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1、木材木材第第8章章18.1木材的分类与构造木材的分类与构造8.2木材的性能及应用木材的性能及应用8.3木材的防护与防火木材的防护与防火28.1 8.1 木材的分类与构造木材的分类与构造 8.1.1 8.1.1 树木的分类树木的分类树木树木针叶树针叶树阔叶树阔叶树3特点特点：树叶细长，树干通直高大，易得大材，树叶细长，树干通直高大，易得大材，纹理顺直，材质均匀，木质较软，纹理顺直，材质均匀，木质较软，易于易于 加工，故又称加工，故又称软软木材木材。针叶树针叶树应用应用：强度较高，表观密度和胀缩变形较小，强度较高，表观密度和胀缩变形较小，耐腐性较强，是建筑工程中的主要用耐腐性较强，是建筑工程中的主
2、要用 材，广泛用作承重构件、制作模板、材，广泛用作承重构件、制作模板、门窗等。常用树种有松、杉、门窗等。常用树种有松、杉、柏等。柏等。4特点特点：树叶宽大，多数树种的树干通直部分树叶宽大，多数树种的树干通直部分 较短，材质坚硬，较难加工，故又较短，材质坚硬，较难加工，故又称称 硬木材硬木材 。阔叶树阔叶树应用应用：表观密度较大，胀缩和翘曲变形大，表观密度较大，胀缩和翘曲变形大，易开裂，在建筑中常用作尺寸较小易开裂，在建筑中常用作尺寸较小的的 装修和装装修和装饰饰 。种类种类(1)(1)材质较硬，纹理清晰美观（樟木、材质较硬，纹理清晰美观（樟木、水曲柳、桐木、柞木、榆木等）水曲柳、桐木、柞木、榆
3、木等）(2)(2)材质不很坚硬，纹理也不很清晰，材质不很坚硬，纹理也不很清晰，但质地较针叶木要更为细腻但质地较针叶木要更为细腻 （桦桦木、椴木、山木、椴木、山杨杨、青、青杨杨等）等）5阔叶黄檀阔叶黄檀松木松木6橡木橡木黄花梨黄花梨78.1.2 8.1.2 木材的构造木材的构造 木材的构造决定其性质，针叶树木材的构造决定其性质，针叶树和阔叶树的构造略有不同，其性质也和阔叶树的构造略有不同，其性质也有差异。有差异。图图8.1木材宏观结构木材宏观结构1.1.木材的宏观构造木材的宏观构造 如如图图，树树木是由木是由树树皮、木皮、木质质部和髓心三部分部和髓心三部分组组成。成。通常从树干的三个切面进行剖析
4、，即横切面通常从树干的三个切面进行剖析，即横切面(垂直于树轴垂直于树轴)、径切面径切面(通过树轴通过树轴)和弦切面和弦切面(平行于树轴平行于树轴)。8 2.2.木材的微观结构木材的微观结构 木材是由无数木材是由无数管状管状细细胞胞紧紧密密结结合而成，它合而成，它们绝们绝大部分大部分为纵为纵向排列，少数横向排列向排列，少数横向排列(如木射如木射线线)。每个每个细细胞又由胞又由细细胞壁胞壁和和细细胞腔胞腔两部分两部分组组成，成，细细胞壁是胞壁是由由细纤维组细纤维组成，成，细纤维细纤维之之间间可以吸附和渗透水分，可以吸附和渗透水分，细细胞腔胞腔是由是由细细胞壁包裹而成的空腔。胞壁包裹而成的空腔。9松
5、木显微构造立体图松木显微构造立体图1管胞；管胞；2木射线；木射线；3树脂道树脂道枫香显微构造立体图枫香显微构造立体图1导管；导管；2木射线；木射线；3木纤维木纤维10木材的管胞和木纤维木材的管胞和木纤维11木材木射线木材木射线12木材的含水率木材的含水率l木材中的水分木材中的水分木材中的水分木材中的水分木材中的水分木材中的水分存在部位存在部位存在部位存在部位蒸发顺序蒸发顺序蒸发顺序蒸发顺序自由水自由水自由水自由水存在于细胞腔和细胞间隙中存在于细胞腔和细胞间隙中存在于细胞腔和细胞间隙中存在于细胞腔和细胞间隙中首先蒸发首先蒸发首先蒸发首先蒸发吸附水吸附水吸附水吸附水存在于细胞壁中存在于细胞壁中存在
