《土木工程材料》课件 10木材

木材的分类与构造10.1木材的主要技术特性10.2内容提要10木材木材的防护及应用10.3重点和难点木材的特性重点难点影响木材强度的主要因素10木材木材的防护思考木材的纤维饱和点和平衡含水率是什么？影响木材强度的因素有哪些？如何进行木材的防腐处理？10木材应县木塔是我国现存最古老最高大的纯木结构楼阁式建筑，建于公元1056年。塔高67.31米，底层直径30.27米，总重量约7400吨。塔高九层，五个明层四个暗层，外观为五层六檐。结构上采用双层环形套筒空间框架，没用一个铁钉，全靠构件互相铆榫咬合。全塔共使用54种不同形式的斗拱，称为“斗拱博物馆”。应县木塔10木材–10.1木材的分类与构造质轻,强度大弹性和韧性好,抗冲击性强导热性小,干燥条件下耐久性好外观好,易于加工易腐易燃木材的特点木材的特点10木材–10.1木材的分类与构造树木的分类针叶树、阔叶树按树叶不同分10木材–10.1木材的分类与构造树木的分类针叶树、阔叶树按树叶不同分10木材–10.1木材的分类与构造针叶树针叶树叶子细长呈针状，大多为四季常青树。树干通直且高大，纹理顺直，材质均匀，木质较软，易于加工，故称“软木材”针叶树是主要建筑与装饰材料，广泛用于各个构件和装饰部件。常用的针叶树种有松、杉、柏等。树木的分类10木材–10.1木材的分类与构造树木的分类阔叶树树叶宽大，叶脉呈网状，大多为落叶树，树干通直部分较短，材质较硬，较难加工，故称“硬木材”阔叶树木材表观密度大，干缩变形大，易翘曲或开裂，建筑上常用来制作尺寸较小的构件。常用的树种有榆木、椴木、榉木、水曲柳、泡桐、柞木等。阔叶树10木材–10.1木材的分类与构造原条、原木、板方材按加工程度和用途不同分原条是指已经修枝、剥皮但尚未加工造材的木材。树木的分类10木材–10.1木材的分类与构造原条、原木、板方材按加工程度和用途不同分原条是指已经修枝、剥皮但尚未加工造材的木材。原木是指伐倒后，经修枝并截成规定长度的木材。树木的分类10木材–10.1木材的分类与构造原条、原木、板方材按加工程度和用途不同分原条是指已经修枝、剥皮但尚未加工造材的木材。原木是指伐倒后，经修枝并截成规定长度的木材。板方材是指按一定尺寸锯解、加工成的板材和方材。树木的分类10木材–10.1木材的分类与构造木材的宏观构造是指用肉眼或放大镜所看到的木材组织。木材是由无数不同形态、不同大小、不同排列方式的细胞所组成。木材由树皮、木质部和髓心三个部分组成：木材的宏观构造10木材–10.1木材的分类与构造木材主要是使用木质部，其中靠近髓心的部分颜色较深，称为心材；靠近树皮的部分颜色较浅，称为边材。心材含水量较小，不易翘曲变形，耐蚀性较强；边材含水量较大，易翘曲变形，耐蚀性较差。木材的宏观构造10木材–10.1木材的分类与构造温带和寒带生长的树木每年生长季开始时生长旺盛，形成层分生出来的细胞比较大，木材的材色浅，组织松软，称其为早材(春材)；此后分生出来的细胞壁厚，腔小，材色深，组织致密，称为晚材(又称夏材)。一般来说，相同树种，同一地带，夏材所占比例大，强度就越高，年轮密而均匀，材质好。木材的宏观构造木材的微观构造是指用显微镜所能观察到的木材组织。在显微镜下观察木材的切片，木材是由无数管状细胞结合而成的。1—细胞壁；2—细胞腔；

