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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,第,6,章 木質(zhì)裝飾材料,本章簡要介紹了木材的分類及木材的宏觀構(gòu)造和微觀構(gòu)造。詳細地論述了木材的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。應(yīng)深刻領(lǐng)會木材的各向異性、濕脹干縮性、含水率對木材性質(zhì)的影響，影響木材強度大小的因素等。此外，還應(yīng)了解木材在建筑工程中的主要用途及木材的綜合利用途徑，木材的腐朽原理及防腐途徑。,本章提要,本 章 內(nèi) 容,6.1,木材的分類及構(gòu)造,6.2,木材的主要性質(zhì),6.3,木材的應(yīng)用,6.1,木材的分類及構(gòu)造,木材是由樹木加工而成的，樹木分為針葉樹和闊葉樹兩大類，,見表,6.1,。建筑中應(yīng)用最多的是針葉樹。,

2、木材的構(gòu)造是決定木材性質(zhì)的主要因素。一般對木材的研究可以從宏觀和微觀兩方面進行。,表,6.1,樹木的分類和特點,種類,特點,用途,樹種,針葉樹,樹葉細長，成針狀，多為常綠樹；紋理順直，木質(zhì)較軟，強度較高，表觀密度小；耐腐蝕性較強，脹縮變形小,是建筑工程中主要使用的樹種，多用作承重構(gòu)件、門窗等,松樹、杉樹、柏樹等,闊葉樹,樹葉寬大，葉脈呈網(wǎng)狀，大多為落葉樹；木質(zhì)較硬，加工較難；表觀密度大，脹縮變形大,常用作內(nèi)部裝飾、次要的承重構(gòu)件和膠合板等,榆樹、樺樹、水曲柳等,用肉眼或低倍放大鏡所看到的木材組織稱為,宏觀構(gòu)造,。為便于了解木材的構(gòu)造，將樹木切成,3,個不同的切面，,如圖,6.1,所示,。,橫切

3、面,垂直于樹軸的切面；,徑切面,通過樹軸的切面；,弦切面,和樹軸平行與年輪相切的切面。,在宏觀下，樹木可分為樹皮、木質(zhì)部和髓心三個部分。而木材主要使用木質(zhì)部。,6.1.1,宏觀構(gòu)造,圖,6.1,樹干的,3,個切面,1,樹皮；,2,木質(zhì)部；,3,年輪；,4,髓線；,5,髓心,(1),邊材、心材,在木質(zhì)部中，靠近髓心的部分顏色較深，稱為,心材,。心材含水量較少，不易翹曲變形，抗蝕性較強；外面部分顏色較淺，稱為,邊材,。邊材含水量高，易干燥，也易被濕潤，所以容易翹曲變形，抗蝕性也不如心材,6.1.1.1,木質(zhì)部的構(gòu)造特征,(2),年輪、春材、夏材,橫切面上可以看到深淺相間的同心圓，稱為,年輪,。年輪

4、中淺色部分是樹木在春季生長的，由于生長快，細胞大而排列疏松，細胞壁較薄，顏色較淺，稱為,春材,(,早材,),；深色部分是樹木在夏季生長的，由于生長遲緩，細胞小，細胞壁較厚，組織緊密堅實，顏色較深，稱為,夏材,(,晚材,),。每一年輪內(nèi)就是樹木一年的生長部分。年輪中夏材所占的比例越大，木材的強度越高。,第一年輪組成的初生木質(zhì)部分稱為,髓心,(,樹心,),。從髓心成放射狀橫穿過年輪的條紋，稱為,髓線,。,髓心材質(zhì)松軟，強度低，易腐朽開裂。髓線與周圍細胞聯(lián)結(jié)軟弱，在干燥過程中，木材易沿髓線開裂。,6.1.1.2,髓心、髓線,在顯微鏡下所看到的木材組織，稱為,木材的微觀構(gòu)造,(,見,圖,6.2,和,圖