6、于细胞壁中存在于细胞壁中在自由水蒸在自由水蒸在自由水蒸在自由水蒸发后，蒸发发后，蒸发发后，蒸发发后，蒸发化合水化合水化合水化合水以化学结合水的形式存在以化学结合水的形式存在以化学结合水的形式存在以化学结合水的形式存在13纤维饱和点（纤维饱和点（fibersaturationpoint,FSP）是是木材木材仅细胞壁中的吸附水达饱和，而细胞腔和细胞间隙中无自由水存在仅细胞壁中的吸附水达饱和，而细胞腔和细胞间隙中无自由水存在时的含水率。其值随树种而异。时的含水率。其值随树种而异。它是木材物理力学性质是否随含水率而发生变化的它是木材物理力学性质是否随含水率而发生变化的转折点转折点。木材含水量大于纤维饱
7、和点时，表示木材的含水率除吸附水达到饱和外，木材含水量大于纤维饱和点时，表示木材的含水率除吸附水达到饱和外，还有一定数量的自由水。此时，木材如受到干燥或受潮，只是自由水改变，还有一定数量的自由水。此时，木材如受到干燥或受潮，只是自由水改变，故不会引起湿胀干缩。当含水率小于纤维饱和点时，能引起木材的湿胀干故不会引起湿胀干缩。当含水率小于纤维饱和点时，能引起木材的湿胀干缩。缩。当木材的含水率在当木材的含水率在纤维饱和点纤维饱和点以下时，随着含水率的增大，木材体积产以下时，随着含水率的增大，木材体积产生膨胀，随着含水率的减小，木材体积收缩。生膨胀，随着含水率的减小，木材体积收缩。平衡含水率平衡含水率
8、EnvironmentalMoistureContent潮湿的木材能在干燥的空气中失去水分；干燥的木材也能从周围的空气中潮湿的木材能在干燥的空气中失去水分；干燥的木材也能从周围的空气中吸取水分，如果木材长时间处于一定温度和湿度的空气中，便达到某一相吸取水分，如果木材长时间处于一定温度和湿度的空气中，便达到某一相对稳定的含水率，这时木材的含水率称为对稳定的含水率，这时木材的含水率称为平衡含水率平衡含水率。148.2 8.2 木材的木材的性能及应用性能及应用 8.2.1 8.2.1 木材的性能木材的性能 1.1.木材的含水率及吸湿性木材的含水率及吸湿性 新伐木材的含水率常在新伐木材的含水率常在35
9、%35%以上；以上；风风干木材的含水率干木材的含水率为为15%15%25%25%；室内干燥木材的含水率室内干燥木材的含水率为为8%8%15%15%。2.2.木材的湿胀干缩与变形木材的湿胀干缩与变形 木材的湿木材的湿胀胀干干缩缩具有一定具有一定规规律：含水率律：含水率小于小于纤维饱纤维饱和点和点时时，随着含水率的增加，木材体，随着含水率的增加，木材体积产积产生膨生膨胀胀，随着含水率减，随着含水率减小，木材体小，木材体积积收收缩缩；而含水率；而含水率大于大于纤维饱纤维饱和点和点时时，只是自由，只是自由水的增减，木材的体水的增减，木材的体积积不不发发生生变变化。化。15含水率对木材胀缩的影响含水率对
10、木材胀缩的影响截面不同位置木材干燥引起的不同变化截面不同位置木材干燥引起的不同变化16 3.3.木材的强度木材的强度 木材的强度主要是指其抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度。木材的强度主要是指其抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度。由于木材的构造各向不同，致使各方向强度有很大差异，由于木材的构造各向不同，致使各方向强度有很大差异，因此，木材的强度有顺纹强度和横纹强度之分。因此，木材的强度有顺纹强度和横纹强度之分。当当设顺纹设顺纹抗抗压压强强度度为为100100时时，木材无缺陷，木材无缺陷时时各各强强度大小度大小的关系的关系见见表。表。抗压抗压抗拉抗拉抗弯抗弯抗剪抗剪顺纹顺纹横纹横纹顶纹顶纹横纹横纹顺纹顺纹横纹切
