硼酚合剂）油剂的（如林丹五氯合剂）和乳剂的（如氯化钠沥青膏浆）。10.4木材的应用10.4.1木材的初级产品木材按其加工程度和用途不同，常分为：圆条、原木、锯材三种。

原条是指去皮（也有不去皮的）而未经加工成规定材品的木材，主要用于建筑工程的脚手架和供进一步加工等。

原木是指除去树皮（也有不去的）和树梢并按尺寸切取的材料，有直接使用原木和加工原木之分，直接使用原木在建筑工程中用做屋架、檩条等；加工原木用于锯制普通锯材，加工胶合板等。

锯材是指已经加工锯解成一定尺寸的的木料。凡宽度为厚度三倍以上的，称为板材，不足三倍为枋材。

10.4.2人造板材

人造板工业的发展极大地推动了木质装饰材料的发展，中密度纤维板、刨花板、细木工板、竹质板等基材的迅猛发展，以及新的表面装饰材料，使木质装饰材料从品种、花色、质地到产量都大大向前推动了一步。

木质装饰材料以其优良的特性和广泛的来源，大量应用于宾馆、饭店、影剧院、会议厅、居室、车船、机舱等各种建筑的室内装饰中。

木质人造板木质人造板是利用木材，木质纤维、木质碎料或其他植物纤维为原料，加胶粘剂和其他添加剂制成的板材。木质人造板的主要品种有胶合板、细木工板、纤维板和刨花板。一、胶合苍板：胶合秒板是由三遇层或多层咬（3-1惊3）以上弄单板组共合并使影相邻单填板的纤瘦维方向蠢垂直胶旗合而成牢的一种遍人木质机人造板床。1、胶合筒板的特号点：箭优立点：幅济面大、熊变形小说、不易风弯曲，轨强度大涌，施工绢方便。捡缺点：塌由于胶丘合板使筋用大径饥级，优问等原木需作为单器板的原鸭料，毁坚坏森林亡。1525核mmX3适050m喝mX3m者m-50里mm2、胶合板袍的分类：骨（1）按制纱作方法贪分类：的旋切胶脖合板和夕刨切胶朗合板切哨制：刨兵切薄木篇在刨切替机上进暂行。将甜木方固情定在夹茎持板上凤，刀具朋固定在拨刀架上忠，从而缺自木方荷上刨切眨下一定之厚度的况薄木。我旋切薄派木是在隔精密旋方切机上策进行。肿旋切所词得薄木年连续成驶带状，楚花纹一施般成山晌水状，百在装饰昆薄木中续较少采粒用旋切耀制造薄迹木。按泳胶合板阀的性能辱分：阻位燃的和宴普通的灭，在普世通里面隙分为四惩类：一汁类：耐纳气候胶害合板，畜具有耐壶久、耐评沸煮或讨蒸汽处老理等性访能，用自于室内造外使用逼；二类督：耐水袜胶合板秧，能在鸣冷水中骗浸渍或芬受短时馆间热水歌浸渍，互但不耐班沸煮；值三类：积耐潮胶书合板，书能耐短选期冷水探浸渍，覆用于室睛内装修裁；四类擦：即不熟耐潮胶泰合板，迅只用在裕常态下揪使用。3、胶合板弦的执行标宏准：

厚听度：２.7,3俗,3.5谨,4,4朋.5,5封.5,6柜mm,自6mm起按1mm递增，厚踪蝶度小于等铃于4mm为薄胶合雪板，3，3.5，4mm厚的胶沟合板为蜜常用规陵格。4、胶合板味的选用要码点：1、甲酚的币释放量：掌经过饰面辆处理后可侮允许用于凤室内时：们测定值为前≤0.5神mg/L2、应用场缴合的特殊妈要求：防述火要求较永高的用阻众燃的胶合膊板。用于劲高级场所京的表面进盖行油漆及晓饰面处理鹿。3、根据外束观质量分波为特等、割一等、二基等，三等腔，其中一闸、二、三饲等为主要垦等级。主权要用于室某内装饰，供如墙面，撕隔墙板、咏顶棚板、仍门面板等咬。

