建筑材料课件一三

第九章木材第一节木材的分类和构造第二节木材的物理性质第三节木材的干燥与防腐第四节木材和人造板材

返回键第一节木材的分类和构造

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，每一类树木各自的特点及用途。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。一、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（如图9-1所示）树干的三个切面进行。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。2、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。3、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。

4、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。二、木材的微观构造与组成：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。第二节木材的物理性质一、含水率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，潮湿的木材在干燥的空气中能放出水分，干燥的木材能从周围的空气中吸收水分，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。

二、湿涨干缩（变形）：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，如图9-5松木的含水膨胀，由此可见，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；顺纹方向变形最小如图9-6木材干燥后截面形状的改变。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三、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。各种强度的对比如表9-1所示。木材强度之间的关系

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。建筑中常见树种的的力学性质见表9-3常见木材的力学性质

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返回键抗压抗拉抗弯抗剪顺纹横纹顺纹横纹顺纹横纹11/10-1/32-31/20-1/311/2-21/7-1/31/2-1返回芳键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、水曲柳等第三铃节闹木材庄的干捏燥与闻防腐为了罪保持驰所有否的尺桂寸和知形状礼，延留长使待用寿皱命，日木材刘在加恰工和秋使用摧前必滤须进丑行干虫燥处唯理和吨防腐茶处理拦。一牲、以木材房诚的干膏燥藏干燥抢方法裙可分将为自找然干坊燥和遵人工挡干燥1、低自然尘干燥躁该蔑方法就是将滥锯开液的板首材或阿方材晒按一呀定的磁方式岔堆积税在通同风良煮好的饿场所絮，避待免阳慎光的讲直射嫩和雨辱淋，冷使木塌材中拖的水上分自欺然蒸欧发。沟这种座方法楚简单同易行每，不寒需要佣特殊耳设备忧，干滚燥后耳木材军的质件量良艺好。际但干洋燥时凉间长妻，占兆用场初地大脚，只轿能干欲燥到搏风干歌状态爆。2、凤人工侄干燥退这惯种方某法利庄用人呈工的刑方法娃排除岂木材竿中的忆水分撇，常播用的辱方法转有：唐水浸资法、布蒸材恰法和拾热炕在法等二不、木置材的酿防腐木材悔的腐锐蚀是巨由真以菌侵腾入所惰至，聋真菌纺侵入誉将改远变木玩材的肤颜色唐和结厌构使风细胞照壁受篇到破惯坏，抹从而朋导致铸木材季物理赛力学雅性能扬降低姓，使律木材切松软备或成洒粉末轰，此趣即为肝木材伶的腐浸蚀。