5、,6.3,),。,在顯微鏡下，可以看到木材是由無數(shù)管狀細胞緊密結(jié)合而成。細胞橫斷面呈四角略圓的正方形。每個細胞分為細胞壁和細胞腔兩個部分，細胞壁由若干層纖維組成。細胞之間縱向聯(lián)結(jié)比橫向聯(lián)結(jié)牢固，造成細胞縱向強度高，橫向強度低。細胞之間有極小的空隙，能吸附水和滲透水分。,6.1.2,微觀構(gòu)造,圖,6.2,顯微鏡下松木的橫切片示意圖,1,細胞壁；,2,細胞腔；,3,樹脂流出孔；,4,木髓線,圖,6.3,細胞壁的結(jié)構(gòu),1,細胞腔；,2,初生層；,3,細胞間層,6.2,木材的主要性質(zhì),(1),木材中的水分,自由水：,存在于木材細胞腔和細胞間隙中的水分,吸附水：,吸附在細胞壁內(nèi)細纖維之間的水分,結(jié)合水：

6、,形成細胞化學(xué)成分的化合水,6.2.1,木材的物理性質(zhì),6.2.1.1,木材的含水率,(2),木材的纖維飽和點,木材受潮時，首先形成吸附水，吸附水飽和后，多余的水成為自由水；木材干燥時，首先失去自由水，然后才失去吸附水。,當(dāng)吸附水處于飽和狀態(tài)而無自由水存在時，此時對應(yīng)的含水率稱為,木材的纖維飽和點,。,纖維飽和點隨樹種而異，一般為,23%33%,，平均為,30%,。木材的纖維飽和點是木材物理、力學(xué)性質(zhì)的轉(zhuǎn)折點。,(3),木材的平衡含水率,木材的含水率是隨著環(huán)境溫度和濕度的變化而改變的。當(dāng)木材長期處于一定溫度和濕度下，其含水率趨于一個定值，表明木材表面的蒸氣壓與周圍空氣的壓力達到平衡，此時的含水

7、率稱為,平衡含水率,。,它與周圍空氣的溫度、相對濕度的關(guān)系,如圖,6.4,所示,。根據(jù)周圍空氣的溫度和相對濕度可求出木材的平衡含水率。,圖,6.4,木材的平衡含水率,木材細胞壁內(nèi)吸附水的變化而引起木材的變形，即,濕脹干縮,。,圖,6.5,是木材含水率與脹縮變形的關(guān)系。,由于木材構(gòu)造的不均勻性，在不同的方向干縮值不同。順紋方向,(,纖維方向,),干縮值最小，平均為,0.1%0.35%,；徑向較大，平均為,3%6%,；弦向最大，平均為,6%12%,。,一般來講，表觀密度大、夏材含量多的木材，濕脹變形較大。,6.2.1.2,濕脹干縮,圖,6.5,木材含水率與脹縮變形的關(guān)系,不同樹種的密度相差不大，平

8、均約為,1.55g/cm,3,。,6.2.1.3,木材的密度,木材表觀密度的大小隨木材的孔隙率、含水量以及其他一些因素的變化而不同。因此確定木材的表觀密度時，應(yīng)在含水率為標(biāo)準(zhǔn)含水率情況下進行。,6.2.1.4,表觀密度,6.2.2.1,木材的強度,按受力狀態(tài)，木材的強度分為,抗拉、抗壓、抗彎和抗剪,四種強度。,木材的強度檢驗是采用無疵病的木材制成標(biāo)準(zhǔn)試件，按,木材物理力學(xué)試驗方法,(GB 1927194391),進行測定。,木材受剪切作用時，由于作用力對于木材纖維方向的不同，可分為,順紋剪切、橫紋剪切和橫紋切斷,三種，,如圖,9.6,所示,。,6.2.2,木材的力學(xué)性質(zhì),當(dāng)以木材的順紋抗壓強度

