木材及基础加工（制材）ppt课件

第八章 木材及其基础加工 东北林业大学 经济管理学院 张於倩 内容提要 第一节 木材概述 第二节 木材缺陷 第三节 制材（木材基础加工 ） 第四节 木材干燥 第一节第一节 木材概述木材概述 一、木材特性一、木材特性 1 1、优点、优点 P193P193 （1）易于加工，容易联接 （2）木材材质轻，强度高（强重比大） （3）干燥木材有良好的绝缘性 （4）木材具有弹性 （5）具有美观的纹理，色泽鲜艳 （6）木材容易解离 一、木材特性一、木材特性 2 2、缺点、缺点 P193P193 （1）易发生腐朽和虫蛀 （2）湿胀、干缩，各向导性 缩胀：纵向纵向 0.1-0.2%；径向径向4-8%；弦向弦向7-14%。 （3）易于燃烧 （4）具有天然缺陷 （5）生长缓慢，宽度受直径限制 二、我国木材利用情况二、我国木材利用情况 综合利用率：60%； 原条出材率：83-95%； 原条原木：96-97%； 原木板方材：70%； 原木家具：40-45%； 原木胶合板：35-40%； 发达国家：80%以上。 三、树木组成 P188 树木由树根、树冠、树干三部分组成。 树根：约占立木体积的5%25%。 树冠：约占立木体积的5%25%。 树干：约占立木体积的50%90%。 树冠材有活节子； 树中间部分木材有死节子； 树下部分木材无节子（好木材）。 应充分利用好材，争取全树利用全树利用。 四、树干构造四、树干构造 P188P188 木材：指树干和较大树枝的木质部分 。 树干：由树皮、形成层、木质部、髓组成。 1、树皮 2、形成层 3、木质部（木质部=心材+边材） 4、髓 针叶树材：髓心小且不明显，一般直径在3以下； 阔叶树材：髓心大，最大的直径可达15。 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P190P190 按其观察层次不同分为：按其观察层次不同分为： 宏观特征、微观特征、超微特征 宏观特征或粗视特征： 在肉眼或放大镜（10倍）下 可以观察到的木材构造特征 只介绍肉眼可见的宏观构造特征。 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P190P190 1 1、反映木材特征的切面、反映木材特征的切面 最有代表性的三个切面是： 横切面、径切面、弦切面、 横切面：可看到年轮、木射线、髓心 径切面：可看到年轮、木射线，髓心 弦切面：可看到年轮（UV形峰状） 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P190 P190 2 2、年轮（或生长轮）、年轮（或生长轮） 年轮：年轮：是每个生长周期所形成的木 材，也称为生长轮。 温带和寒带的树木：一年仅长一轮 热带和亚热带的树木：一年长两个 以上生长轮 在横切面上：呈同心圆状； 在径切面上：呈平等条状； 在弦切面上：呈U或V型的峰状。 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P190 P190 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P190P190 3 3、早材和晚材、早材和晚材 （1 1）早材）早材 在每个生长轮内，靠近髓心部分在生长期早期 形成的木材。 特点：材色浅，材质疏松，材质软。 （2 2）晚材）晚材 在每个生长轮内，靠近树皮部分，在生长期晚 期形成的木材。 特点：材色较深，材质质密，材质硬 早材至晚材的转变可识别木材。 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P190 P190 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P190 P190 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P191P191 4 4、边材与心材、边材与心材（木质部） （1 1）心材）心材 心材：是树干中心部分颜色较深的木材。 