3—树脂流出孔；4—木髓线1—细胞腔；2—初生层；

3—细胞间层木材的微观构造10木材–10.1木材的分类与构造不同树种木材的密度相差不大，平均约为1.55g/cm3。木材的表观密度因树种不同而不同。大多数木材的表观密度在400～600kg/m3范围内，平均为500kg/m3。木材的密度和表观密度10木材–10.2木材的主要技术特性密度表观密度木材中的水分可分为三种，即自由水、吸附水和结合水。自由水存在于组成木材的细胞间隙中，影响木材的表观密度、燃烧性、干燥性及渗透性。吸附水是被物理吸附于细胞壁内的细纤维之间的水分，是影响木材强度和胀缩变形的主要因素。结合水是组成细胞化合成分的水分，对木材的性能无影响。木材的含水率是指木材中所含水的质量与木材干燥后质量的百分比值。木材的含水率10木材–10.2木材的主要技术特性当潮湿的木材蒸发水分时，首先蒸发的是自由水，当自由水蒸发完毕而吸附水尚在饱和状态时的含水率称为纤维饱和点。纤维饱和点是所有木材材性变异的转折点，对木材的强度、胀缩变化、导电性有很大影响。木材的纤维饱和点随树种不同有差别，一般为25%~35%，平均为30%。木材的纤维饱和点纤维饱和点10木材–10.2木材的主要技术特性木材长时间暴露在一定温度和湿度的空气中，干燥的木材能从空气中吸收水分，潮湿的木材能向周围释放水分，直到木材的含水率与周围空气的相对湿度达到平衡为止。我们将与周围空气的相对湿度达到平衡时木材的含水率称为平衡含水率。木材的平衡含水率平衡含水率10木材–10.2木材的主要技术特性木材的吸湿性是木材从空气中吸收水蒸气和其他液体蒸气的性能。木材的吸湿性会使木材的物理力学性质随着平衡含水率的变化而变化。木材在使用时其含水率应接近或稍低于平衡含水率。木材各方向的胀缩变形不同，其中以弦向最大，径向次之，纵向最小。木材的湿胀干缩湿胀与干缩10木材–10.2木材的主要技术特性木材的吸湿性是木材从空气中吸收水蒸气和其他液体蒸气的性能。木材的吸湿性会使木材的物理力学性质随着平衡含水率的变化而变化。木材在使用时其含水率应接近或稍低于平衡含水率。木材各方向的胀缩变形不同，其中以弦向最大，径向次之，纵向最小。湿胀与干缩木材的湿胀干缩10木材–10.2木材的主要技术特性根据外力的作用，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。一般每一类强度根据施力方向不同又有顺纹受力与横纹受力之分。顺纹受力是指作用力方向平行于纤维方向。横纹受力是指作用力的方向垂直于纤维方向。木材的顺纹强度和横纹强度差别很大。木材的强度10木材–10.2木材的主要技术特性抗压强度抗拉强度顺纹横纹顺纹横纹10010~20200~3006~20抗弯强度抗剪强度顺纹横纹1500~20015~2050~100顺纹剪切

横纹剪切木材的强度10木材–10.2木材的主要技术特性含水率

环境温度

负荷时间

缺陷

影响木材强度的主要因素10木材–10.2木材的主要技术特性含水率

环境温度

负荷时间

缺陷

影响木材强度的主要因素当含水率在纤维饱和点以上变化时，仅仅是自由水的增减，对木材强度没有影响；当含水率在纤维饱和点以下变化时，随含水率的降低，细胞壁趋于紧密，木材强度增加。1—顺纹抗拉；2—抗弯；

3—顺纹抗压；4—顺纹抗剪10木材–10.2木材的主要技术特性含水率

环境温度

负荷时间

缺陷

影响木材强度的主要因素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。木材的持久强度比其极限强度小得多，一般为极限强度的50%~60%。10木材–10.2木材的主要技术特性含水率

环境温度

负荷时间

缺陷

影响木材强度的主要因素当温度由25℃升至50℃时，将因木纤维和其间的胶体软化等原因，使木材抗压强度降低20%~40%，抗拉和抗剪强度降低12%~20%。因此，长期处于高温环境下的建筑物不宜采用木结构。10木材–10.2木材的主要技术特性含水率