9、為,1,時，木材理論上各強度大小關(guān)系,見表,6.2,。,圖,6.6,木材的剪切,(a),順紋剪切；,(b),橫紋剪切；,(c),橫紋切斷,表,6.2,木材各種強度間的關(guān)系,抗壓,抗拉,抗彎,抗剪,順紋,橫紋,順紋,橫紋,順紋,橫紋,1,101/3,23,1,1.52,1/72,1,(1),含水率,當(dāng)含水率在纖維飽和點以上變化時，僅僅是自由水的增減，對木材強度沒有影響；當(dāng)含水率在纖維飽和點以下變化時，隨含水率的降低，細胞壁趨于緊密，木材強度增加。,如圖,6.7,所示,。,我國木材試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以標(biāo)準(zhǔn)含水率,(,即含水率,12%),時的強度為標(biāo)準(zhǔn)值，其他含水率時的強度，可按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)含水率時的

10、強度。,6.2.2.2,影響木材強度的因素,(2),負荷時間的影響,木材在長期荷載作用下，只有當(dāng)其應(yīng)力遠低于強度極限的某一范圍時，才可避免木材因長期負荷而破壞。,木材在長期荷載作用下不致引起破壞的最大強度，稱為,持久強度,。木材的持久強度比其極限強度小得多，一般為極限強度的,50%60%,，,如圖,6.8,所示,。,(3),環(huán)境溫度,溫度對木材強度有直接影響。當(dāng)溫度由,25,升至,50,時，將因木纖維和其間的膠體軟化等原因，使木材抗壓強度降低,20%40%,，抗拉和抗剪強度降低,12%20%,；當(dāng)溫度在,100,以上時，木材中部分組織會分解、揮發(fā)，木材變黑，強度明顯下降。因此，長期處于高溫環(huán)境

11、下的建筑物不宜采用木結(jié)構(gòu)。,(4),木材的缺陷,節(jié)子 節(jié)子能提高橫紋抗壓和順紋抗剪強度。,木材受腐朽菌侵蝕后，不僅顏色改變，結(jié)構(gòu)也變得松軟、易碎，呈篩孔和粉末狀形態(tài)。,裂紋會降低木材的強度，特別是順紋抗剪強度。而且縫內(nèi)容易積水，加速木材的腐爛。,構(gòu)造缺陷木纖維排列不正常均會降低木材的強度，特別是抗拉及抗彎強度。,圖,6.7,含水率對木材強度的影響,1,順紋抗拉；,2,抗彎；,3,順紋抗壓；,4,順紋抗剪,圖,6.8,木材持久強度,6.3,木材的應(yīng)用,工程中木材按其加工程度和用途分為,原條、原木、鋸材、枕木,四類。此外還有各類人造板材。,6.3.1,木材產(chǎn)品,6.3.1.1,原條,原條,是已經(jīng)除

12、去皮,(,也有不去皮的,),、根、樹梢而未加工成規(guī)定材品的木材。主要用于腳手架或供進一步加工。,原木,是將原條按一定尺寸切取的木料?？煞譃橹苯邮褂迷竞图庸ぴ尽?直接使用原木,用于屋架、檁、椽、木樁、坑木等。,加工原木,用于加工鋸材、膠合板等。,6.3.1.2,原木,(1),鋸材的規(guī)格、尺寸,鋸材按其厚度、寬度可分為薄板、中板、厚板。其尺寸,見表,6.3,。,(2),鋸材的分等,鋸材有特等鋸材和普通鋸材之分。根據(jù),針葉樹鋸材,(GB 153.284),和,闊葉樹鋸材分等,(GB 481.7284),的規(guī)定，普通鋸材分為一、二、三等。各等級技術(shù)指標(biāo),見表,6.4,。,6.3.1.3,鋸材,表,

