第21次课-木材缺陷-缺陷的定义、形成、分类、生长缺陷.doc

第21次课 授课时间：2006年5月11日（星期四）1、2节课程名称木材学年 级木材科学与工程04专业层次本科教 师罗蓓专业技术职务讲师学 时40授课题目（章、节）第九章 木材缺陷（缺陷的定义、形成、分类、生长缺陷）基本教材参考用书木质资源材料学刘一星 赵广杰主编中国林业出版社2004年8月第一版教学目的与要求：要求学生了解木材缺陷的定义、产生的原因、分类。要求学生掌握节子、裂纹、树干形状缺陷、木材构造缺陷、损伤对木材材质和加工利用的影响，在制材时需要注意的问题。通过本章的学习为木材等级鉴定，木材贸易等后续课程的学习打下基础。教学内容与时间安排：1. 木材缺陷的定义、形成及分类。 25 min 2. 节子。 15 min3. 裂纹。 15 min4. 树干形状缺陷。 15 min5. 木材构造缺陷。 15 min6. 损伤。 15 min教学重点、难点：1. 木材缺陷的形成及分类。2. 节子对木材材质和加工利用的影响。3. 裂纹对木材材质和加工利用的影响。授课方法及手段：以课堂讲授、自由提问和老师解答为教学方法，以及多媒体图片演示等手段相结合，着重在于引导。第九章 木材缺陷1 木材缺陷概述1、木材缺陷的定义凡呈现在木材上能降低其质量，影响其使用和价值的各种缺点，均为木材缺陷。任何树种的木材都可能存在缺陷，它存在于健全树木的木材中，但与健全树木木材的材质有差异。木材中缺陷的种类和数量因树木的遗传因子、立地条件、生长环境、贮存和加工条件等各种因素的不同而可能有较大的差别。2、木材缺陷的形成及分类 2.1 形成原因根据木材缺陷的形成过程，通常归纳为以下三个方面的原因：（1） 生理的原因：它是先天性的，即树木在生长时期就产生的缺陷，比如：节子、树干形状及构造方面的缺陷。（2） 病理的原因：它是后天性的，即树木在生长过程中，由于受到菌、虫害而形成的各种木材缺陷，比如：变色、腐朽、虫眼、裂纹及伤疤等。（3） 人为的原因：它是指木材生产和加工技术不良以及经营管理不善造成的缺陷，比如：各种机械损伤和木材生产及加工缺陷等。需要注意的是：一种木材缺陷的形成往往不是单一的原因，而是多种错综复杂的因子相互作用形成的。比如：裂纹，除了周围环境的影响外，还与树种本身的木材构造及物理化学性质有关。又比如：变色及腐朽，除了由于受到真菌作用外，还与经营管理不善有关。木材的生长缺陷可以通过人为的干涉减轻，但不可避免。生物危害缺陷和加工缺陷可以通过控制木材的贮存条件和加工条件避免。了解木材缺陷及形成的原因，对合理利用木材、改进生产加工工艺都具有重要意义。 2.2 分类 我国现行的木材标准将木材缺陷分为10大类，分别是：节子、变色、腐朽、虫害、裂纹、树干形状缺陷、木材构造缺陷、伤疤（损伤）、木材加工缺陷、变形。2 木材主要缺陷1 生长缺陷1.1 节子 1.1.1 定义树干内部活枝条或死枝条的基部，称为节子。 1.1.2 分类根据节子的不同特性，可以将节子分为若干类别。按照不同的分类方法，同一个节子可以有几个名称，每一个名称都是从不同的角度来命名的。按节子的材质，可以分为： （1） 健全节：节子材质完好，无腐朽现象。（2） 腐朽节：节子本身已腐朽，但未透入树干内部，节子周围的材质仍然完好。（3） 漏节：这种节子不但本身的木质已大部分腐朽，受到破坏，呈筛孔状、粉末状或空洞状，而且已透入树干内部，和树干的内部腐朽相连。因此，漏节常常成为内部腐朽的外部特征。按节子的质地和与周围木材的连生程度，可以分为：（1） 活节：健全节、角质节、变色节。（2） 死节：死硬节、松软节。 1.1.3 对材质的影响节子是评定木材等级的主要因子，大约7090%的木材等级取决于节子，由此可以看出节子对木材材质的影响巨大。（1） 在节子周围，木材纹理产生局部紊乱，并且颜色较深，破坏了木材外观的一致性。（2） 节子的硬度很大，在切削加工时容易造成刀具的损伤。（3） 由于节子的纹理和密度与正常木材不同，木材干燥时收缩方式与正常木材不同，造成节子附近的木材易产生裂纹，死节脱落，破坏了木材的完整性。（4） 节子的存在，了木材的顺纹拉伸、顺纹压缩和弯曲强度，但可以横纹压缩和顺纹剪切强度。