11、断横纹切断100100101030302002003003005 53030150150200200151530305050100100表表表表8.1 8.1 8.1 8.1 木材无缺陷时各强度大小关系木材无缺陷时各强度大小关系木材无缺陷时各强度大小关系木材无缺陷时各强度大小关系 17顺纹抗压顺纹抗压横纹抗压横纹抗压顺纹抗拉顺纹抗拉横纹抗拉横纹抗拉抗弯抗弯顺纹抗剪顺纹抗剪横纹切断横纹切断11/101/3231/201/33/221/71/31/21木材各项强度值的比较木材各项强度值的比较(以顺纹抗压强度为以顺纹抗压强度为1)(a)顺纹剪切顺纹剪切(b)横纹剪切横纹剪切(c)横纹切断横纹切断木材
12、的剪切木材的剪切181顺纹抗拉；顺纹抗拉；2抗弯；抗弯；3顺纹抗压；顺纹抗压；4顺纹抗剪顺纹抗剪 含水率对木材强度的影响含水率对木材强度的影响198.2.2 8.2.2 木材及其制品的应用木材及其制品的应用 在建筑工程中直接使用木材常有原木、板材和枋材三在建筑工程中直接使用木材常有原木、板材和枋材三种形式。除直接使用木材外，还可制成各种人造板材。种形式。除直接使用木材外，还可制成各种人造板材。各各类类人造板及其制品是室内装人造板及其制品是室内装饰饰装修的最主要的材料之装修的最主要的材料之一。室内装一。室内装饰饰装修用人造板大多数存在游离甲装修用人造板大多数存在游离甲醛释醛释放放问问题题。游离甲
13、。游离甲醛醛是室内是室内环环境主要境主要污污染物，染物，对对人体危害很大，人体危害很大，已引起全社会的关注。已引起全社会的关注。GB18580-2001 GB18580-2001 室内装室内装饰饰装修材装修材料人造板及其制品中甲料人造板及其制品中甲醛释醛释放限量放限量规规定了各定了各类类板材中甲板材中甲醛醛限量限量值值。1.1.条木地板条木地板 2.2.拼花木地板拼花木地板 3.3.复合木地板复合木地板 4.4.胶胶合板合板 5.5.刨花椒、木刨花椒、木丝丝椒、木屑板椒、木屑板 20拼花木地板拼花木地板21胶胶合板合板22木屑板木屑板23细木工板细木工板(大芯板大芯板)24杉木集成材杉木集成材
14、258.3 8.3 木材的防护与防火木材的防护与防火 木材的腐朽与防腐木材的腐朽与防腐原因：原因：木材的腐朽是真菌侵害所致。木材的腐朽是真菌侵害所致。真真菌菌在在木木材材中中生生存存和和繁繁殖殖的的三三个个必必要要条条件件：水水分分、适适宜宜的的温温度度和和空空气气中中的的氧氧。木木材材完完全全干干燥燥和和完完全全浸浸入入水水中中都都不不易腐朽。易腐朽。防腐措施：防腐措施：1.1.使木使木结结构、木制品和构、木制品和储储存的木材存的木材处处于于经经常保持通常保持通风风干干燥的状燥的状态态，并，并对对木木结结构和木制品表面构和木制品表面进进行油漆行油漆处处理，油漆涂理，油漆涂层层既使木材隔既使木
15、材隔绝绝了空气，又隔了空气，又隔绝绝了水分；了水分；2.2.化学防腐化学防腐剂剂注入木材中，使真菌无法寄生。注入木材中，使真菌无法寄生。268.3.2 8.3.2 木材的防虫木材的防虫 木木材材除除受受真真菌菌侵侵蚀蚀而而腐腐朽朽外外，还还会会遭遭受受昆昆虫虫的的蛀蛀蚀蚀。常常见见的的蛀蛀虫虫有有白白蚁蚁、天天牛牛等等。木木材材虫虫蛀蛀的的防防护护方方法法，主主要要是采用化学药剂处理。木材防腐剂也能防止昆虫的危害。是采用化学药剂处理。木材防腐剂也能防止昆虫的危害。8.3.3 8.3.3 木材的防火木材的防火 常常用用的的防防火火方方法法：在在木木材材表表面面涂涂刷刷或或覆覆盖盖难难燃燃材材料料和和用防火用防火剂剂浸注木材。浸注木材。2728