特点：死细胞组织，颜色变深，密度增 大，硬度增加，水分少，材质差， 脆性强。 （2 2）边材）边材 边材：是靠近树皮部分颜色较浅的木材。 特点：活细胞组织，边材水分较大，弹性 大，韧性大，材质好。 木材有：显心材；隐心材；伪心材 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P190 P190 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P190P190 5 5、管孔、管孔 管孔（导管）：管孔（导管）：是阔叶树材 的输导组织。 阔叶树：阔叶树：有孔材 针叶树：针叶树：无孔材 在横切面看：在横切面看：管孔呈针眼状小孔 在纵切面上看：在纵切面上看：管孔呈细沟槽状 根据管孔的分布与排列组合，可识 别阔叶树木材。 管孔构成木材花纹。 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 管孔的组合方式管孔的组合方式 a.单管孔(槭木) b.复管孔(黑桦) c.管孔链(厚皮山榄) d.管孔团(榆木) 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 管孔的排列及分布管孔的排列及分布 c de ab 散孔材与半散孔 a.黄柳桉（散孔材，星散状 ） b.拟赤杨（散孔材，溪流状 ） c.山龙眼（散孔材，花彩状 ） d.鼠李 （散孔材，树枝状 ） e.核桃楸（半散孔材，斜列 ） 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P192P192 6 6、木射线、木射线 木射线：木射线：在木材横切面上从髓心向树 皮呈辅射状分布的颜色较浅的细线条 。 木射线是树木唯一的横向组织：有径 上输送和贮藏养料的作用。 根据木射线的宽度分成三类：根据木射线的宽度分成三类： 宽木射线：肉眼可见 窄木射线: 肉眼可见,但不明显 极窄木射线: 肉眼不易见 木射线的高度、宽度、疏密度高度、宽度、疏密度是识别 木材的特征之一。 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P190 P190 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 P190 P190 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 根据木材宏观特征（肉眼可见）根据木材宏观特征（肉眼可见） 识别木材的主要特征有：识别木材的主要特征有： 树皮树皮（颜色、气味、形状） 边材与心材区分边材与心材区分（明显否、宽度） 髓髓（大小、形状、颜色） 早材至晚材早材至晚材的转变 年轮年轮的宽度 管孔管孔（有无、分布及排列组合） 木射线木射线（宽度、高度、疏密度） 五、木材的构造特征五、木材的构造特征 木材构成美丽花纹的原因：木材构成美丽花纹的原因： 木射线，管孔，年轮等。 心材与边材的区别：心材与边材的区别： 颜色、材质、疏密程度，软硬、 含水多少，细胞组织（死活）。 早材与晚材的区别：早材与晚材的区别： 颜色、材质、软硬、疏密。 六六、木材的物理性质、木材的物理性质 P196P196 木材的物理性质：指不破坏木材试样 完整性和不改变其化学成分的条件下， 测得的木材性质。 主要包括：主要包括：水分、干缩和湿胀、密度 、 导热性、导电性等。 六六、木材的物理性质、木材的物理性质 P196P196 1 1、木材中的水分、木材中的水分 （1 1）木材含水率）木材含水率 木材含水率：木材含水率：是木材中所含水分重量 与木材重量的百分比。 木材含水率=（水分重/全干材重）100% 水分重=湿重-全干重 测定方法： 干燥法； 电解法（电测仪测定） 木材的用途不同，对含水率的要求也不同：乐器 木材木材根据含水量（率）分：生材；湿材；生材；湿材； 气干材（气干材（15%15%左右）；室干材；全干材左右）；室干材；全干材。 