逝引起哄木材渴变质送腐蚀恐的真坡菌分捕三种己，即狸霉菌走、变布色菌描和腐晒朽菌随。霉槐菌只凑寄生严于木挥材表私面，录对木快材不碑起破歼坏作竭用；残通常板称为谁发霉酿。变侧色菌蒙以细制胞腔矛内淀金粉、昨糖类星等为炉养料机，不苍破坏望细胞予壁，励故对昆木材纸的破耻坏作勾用也液很小誉。而岛腐蚀总菌是践以细扛胞壁信物质门分解惰为养牧料，距进行束繁殖漠、生予长，时故木悟材的烦腐蚀凉主要博来自隔于腐踢蚀菌局。扬真菌灶是在威一定峰的条亏件下距才能阵生存州和繁瘦殖的盈，其宽生存矮繁殖袋的条细件：夜一是饱水分逝，木清材的酬含水汇率为宪18讯%时搭即能伞生存严：3杀0～促60炒%时逗最宜铲生存宣、繁猎殖；印二是按温度朝，真糠菌最甘适宜尽生存动繁殖辈的温傅度为浮15驻～3网0℃哲，高子出6卖0℃鹅无法皂生存每；三扔是氧区气，澡有5塌%的蛋空气卫即可度生存牢；四欣是养渣份，技木质敞素、柴淀粉壳、糖卫类等貌为营雁养。删木烟材的法腐蚀拌一般命是由舰一些轧菌类沙和昆毁虫的能侵害笔造成顿的。在适植当的揪温度题（2缺5-姿30滚度）辰和湿慰度（韵含水固率在参35纵-5芳0%渔）等吸条件良下，竖菌类匪、昆劳虫易沫于在竞木材尺中繁滑殖，才破坏计木质榨，严云重影绝响木跃材的迁使用劳。为粪了延洁长木挡材的押使用搞寿命句，对湾木材始可采想用以肚下两晕种防充腐处足理方敌法：1、尸结构芦预防艘法叠在设锋计和沿施工礼中，换使木过材构垂件不袖受潮编湿，轰在良绞好的胆通风贯条件寻下，扰在木件材和拨其他债材料佣之间惧用防勾潮衬湾垫，季不将计支节肾点或武其他爸任何举木构辆件封挂闭在映墙内质，木储地板红下设葬置通浴风洞梢，木纱屋顶歉采用运山墙容通风世，设粗置老捡虎窗莫等。2迫、防蛮腐剂笛法令是通惩过涂虚刷或鱼浸渍膜防腐衡剂，瓶使木路材含刘有有卖毒物乓质，恳以起括到防代腐和塑杀虫统作用欧。常察用的蛇防腐卖剂有执：水残剂（丈如氯辱化钠财、氯置化锌越、硫他酸铜田、硼看酚合婚剂）贡油剂抬的（铸如林村丹五舌氯合愿剂）飘和乳咐剂的脸（如赶氯化耍钠沥的青膏枝浆）妨。返回斧键第四匀节羡木材域和人含造板祖材一榨、愿木材希产品木材替按其思加工渡程度梁和用圾途不渔同，患常分潮为：押原条虑、原机木、酒枕木昌和锯握材四帖种。扭原嘱条是撞指去成皮（克也有群不去椒皮的浆）而派未经仅加工哪成规误定材夹品的洗木材质，主舌要用字于建坑筑工魂程的鹅脚手量架和爱供进乞一步碑加工浪等。违原樱条是撑指除晒去树井皮（损也有晚不去俯的）窃和树疲梢并合按尺拌寸切僚取的镇材料卡，有燃直接裕使用陆原木悬和加疲工原好木之捐分，玻直接赛使用挑原木漆在建驻筑工待程中躺用做班屋架较、檩槽条等田；加哗工原夫木用霉于锯渡制普午通锯蚀材，临加工期胶合锻板等轿。酱锯材抚是指痛已经低加工伶锯解联成一阔定尺橡寸的拌的木际料。严凡宽查度为衰厚度哀三倍小以上伟的，田称为尘板材级，不涨足三衡倍为从枋材折。针叶核树和苦阔叶眉树剧孙材均体根据辽节子倾、腐纹朽、湖裂纹趴、虫兄害等印七项甲缺陷吹分等娇。桃柚金坛钞木花梨桂木红檀然香二啦、人说造板意材短它是稠利用垒木材欲或含置有一跪定量及的纤评维的供其他画植物姑作原目料，鸣采用毕一般庙物理韵和化篮学方首法加切工制葵成的盒。这聪类板问材与匠天然贸木材膏相比唤，板宗面宽汇、表页面平滥整光匀洁，手没有遵节子象、虫椒眼和获各向牺异性校等缺望点，营不翘测曲、行不开券裂，馋经加括工处挠理后义还具牙有防驴火、净防水伟、防娱腐、替防酸旬等性幕能。常常孤用的抄人造趣板材迎有：毙胶合农板、歼纤维项板、迫刨花币板等备。1、汤胶合朝板鼠它是慢使三降层或龟多层荐单板胶的纤南维方书向互像相垂溉直胶双合而璃成的姻薄板掘。一协般可抗分为它阔叶位树材畏普通川胶合桶板和足松木贿普通遇胶合伤板两个种，冰其特葬性和情适用侄范围托见表敏9-纠6。2、烟纤维乔板恰它是盐将树免皮、仔刨花冰、树拐枝