《土木工程材料》 教案 第十章 木材

土木工程材料教案

课程信息课程名称土木工程材料授课专业土木工程课程类型必修课公共课（）；专业基础课（）；专业课（√）；选修课限选课（）；任选课（）；专业拓展课（）授课方式讲授（√）；实践课（√）；其它（）考核方式考试（）；考查（√）课程教学总学时数32学时学分数2学分学时分配理论课20时；实践课12学时；教材名称土木工程材料作者柯龙；董萌；赵影出版社西安电子科技大学出版社书号978-7-5606-6993-9出版时间2023.09班级课程名称土木工程材料授课教师授课课时2学习课题木材教学基本要求对木材有一个总体的、全貌的了解。教学重点、难点木材的分类及木材的宏观构造和微观构造。木材的物理性质和力学性质。木材在建筑工程中的主要用途及综合利用。木材的腐朽原理及防护措施。教学方法、手段案例导入法、讲授法、小组讨论法教学过程设计导入——专题讲解——问题分析讨论——练习——归纳总结参考案例来自教材、相关参考书教具、教材教学课件PPT、教学录像片

教师学期授课教案授课提纲及重难点分析教学方法设计时间分配及旁注10.1木材概述树木的躯干称为木材，木材是天然的有机材料。木材具有很多优良的性能，如质轻，强度高，有较好的弹性和韧性，导热系数较小，有美丽的纹理，易于着色，可就地取材，易加工等。在现代建筑中，它广泛用于室内装饰和装修等。但由于木材构造不均匀有各向异性，易吸收或散发水分导致变形、开裂、翘曲及强度降低，易腐朽、虫蛀，易燃烧，天然缺陷较多而影响材质，树木成材年限长等缺点，使之在应用上也受到限制，因此，对木材的节约使用和综合利用是十分重要的。10.2木材的分类与构造10.2.1术材的分类木材是由树木加工而成的，树木按树种可分为针叶树和阔叶树两大类。1.针叶树针叶树树叶细长呈针状，大多为四季常青树。树干通直高大，易得大材；纹理顺直，材质均匀，木质较软，易于加工，故又称软木材。针叶树材强度较高，表观密度和胀缩变形较小，耐腐性较强，建筑中多用于制造承重构件、模板、门窗等。常用的树种有松、杉、柏等。2.阔叶树阔叶树树叶宽大，叶脲呈网状，大多为落叶树。树干通直部分较短，材质较硬，较难加工，故又称硬木材。阔叶树材一般表观密度大，胀缩和翘曲变形大，易开裂，建筑中常用来制作尺寸较小的构件。有些树种加工后纹理清晰美观，适用于室内装饰、制作家具和胶合板等。常用的树种有榆木、椎木、水曲柳等。10.2.2术材的构造木材的构造是决定木材性能的重要因素。树种不同、生长环境不同，其构造特征差异很大。木材的构造可从宏观和微观两方面进行研究。1.木材的宏观构造木材的宏观构造是指用肉眼或放大镜所观察到的木材组织。木材是各向异性的，其构造应从树干的三个主要切面来剖析，如图10-2所示。（1）横切面：与树轴垂直的切面；（2）径切面：通过树轴的纵切面；（3）弦切面：垂直于横切面而切于年轮的面。2.木材的微观构造木材的微观构造是指在显微镜下观察到的木材组织。约30min10.3木材的物理力学性质10.3.1术材的物理性质1.密度与表观密度不同树种木材的密度相差不大，平均约为1.55g/cm3。木材的表观密度平均为500kg/m3，其大小与树种及含水率有关，通常以含水率为15%（标准含水率）时的表观密度为准。2.含水量木材的含水量以含水率表示，即木材中所含水的质量占木材干燥质量的百分率。1）木材中的水分木材中所含的水分可分为自由水、吸附水和化合水三种。自由水是存在于细胞腔和细胞间隙之间的水分。2）木材的纤维饱和点木材受潮时，水分进入木材后，首先形成吸附水，吸附水饱和后才形成自由水。木材干燥时，首先失去自由水，然后才失去吸附水。3）平衡含水率木材长时间处于一定温度和湿度的空气中，干燥木材能从空气中吸收水分，潮湿木材能向周围释放水分，直到木材的含水率与周围空气中的相对湿度达到平衡，此时木材的含水率称为平衡含水率。