13、6.3,針葉樹、闊葉樹鋸材寬度、厚度,(mm),分類,厚度,寬度,尺寸范圍,進級,薄板,中板,厚板,12,，,15,，,18,，,21,25,，,30,40,，,50,，,60,50240,50260,60300,10,表,6.4,鋸材的分等標(biāo)準(zhǔn),干燥能減輕自重，防止腐朽、開裂及彎曲，從而提高木材的強度和耐久性。,鋸材的干燥方法可分為,自然干燥,和,人工干燥,兩種。自然干燥方法的優(yōu)點是簡單，不需要特殊設(shè)備，但干燥時間長，而且只能干燥到風(fēng)干狀態(tài)。人工干燥利用人工方法排除鋸材中水分，常用方法有,浸樹法、蒸樹法和熱坑法,。,6.3.2,鋸材的干燥,6.3.3.1,木材的腐朽,木材的腐朽為真菌侵害所致

14、。真菌分,霉菌、變色菌和腐朽菌,三種，前兩種真菌對木材質(zhì)量影響較小，但腐朽菌影響很大。,真菌在木材中生存和繁殖必須具備三個條件，即,適當(dāng)?shù)乃帧⒆銐虻目諝夂瓦m宜的溫度,。,此外，木材還易受到白蟻、天牛等昆蟲的蛀蝕，使木材形成很多孔眼或溝道，甚至蛀穴，破壞木質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性而使強度嚴(yán)重降低。,6.3.3,木材的防腐,木材防腐的基本原理在于破壞真菌及蟲類生存和繁殖條件，常用方法有以下兩種：,(1),結(jié)構(gòu)預(yù)防法,在結(jié)構(gòu)和施工中，使木結(jié)構(gòu)不受潮濕，要有良好的通風(fēng)條件；在木材與其他材料之間用防潮墊；不將支點或其他任何木結(jié)構(gòu)封閉在墻內(nèi)；木地板下設(shè)通風(fēng)洞；木屋架設(shè)老虎窗等。,6.3.3.2,木材的防腐,(2)

15、,防腐劑法,這種方法是通過涂刷或浸漬水溶性防腐劑,(,如氯化鈉、氧化鋅、氟化鈉、硫酸銅,),、油溶性防腐劑,(,如林丹五氯酚合劑,),、乳劑防腐劑,(,如氟化鈉、瀝青膏,),等，使木材成為有毒物質(zhì)，達到防腐要求,木材經(jīng)加工成型和制作構(gòu)件時，會留下大量的碎塊廢屑，將這些廢腳料或含有一定纖維量的其他作物作原料，采用一般物理和化學(xué)方法加工而成的即為,人造板材,。這類板材與天然木材相比，板面寬，表面平整光潔，沒有節(jié)子，不翹曲、開裂，經(jīng)加工處理后還具有防水、防火、防腐、防酸性能。,常用人造板材有,膠合板、纖維板、刨花板,。,6.3.4,人造板材,膠合板,是用原木旋切成薄片，經(jīng)干燥處理后，再用膠粘劑按奇數(shù)

16、層數(shù)，以各層纖維互相垂直的方向粘合熱壓而成的人造板材。一般為,313,層，建筑工程中常用的有三合板和五合板。一般可分為,闊葉樹普通膠合板,和,松木普通膠合板,兩種。,膠合板厚度為,2.4mm,、,3mm,、,3.5mm,、,4,mm,、,5.5mm,、,6mm,，自,6mm,起按,1mm,遞增。膠合板幅面尺寸,見表,6.5,。其特性及適用范圍,見表,6.6,。,6.3.4.1,膠合板,表,6.5,膠合板的幅面尺寸,(mm),寬度,長度,915,1220,1830,2135,2440,915,915,1220,1830,2135,1220,1220,1830,2135,2440,表,6.6,膠合板分類、特性及適用范圍,纖維板,是以植物纖維為原料經(jīng)破碎、浸泡、研磨成漿，然后經(jīng)熱壓成型、干燥等工序制成的一種人造板材。纖維板所選原料可以是木材采伐或加工的剩余物,(,如板皮、刨花、樹枝,),，也可以是稻草、麥秸、玉米稈、竹材等。,纖維板按其體積密度分為,硬質(zhì)纖維板,(,體積密度,800kg/m,3,),、,中密度纖維板,(,體積密度,500800,kg/m,3,),和,軟質(zhì)纖維板,(,體積密度,