特等承品用于高捷级建筑装差饰，高级巩家具制品恰。一等品溜适用于较伯高级建筑晚装饰，高县中级家具赔，各种电役器外壳等抗制品。二爪等品适用润于家具，腰普通建筑馆，车船等伍的装饰。叫三等品适兆用于低级歇建筑装饰揉等。二、细木烈工板：芯救板用木板记拼接而成追，两个表滤面为胶贴左木质单板耗的实心板然材，俗称骂大芯板。1、特点炮：质轻口、板幅铺宽、易撑于加工生、胀缩叶率小，巩强度高奖，吸声惊，绝热著等特点余。应用高：适用救于家具吐和建筑工物内装苗饰。2、大芯游板是目善前较为怕受欢迎层的材料愈，尤其倾是装修消公司。鞭大芯板雄的芯材趁具有一爪定的强裹度，当山尺寸相维当较小餐时，使奶用大芯骂板的效零果要比掀其他的灯人工板贞材的效价果更佳费。当然基，大芯堵板的施勤工工艺强与现代总木工的英施工工谱艺基本器上是一繁致的，滨其施工旧方便、魄速度快买、成本序相对较会低，所披以越来散越受到弟装修公乳司的喜遗爱。大侍芯板的测工艺，无主要采尊用钉，派同时，信也适用鼠于简单陆的粘压悼工艺。大芯板抓的最主戒要缺点捕是其横陷向抗弯扭性能较贤差，当恶作为书粥柜等项系目的施斑工时，困其大距滥离强度望往往不中能满足沿书的重晕量的要绣求，解诸决方法共只能是租书架的君间隔缩股小。3、选用要践点：含水阔率：应与勇木材的含险水率相同镰或基本相秧同。甲醛亭的释放量畜：直接用扎于室内时没小于等于1.5mg/L难,经过饰蒜面处理香后可允分许用于土室内时指：小于辜等于0.5mg/L。三、纤维板：到纤维板是罪以木材、胡竹材或其尺他农作物镇茎杆等植聋物纤维加梦胶经压合旅而成的人蓝造板。纤优维板按性忌能不同分仿为硬质纤栋维板、半雄硬质纤维和板和软质坡纤维板三堪种。1、特点程：硬质扮纤维板柴：强度粉高，不三易变形躬，用于乡丰墙壁，料地面，过家具等劳；半硬果质纤维女板：表为面光滑垄，材质鸡细密，奖性能稳不定，牢恩固，板弄面再装比饰性能照好，用寻于隔断创，隔墙乡丰，地面钞，高档愤家具；鼻软质纤顷维板：顾结构松逗软，故候强度低填，但吸伞音性和姓保温性识好，主洞要用于粥吊顶等不。三聚氰预胺贴面贱板三聚氰胺管贴面板三聚氰锁胺贴面售板而密度板察的工艺最摔主要的缺财点是膨胀鼓性大，遇夸水后，几徒乎是无可角救药。另谢一个缺点狼是抗弯性殿能差，不朽能用于受局力大的项梢目。2、中密色度纤维钢板甲醛屑释放量册：板内饥甲醛释指放量，款每100轮g重的总栋可抽出非甲醛量啦不得超温过30m唤g。3、选用要容点：甲醛具释放量：句室内外不查一样要求穗。四、刨花捆板：刨花疾板又称碎逐料板，是关用木质碎衰料为主要需原料，施流加胶合材研料，添加柱剂经压制奶而成的薄判型板材的仗统称。圆按用途分精为家具、石室内装饰笔等一般用泼途刨花板柱即A类和非结耕构建筑用泡刨花板即B类刨花旺板。谁刨之花板属岂于中低充档装饰屯材料，农且强度帆低，一怪般主要我用作绝坑热、吸次声材料哲，用于都吊顶、咳隔墙、单家具等本。人造板朋装饰的泻目的，貌概括起爽来有以爷下几种愧：(1)增强板材总美观性，若遮盖人造承板表面的苏部分缺陷论，提高使脊用价值；(2)改善人燥造板的祸功能，岂保护表潜面，使蚕人造板轮具有耐互磨、耐灰热、耐轻水、耐与候，耐欠腐蚀等轻性能；(3)增加板材画的新特性课，提高人目造板的强扭度、刚度丙、尺寸稳届定性，扩童大人造板沾作为结构餐材料的应酷用范围。室内装桐饰装修开用人造辱板及其筑制品中窃甲醛释伯放量应钻符合表1的规定辱。产品名称限量值使用范围限量标志b中密度纤维板、高密度纤维板、刨花板、定向刨花板等≤9mg/100g可直接用于室内E1≤30mg/100g必须饰面处理后可允许用于室内E2胶合板、装饰单板贴面胶合板、细木工板等≤1.5mg/L可直接用于室内E1≤5.0mg/L必须饰面处理后可允许用于室内E2饰面人造板（包括浸渍纸层压木质地板、实木复合地板、竹地板、浸渍胶膜纸饰面人造板等）≤0.12mg/m3可直接用于室内E1≤1.5mg/LE1可直接用于室内的人造板，E2为必须饰面处理后允许用于室内的人造板。木地板劣一、按地咱板结构分掠类难在芝琳琅满目廊的地板装违饰材料中痒，木地板狠是人们首润选的地板获材料，由合于木地板厨是由天然棚的木质材炕料加工而把成的，它春具有独特秒的质感和劫纹理，迎溜合了人们锄回归自然纸、追求质贝朴的心理么，因此，务备受消费斗者的青睐消。朋木访地板的种弃类从原始晃的实木地智板，发展呀至今，新而品纷呈，瓜已由单一眯的实木地滩板衍生为驶众多的木唐地板品种料。按木地情板的结构键和材料来植分，可以包归纳为四棋大类。第一类承实木地而板

实冠木地板是扑用天然材龟料——木材，织用机械城设备加们工而成岁的，该闷地板的门特点是劫保持天恶然材料——木材的专性能。侍第二室类忆实木复屑合地板观实匀木复合捏地板是蹈总称，戴实际上仅它又可店分为多