土木工程材料：第6章 木材

1、第 六 章 木 材Wood土 木 工 程 材 料本章知识架构基本知识木材的种类和性能特点，各向异性木材宏观和显微结构的特征：三个切面（横切面、径切面、弦切面），木材各个部分（树皮、木质部、年轮、髓线、髓心）及其作用，木材在构造上的不均匀性等木材的显微构造、细胞的组成木材的平衡含水率与纤维饱和点的概念及其实用意义木材腐朽的原因和条件基本规律常用的几种木材强度及各种强度值之间的大致关系含水率对木材强度影响的规律第六章 木 材6.1 木材的种类及构造针叶树 常绿树 生长较快、材质较软、树干直且大；表观密度和胀缩变形较小、强度较高、耐腐蚀性较强阔叶树 落叶树 生长较慢、材质坚硬；胀缩变形较大、容易翘曲

2、开裂、坚硬耐磨。木材的种类1宏观构造横切面： 年轮、髓心、髓线；弦切面径切面微观构造管状细胞 细胞壁、细胞腔细胞壁由纤维素、半纤维素和木质素组成木质素将纤维素和半纤维素粘结在一起。针叶树由管胞和髓线等组成；阔叶树由木纤维、导管和髓线组成。木材的结构和化学成分26.1 木材的种类及构造木材的弦切面6.1 木材的种类及构造木材的横断面6.1 木材的种类及构造木材的年轮6.1 木材的种类及构造髓心内皮外皮形成层6.1 木材的种类及构造木材的管状结构6.1 木材的种类及构造木材的管状结构6.1 木材的种类及构造6.1 木材的种类及构造木材的细胞6.1 木材的种类及构造管胞髓线弦切面韧皮部横切面树皮木质

3、部6.1 木材的种类及构造一、物理性质二、力学性质6.2 木材的性质密度与表观密度密度：1.481.56g/cm3，各树种之间相差不大，常取1.54g/cm3表观密度：400600kg/m3，平均约为500 kg/m3。可变树种、含水率、孔隙率和晚材率表观密度越大，强度越高，湿胀干缩越大含水状态自由水 ：存在于细胞腔内和细胞间隙中的水，其含量影响木材的表观密度、燃烧性、保存性和抗腐蚀性。吸附水： 吸附在细胞壁内细纤维间的水，其含量影响木材的胀缩和强度。化学结合水：木材中有机物的结合水，对木材的性能影响不大6.2.1 木材的物理性质木材的含水率木材纤维饱和点含水率：当细胞壁中吸附水达到饱和，而细

4、胞腔和细胞间隙中自由水为零时的木材含水率含水率大于纤维饱和点时，含水率的变化对强度和胀缩无影响含水率小于纤维饱和点时，含水率的变化将影响其强度和胀缩平衡含水率：在一定温度和湿度环境下，木材的含水率与周围大气环境处于平衡状态的含水率新伐木材含水率35；风干木材的含水率为1525；室内干燥的木材含水率为815。6.2.1 木材的物理性质木材的湿胀与干缩木材具有显著的湿胀干缩性原因：由于细胞壁中吸附水的增多或减少，导致细胞壁中的细纤维之间的距离发生变化，而造成木材的体积湿胀干缩。大小：干燥时，同一木材的干燥值，弦向最大，612；径向次之，36；纵向最小，0.10.35%。影响：木材的胀缩容易引起木材

5、产生变形、开裂和翘曲。6.2.1 木材的物理性质特点：木材的力学性质是各向异性抗压强度顺纹抗压强度大于横纹抗压强度；径向抗压强度大于弦向抗压强度。抗拉强度 顺纹抗拉强度是横温抗拉强度的1040倍；抗剪强度顺纹抗剪强度低于横纹抗剪强度；弦切面的顺纹抗剪强度高于径切面的抗剪强度；横纹切断强度是顺纹抗剪强度的45倍。抗弯强度 木材抗弯强度介于顺纹抗拉强度和抗压强度之间。6.2.2 木材的力学性质含水率：纤维饱和点以下时，含水率增加，强度下降。规定木材强度以含水率为12%时的数值为标准值含水率对顺纹抗压强度影响较大，对顺纹抗剪强度影响较小，对顺纹抗拉强度没有影响。温度 受热降低木材的强度。荷载作用时间：长期作用使强度降低，持久强度低于瞬时强度。疵病 木节、斜纹、弯曲等缺陷使木材性能降低。影响木材强度的因素6.2.2 木材的力学性质木材的干燥： 自然干燥 人工干燥木材的防腐木材腐朽的原因：主要是真菌所致，真菌有霉菌、变色菌和腐朽菌三种。对木材起破坏作用的主要是腐朽菌。防腐措施：防腐主要是破坏腐朽菌生存的四个条件：温度、水分、空气和养料，防止菌类繁殖。木材的防蛀：主要是白蚁和甲壳虫的蛀蚀木材的防火：用耐火材料覆盖木材表面，防止木材直接与火焰接触将木材在防火剂中浸渍，或以压力（0.81 MPa）将防火剂注入木材内6.3