10.3.2术材的力学性质1.木材的湿胀与干缩木材具有显著的湿胀干缩性，即木材细胞壁内吸附水含量的变化引起的木材的变形。2.木材的强度1）木材的各种强度按受力状态，木材的强度主要有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度。2）影响木材强度的因素木材强度除由本身组织构造因素决定外，还与含水率、环境温度、负荷时间、疵病等因素有关。（1）含水率（2）环境温度（3）负荷时间（4）疵病10.4木材在工程中的应用10.4.1木材的特性由于木材具有其独特的优良特性，木质饰面给人以一种特殊的优美观感，这是其他装饰材料无法相比的，因此，木材在建筑工程尤其是装饰领域中始终保持着重要的地位。10.4.2木材的品种建筑用木材通常以原木、板材、杭材三种型材供应。原木是指去枝、去皮后按规格加工成一定长度的木料；板材是指宽度为厚度的三倍或三倍以上的型材；而杭材则为宽度不足三倍厚度的型材。10.4.3术材在建筑工程中的应用1.木材在结构工程中的应用木材是传统的建筑材料，在古建筑和现代建筑中都得到了广泛应用。在结构上，木材主要用于构架和屋顶，如梁、柱、橡、望板、斗拱等。2.木材在装饰工程中的应用在国内外，木材历来被广泛用于建筑室内装修与装饰，它给人以自然美的享受，还能使室内空间产生温暖与亲切感。1）条木地板条木地板是室内使用最普遍的木质地面,它是由龙骨、地板等部分构成。地板有单层和双层两种,双层者下层为毛板,面层为硬木条板,硬木条板多选用水曲柳、椎木、枫木、袖木、榆木等硬质树材,单层条木板常选用松、杉等软质树材。2）拼花木地板拼花木地板是较高级的室内地面装修,分双层和单层两种,两者面层均为拼花硬木板层,双层者下层为毛板层。3）护壁板护壁板又称木台度,在铺设拼花地板的房间内往往采用木台度,以使室内空间的材料格调一致,给人一种整体景观和谐的感受。4）木装饰线条木装饰线条简称木线条。木线条种类繁多,主要有楼梯扶手、压边线、墙腰线、天花角线、弯线、挂镜线等。各类木线条立体造型各异,每类木线条又有多种断面形状5）木花格木花格即为用木板和杭木制作成具有若干个分格的木架,这些分格的尺寸或形状一般都各不相同。6）旋切微薄木旋切微薄木是以色木、桦木或多瘤的树根为原料,经水煮软化后旋切成厚为0.1mm左右的薄片,再用胶黏剂黏贴在坚韧的纸上（即纸依托）制成卷材。3.木材的综合利用木材在加工成型材和制作成构件的过程中，会留下大量的碎块、废屑等，将这些下脚料进行加工处理，就可制成各种人造板材（胶合板原料除外）。常用人造板材有以下几种：1）胶合板胶合板是将原木旋切成的薄片，用胶黏合热压而成的人造板材，其中薄片的叠合必须按照奇数层数进行，而且保持各层纤维互相垂直，胶合板最高层数可达15层。2）纤维板纤维板是将木材加工下来的板皮、刨花、树枝等边角废料，经破碎、浸泡、研磨成木浆，再加入一定的胶料，经热压成型、干燥处理而成的人造板材，分硬质纤维板、半硬质纤维板和软质纤维板三种。纤维板的表观密度一般大于800kg/m3，适合作保温隔热材料。3）刨花板、木丝板、木屑板刨花板、木丝板、木屑板是分别以刨花木渣、边角料刨制的木丝、木屑等为原料，经干燥后拌入胶黏剂，再经热压成型而制成的人造板材。4）复合板复合板主要有复合地板及复合木板两种。复合地板是一种多层叠压木地板，板材的80%为木质。10.5木材的防护处理10.5.1木材的干燥为了防止木材的收缩、变形与开裂，必须对木材进行干燥处理。只有将木材干燥到规定的含水率以下，才能保障其在长期使用过程中的稳定性。木材的干燥包括自然干燥和人工干燥两种方法。10.5.2木材的防腐和防蛀由于木材的天然化学组成使得木材极易受到虫蛀和腐蚀，所以在投入使用前，需要对木材进行防蛀防腐处理。加压处理就是