（5） 节子很难熬煮，尺寸较大的节子会减慢纤维分离的过程，混脏木浆，影响纸张的颜色。1.2 裂纹1.2.1 定义木材纤维和纤维之间的分离所形成的裂隙，称为裂纹或开裂。1.2.2 分类（1）轮裂 轮裂指沿着树木生长轮开裂而形成的裂纹（图9-2a）。（2）径裂 径裂指从髓心沿着木射线， 垂直于生长轮方向开裂而形成的裂纹（图9-2b）。（3）霜害 立木由于低温而产生的开裂。包括：霜冻轮和冻裂。 霜冻轮：指在一个生长轮范围内，平行于生长轮的褐色带。 冻裂：指从立木基部附近的筛部向其内部的木质部，沿着射线方向产生的树干轴向裂纹。1.2.3 对材质的影响裂纹破坏了木材的完整性，降低了木材的强度，还可以成为生物因子危害木材的通道。1.3 树干形状缺陷1.3.1 定义树干形状缺陷是指树木在生长过程中，受外界环境影响而形成的不正常形状缺陷。1.3.2 分类（1） 弯曲 弯曲指树干的轴线(纵中心线)不在一条直线上，向任何方向偏离两个端面中心的连线（图9-3）。（2） 尖削 尖削指树干在全长范围内大头直径与小头直径之差超过正常的递减量。1.3.3 对材质的影响弯曲对木材的纵向抗压强度影响很大，直接使用原木及建筑原木中，对弯曲度有严格的限制。多向弯曲对木材强度的影响比单向弯曲大。弯曲对成材的总出材率有很大影响，此外它对成材的尺寸也有很大的影响。尘削度大的原木加工时降低出材率，容易造成人为斜纹。1.4、木材构造缺陷1.4.1 定义凡是树干上下由于不正常的木材构造所形成的各种缺陷，统称木材构造缺陷。1.4.2 分类（1）斜纹 斜纹指木材中纤维的排列方向与树干的主轴方向不平行。包括螺旋纹理、交错纹理、波纹和皱状纹理等。（2）应力木 在倾斜的树干或与树干的夹角超过正常范围的树枝中所出现的畸形结构。 应压木 指在针叶树材倾斜或弯曲树干和枝条的下方，即受压部位的木质部断面上，一部分年轮和晚材呈现特别偏宽的现象（图9-4）。 应拉木 指在阔叶树材倾斜或弯曲树干和枝条的上方，即受拉部位的木质部。(3) 双心 双心是指在树干的同一横断面有两个或两个以上髓心的现象。(4) 伪心材 伪心材指心、边材区别不明显的阔叶树材，其中心部位颜色较深，且不均匀，形状也很不规则。(5) 树脂囊（油眼） 树脂囊（油眼）指呈现在木材横切面或径切面上的充满树脂的弧形裂隙，在弦切面上表现为充满树脂的椭圆形浅沟槽。(6) 压缩破坏 压缩破坏指立木木质部在纤维方向受到大于比例极限的压缩应力（生长应力、风或其它外力等产生的应力）作用， 在接近于纤维直角方向产生的压曲破坏（图9-6）。1.4.3 对材质的影响螺旋纹理对木材的材质和使用影响较大，属于木材的重要缺陷。双心材的构造不均匀，其加工后的板材易产生翘曲变形和开裂。伪心材破坏了木材外观的一致性，腐朽伪心材还使木材整体强度降低。树脂囊中的树脂污染木制品表面，降低木材的胶合性能。压缩破坏降低了木材的强度，特别是抗冲击强度和压缩破坏面位于受拉侧的弯曲强度。1.5、损伤1.5.1 定义树木在生长过程中受到机械损伤、火烧、鸟害、兽害而形成的伤痕称为损伤或伤疤。1.5.2 分类(1) 外伤 外伤指树木受到刀、斧、锯等工具或鸟害、兽害、火烧及其他因子损伤而产生的伤痕。(2) 夹皮 夹皮指立木的局部受到伤害后（如鸟类啄食、昆虫侵蚀），形成层死亡而停止分生活动，但周围的组织仍继续生长，将受伤部分全部或局部包入树干中形成的缺陷（图9-7）。(3) 偏枯 偏枯指树木在生长过程中，树干局部受创伤或烧伤后，树皮剥落导致表层木质部枯死的部分（图9-8）。(4) 树脂漏 树脂漏指树干局部受伤（采脂或虫蛀等）后，树脂大量聚集并渗透到周围木质部中，呈条状，其颜色较周围的木材深的部位。(5) 风折木 风折木指树木在生长过程中，受强风雪等气候因素的影响，使其部分纤维折断，愈合后又继续生长而形成的木质部。1.5.3 对材质的影响立木外伤通常形成夹皮、偏枯和树包等缺陷。外伤破坏木材的完整性，降低木材材质，容易引起生物侵害。夹皮破坏了树木正常的生长发育，破坏了木材构造的完整性，夹皮周围的生长轮产生弯曲，降低了木材材质。偏枯改变了树干形状，容易造成木材变色和腐朽，降低了木材利用率和材质。有树脂漏的木材，其密度增大、冲击韧性降低、渗透性减小，影响木材的干缩、油漆和胶粘等性能。风折木因纤维局部有断裂，对强度