环境温度

负荷时间

缺陷

影响木材强度的主要因素木材的缺陷主要有木节、斜纹、裂纹、腐朽及虫害等。这些缺陷会对木材的力学性能造成不利影响，导致木材的强度降低、质量等级下降，甚至完全不能使用。10木材–10.2木材的主要技术特性指木材抵抗其他物体压入木材的能力。木材端面的硬度最大，弦面次之，径面稍小。木材的硬度和耐磨性木材的硬度指木材抵抗磨损的能力。作木地板的国产阔叶材树种中以荔枝叶红豆耐磨性最大，南方的泡桐树耐磨性为最小。木材的耐磨性10木材–10.2木材的主要技术特性木材的腐朽一般为真菌侵入所形成。真菌在木材中生存和繁殖，必须同时具备以下三个条件：适当的水分

适宜的温度

足够的空气

木材的腐朽10木材–10.3木材的防护及应用防腐剂处理：用化学防腐剂对木材进行处理，使木材变为有毒的物质而使真菌无法寄生。木材防腐剂一般分为水溶性、油质和膏状三类。对木材进行防腐处理的方法很多，主要有涂刷或喷涂法、压力渗透法、常压浸渍法、冷热槽浸透法等。防腐处理保持干燥

木材的腐朽防腐措施10木材–10.3木材的防护及应用木材的防火：是指将木材经过具有阻燃性能的化学物质处理后，变成难燃的材料，以达到遇小火能自熄，遇大火能延缓或阻止燃烧蔓延，从而赢得补救时间。要阻止和延缓木材燃烧，可有以下几种措施：抑制木材在高温下的热分解

增加隔氧作用

阻止热传递

木材的防火10木材–10.3木材的防护及应用通过常压浸注和加压浸注吸入木材内部。浸注处理前，要求木材必须达到充分气干，并经初步加工成型，以免防火处理后进行大量锯、刨等加工，使木料中浸有阻燃剂的部分被除去。溶液浸注法

表面涂敷法

即在木材表面涂敷防火涂料，既防火又具防腐和装饰作用。木材的防火木材防火处理方法10木材–10.3木材的防护及应用条木地板

复合木地板

拼花木地板

木地板10木材–10.3木材的防护及应用条木地板

复合木地板

拼花木地板

木地板平口条木地板：六面均为平直的长方体及六面体或工艺形多面体木地板。除可作地板外，也可作拼花板、墙裙装饰以及天花板吊顶等室内装饰。企口条木地板：板面呈长方形，其中一侧为榫，另一侧有槽，其背面有抗变形槽。铺设时榫和槽必须结合紧密。适用于办公室、会议室、会客室、休息室等场所。10木材–10.3木材的防护及应用条木地板

复合木地板

拼花木地板

木地板由多块条状小木板以一定的艺术性和规律性的图案拼接成方形。适用于高级楼宇、宾馆、别墅、会议室、展览室、体育馆和住宅等的地面装饰。10木材–10.3木材的防护及应用条木地板

复合木地板

拼花木地板

木地板复合木地板是由耐磨层、装饰层、基材层、平衡层胶合而成的木地板。其耐磨层是采用Al2O3或碳化硅覆盖在装饰层（如木纹装饰纸）上；基材层多采用高密度纤维板（HDF）、中密度纤维板（MDF）或特殊形态的优质刨花板，前两者居多。平衡层也叫防潮层或底层，其作用是防潮和防止强化木地板变形。10木材–10.3木材的防护及应用条木地板

复合木地板

拼花木地板

木地板优点：规格尺寸大、不易变形、不易翘曲、板面具有较好的尺寸稳定性、整体效果好、铺设工艺简捷方便、阻燃、绝缘、隔潮、耐腐蚀等。缺点：胶粘剂中含有一定的甲醛，必须严格控制，严禁超标。复合木地板结构不对称，生产工艺复杂，成本较高。10木材–10.3木材的防护及应用其他木材制品胶合板刨花板纤维板10木材–10.3木材的防护及应用是用原木旋切成薄片，再用胶粘剂按奇数层数，以各层纤维互相垂直的方向粘合热压而成的人造板材。按胶合板的层数，可分为三合板、五合板、七合板和九合板，前两种最常用。其他木材制品胶合板刨花板纤维板10木材–10.3木材的防护及应用以木质纤维或其他植物纤维材料为主要原料，经破碎、浸泡、研磨成木浆