六六、木材的物理性质、木材的物理性质 P196P196 （2 2）木材水分的种类）木材水分的种类 A、自由水：呈自由状态存在于细胞腔和细胞间 隙中的水分。 特点：自由状态，存在于细胞腔和细胞间隙 中，吸附力弱，容易除去。 自由水增减只影响：木材重量、干燥性、 燃烧值等，不影响木材的物理性质。 B、结合水：呈吸附状态存在于细胞壁内的水分 。 特点：吸附状态，存在于细胞壁内， 吸附力强，不易除去。 结合水增减将极大影响：木材的物理性质物理性质。 六六、木材的物理性质、木材的物理性质 P197P197 自由水和结合水并没有成分上的差异。自由水和结合水并没有成分上的差异。 干燥时，首先蒸发的是自由水，然后再蒸发干燥时，首先蒸发的是自由水，然后再蒸发 结合水。结合水。 纤维饱和点木材里的自由水已蒸发完毕 ，结合水处于饱和状态，木材的干湿程度称 纤维饱和点。（ P197 P197 第三行）第三行） 纤维饱和点是木材材性变异的转折点。 六六、木材的物理性质、木材的物理性质 P197P197 （3 3）木材吸湿性和平衡含水率）木材吸湿性和平衡含水率 吸湿吸湿：干的木材能从空气中吸收水分的象； 解吸解吸：湿木材的水分会自动蒸发到大气中去的现象； 木材吸湿性：木材吸湿性：木材吸湿和解吸的性质称吸湿性。 平衡含水率平衡含水率指木材在一定的温度和湿度的空气里 ，吸收水分和散失水分速度相等，木材含水处于动 态平衡状态，此时的木材含水率称平衡含水率。 应使加工利用的木材含水率接近该地区的平衡含水率。 我国我国规定含水率含水率15%15%为气干材气干材的标准含水率。 六六、木材的物理性质、木材的物理性质 P197P197 2 2、干缩和湿胀、干缩和湿胀 干缩：干缩：当木材含水率在纤维饱和点以下纤维饱和点以下时， （蒸发结合水）水分的减少会伴随着形体收 缩，这种现象叫做干缩。 湿胀湿胀：水分蒸发会伴随形体膨胀，这种现象 叫湿胀。 同一种木材缩胀程度接近，不同种材缩胀程度不同。 一般干缩程度比湿胀程度大些。 干缩与湿胀： 弦向最大：6-12%；（7-14%） 径向次之：3-6%；（4-8%） 纵向最小：0.1-0.2%。 木材缩胀会使木材变形和开裂，影响木制品质量和木 材利用价值。 六六、木材的物理性质、木材的物理性质 P198P198 3 3、木材的密度、木材的密度 木材密度：指单位体积木材质量。 不同树种密度不同，强度不同。 常用表示法有：气干密度和基本密度。 气干密度=气干材质量/气干材体积 （生产中应用） 基本密度=全干材质量/全干材体积 （用于实验和木材质量评定） 六六、木材的物理性质、木材的物理性质 P199P199 4、木材的导热、导电及传声性 全干木材为热、电、声的不良导体不良导体 这在木材利用上具有重要作用。 七七、木材的力学性质、木材的力学性质 P200P200 不同树种的木材，各种力学性质不同； 同一树种木材，各方向力学性质也不同。 了解和掌握木材力学性质，有利于合理加了解和掌握木材力学性质，有利于合理加 工利用木材。工利用木材。 在利用木材时，可以查木材手册木材手册 木材的力学性质木材的力学性质指木材抵抗外力作用指木材抵抗外力作用 的性能。的性能。 包括：木材的强度、刚性、硬度木材的强度、刚性、硬度及木材的工艺力学性质木材的工艺力学性质 七七、木材的力学性质、木材的力学性质 P200P200 1 1、木材的强度、木材的强度 木材的强度指木材抵抗外部机械力破坏的能力。 包括：木材抗压抗拉强度：指木材抵抗压缩或拉伸变形的能力。 木材抗剪强度：指木材抵抗剪切变形的能力。 木材抗弯强度：指木材抵抗弯曲变形的能力。 木材抗扭强度：指木材抵抗扭转变形的能力。 2 2、木材的韧性和硬度、木材的韧性和硬度 木材的冲击韧性指木材抵抗突然载荷或冲击的能力。 木材的硬度指木材抵抗其他物体压入的能力。 3 3、木材的工艺力学性质、木材的工艺力学性质 木材的工艺力学性质包括抗劈性、握钉性等。 抗劈性：抗劈性：指木材抵抗沿纹理方向劈开的能力。 握钉性：握钉性：指木材对钉入钉或拧入木螺丝的夹持能力 第二节第二节 木材缺陷木材缺陷 一、木材缺陷的分类及原因一、木材缺陷的分类及原因 P201P201 木材缺陷：木材缺陷：是指不正常的木材组织结构。 （1 1）原因：）原因：自然原因；病理原因；人为原因。 （2 2）分类：）分类： 天然缺陷：天然缺陷：如纹理倾斜，节子，油眼，自然弯 曲，尖削度不同（粗细不同）,偏髓心等。 干燥缺陷：干燥缺陷：干燥引起变形和开裂。 加工缺陷：加工缺陷：如起毛，起皱，钝棱，波浪纹等。 生物危害造成的缺陷：生物危害造成的缺陷：腐朽，虫眼，变色等。 二、木材缺陷表现形式二、木材缺陷表现形式 P201P201 根据国家木材标准，木材缺陷分根据国家木材标准，木材缺陷分10 10大类：大类： 节子，变色，腐朽，虫眼，裂纹， 树干形状缺陷，木材构造缺陷， 伤疤，木材加工缺陷，木材变形。 三、木材缺陷对木材使用的影响 木材缺陷对木材使用影响很大。 木材缺陷破坏木材结构，改变了木材的正常 性能，降低木材强度，降低了木材质量，影 响木材加工产品的质量。降低木材的利用率 和使用价值。 木材等级木材等级是按木材缺陷多少划分的。各级木 材标准中对木材缺陷允许的限度都作了规定 第三节第三节 制材制材 第三节第三节 制材生产制材生产 P206P206 一、概念一、概念 制材：制材：是将原木按照国家标准和质量要求，锯制成板 材和方才的过程。（也叫木材基础加工木材基础加工） 制材的原料：制材的原料：是各种规格的原木。原木。 二、制材生产工艺过程二、制材生产工艺过程 P207P207 （1 1）原料（原木）准备阶段）原料（原木）准备阶段 购买、验收、卸车、区分、归愣、挑选、剥皮、金属 探测、按板方材标准划线 （2 2）原木加工阶段）原木加工阶段 下锯、一般小头进锯（约提高出材率5%）。 （3 3）成材处理阶段）成材处理阶段 产品检验产品检验；精加工精加工：干燥、刨光、防火防腐处理、成品包装 第三节第三节 制材生产制材生产 P207P207 三、制材（锯材）产品三、制材（锯材）产品 制材（锯材）产品：制材（锯材）产品：是各种规格的板方材板方材。 方材：方材：指横切面上宽度尺寸小于小于厚度尺寸2倍的木材。 板材：板材：指横切面上宽度尺寸大于大于厚度尺寸2倍的木材。 主产品：主产品：枕木、大方材，厚板 附产品附产品：与原木等长的中薄板、中小方材 连产品：连产品：小于原木长，大于1米的中薄板、中小方 小规格材：材长0.5-0.9米的小板方材 短材：短材：0.49米以下的小板方材 锯材根据木材缺陷多少分为：特等、一等、二等、三等锯材根据木材缺陷多少分为：特等、一等、二等、三等。 应合理制材，提高主产品出材率、等级率和经济效益 板材 方方 子子 方子 第四节 木材干燥 第四节第四节 木材干燥木材干燥 P208P208 一、木材干燥概念和目的一、木材干燥概念和目的 P208P208 木材干燥：木材干燥：就是将木材中的水分，在热力作 用下，以蒸发或汽化方式，排除的过程。 木材干燥的目的：木材干燥的目的： （1）防止木材或木制品变形、开裂，结合处松 动，提高木材制品的使用寿命。 （2）预防木材变色，腐朽和虫蛀。 （3）提高木材力学强度、绝热性和绝缘性。 （4）减轻木材重，便于运输、节约费用。 二、木材干燥的方法二、木材干燥的方法 P208P208 分为：常规干燥法和特种干燥法 （一）常规干燥法 1、天然干燥（气干）法 将木材置于室外，简易棚舍中，利用大气温度、湿度 和风速的变化，蒸发木材中的水分，达到干燥木材的目的 。 又可分： 普通气干法：普通气干法：在自然条件下进行 强制气干法：强制气干法：加通风设施 优点：优点：不需要设备，操作简单，容易实施，节约能源 ，节约成本。 缺点：缺点：不易控制，干燥周期长，占地面积大，干燥期 间易遭到病虫害（变色腐朽），含水率最多达平衡含水率 。 二、木材干燥的方法二、木材干燥的方法 P209P209 （一）常规干燥法（一）常规干燥法 2 2、室干法、室干法 利用专门的建筑（干燥室、干燥窑）或专门的金属容器（ 对流干燥器），人为地控制干燥介质的温度、湿度和气流流速 ，利用气体介质，对流传热，达到对木材干燥的目的。 按干燥介质温度高低不同分为： 高温室干（100-140度）； 常温室干（100度左右） 低温室干（60度左右） 优点：优点：质量好，干燥周期短，干燥条件可以灵活