第8章-木材ppt

1、第8章 木材木材是一种天然的建筑材料，轻质高强、易加工、隔热、隔声、绝缘性好、弹性和塑性好，能承受冲击和振动等作用，具有优良的性质，但也存在有一些缺陷，如构造不均匀性，各向异性，易吸湿变形、耐久性较差、易燃、易腐、天然疵病较多等。随着人造建筑材料的发展，木材用于结构逐渐减少，但由于其具有独特的天然花纹，装饰性好，目前被广泛用作装饰与装修材料。旋切微薄木木装饰线条木花格 8.1 木材的分类与构造木材的分类与构造 8.1.1 木材的分类木材的分类 木材产自木本植物中的乔木，分为针叶树和阔叶树两大类。 大部分针叶树针叶树理直、木质较软、易加工、变形小，建筑上广泛用作承重构件和装修材料，如杉树、松树等

2、。 大部分阔叶树阔叶树质密、木质较硬、加工较难、易翘裂、纹理美观，适用于室内装修，如水曲柳、核桃木等。 8.1.2 木材的结构木材的结构(1) 木材的宏观构造木材的宏观构造宏观构造 横切面： 年轮、髓心、髓线； 弦切面 径切面髓心髓心木质部木质部树皮树皮木材的年轮 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。木材的细胞木材的管状结构纹孔纹孔(径切面径切面)A.雪松型纹孔(雪松)；B.铁杉型纹孔(铁杉)AB针叶树材管胞针叶树材管胞A.马尾松早材管胞；B.早材管胞的一部分；C.晚

3、材管胞的一部分；1.径切面上的纹孔；2.弦切面上的一部分；3.通向射线管胞的纹孔；4.窗格状纹孔AC43142针叶树材三切面的扫描电镜图 导管分子的形态导管分子的形态 ACBD阔叶树材三切面的扫描电镜图阔叶树材三切面的扫描电镜图(1. 欧洲水青冈(Fagus sylvatica)；2. 榆木(Ulmus laciniata)；箭头处表示生长轮界A.鼓形；B.圆柱形；C.纺锤形；D.矩形a.穿孔；b.穿孔隔；c.穿孔板木材的管状结构8.2 木材的性能及应用木材的性能及应用8.2.1 木材的性能木材的性能 1 含水率含水率与吸湿性木材的含水率含水率是木材中水分质量占干燥木材质量的百分比。木材中的水

4、分按其与木材结合形式和存在的位置，可分为：自由水、吸附水和化学结合水。自由水自由水是存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水，它影响木材的表观密度、抗腐蚀性、燃烧性和干燥性；吸附水吸附水是被吸附在细胞壁内纤维之间的水，吸附水的变化则影响木材强度和木材胀缩变形性能；化学结合水化学结合水即为木材中的化合水，它在常温下不变化，故其对木材的性质无影响。木材干燥时，首先是自由水蒸发，而后是吸附水蒸发。木材受潮时，先是细胞壁吸水，细胞壁吸水达饱和后，自由水才开始吸入。 纤维饱和点纤维饱和点当木材中无自由水，而细胞壁内吸附水达到饱和时，这时的木材含水率称为纤维饱和点。木材的纤维饱和点随树种而异，一般介于23 32之

5、间，通常取30。纤维饱和点是木材性质变化的转折点。在纤维饱和点之上，含水量变化是自由水含量的变化，它对木材强度和体积影响甚微；在纤维饱和点之下，含水量变化即吸附水含量的变化将对木材强度和体积等产生较大的影响。 平衡含水率平衡含水率木材中所含的水分是随着环境的温度和湿度的变化而改变的，当木材长时间处于一定温度和湿度的环境中时，木材中的含水量最后会达到与周围环境湿度相平衡，这时木材的含水率称为平衡含水率。 木材的平衡含水率是木材进行干燥时的重要指标。木材的平衡含水率随其所在地区的不同而异，我国北方为12左右，南方约为18，长江流域一般为 15。 3 湿胀干缩与变形湿胀干缩与变形 木材具有显著的湿胀

6、干缩性木材具有显著的湿胀干缩性。木材含水率在纤维饱和点。木材含水率在纤维饱和点以下时吸湿具有明显的膨胀以下时吸湿具有明显的膨胀变形现象，解吸时具有明显变形现象，解吸时具有明显的收缩变形现象。的收缩变形现象。木材具有各向异性，各个木材具有各向异性，各个方向的干缩率不同。木材弦方向的干缩率不同。木材弦向干缩率最大。木材在干燥向干缩率最大。木材在干燥的过程中会产生变形、翘曲的过程中会产生变形、翘曲和开裂等现象木材的干缩湿和开裂等现象木材的干缩湿胀变形还随树种不同而异。胀变形还随树种不同而异。木材的密度大的、晚材含量木材的密度大的、晚材含量多的木材，其干缩率就较大多的木材，其干缩率就较大。 原因原因：

7、由于细胞壁中吸附水的增多或减少，导：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。造成木材的体积湿胀干缩。大小：干燥时，同一木材的干燥值，大小：干燥时，同一木材的干燥值，弦向最大，弦向最大，612；径向次之，径向次之，36；纵向最小，纵向最小，0.10.35%。影响：木材的胀缩容易引起木材产生变形、开影响：木材的胀缩容易引起木材产生变形、开裂和翘曲。裂和翘曲。4 强度强度木材是一种非均质材料，具有各向异性，使木木材是一种非均质材料，具有各向异性，使木材的强度有很强的方向性。材的强度有很强的方向性。 抗压

8、强度抗压强度顺纹抗压强度大于横纹抗压强度；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。径向抗压强度大于弦向抗压强度。 抗拉强度抗拉强度 顺纹抗拉强度是横纹抗拉强度的顺纹抗拉强度是横纹抗拉强度的1040倍；倍；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)1)顺纹抗顺纹抗压压 横纹抗压横纹抗压 顺纹顺纹抗拉抗拉 横纹抗拉横纹抗拉 抗弯抗弯 顺纹抗顺纹抗剪剪 横纹横纹切断切断 11/101/3 23 1/201/3 3/22 1/71/3 1/21 抗剪强度抗剪强度顺纹抗剪强度低于横纹抗剪强度；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

9、于径切面的抗剪强度；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横纹切断强度是顺纹抗剪强度的45倍。倍。 抗弯强度抗弯强度 木材抗弯强度介于顺纹抗拉强度和抗压强度之间。木材抗弯强度介于顺纹抗拉强度和抗压强度之间。持久强度木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为持久强度。木材的持久强度比其极限强度小得多，一般为极限强度的5060。木材强度的影响因素主要有：含水率、环境温度、负荷时间、表观密度、疵病等。 含水率含水率 纤维饱和点以下时，含水率增加，强度下降； 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。温度温度 受热降低木材的强度

10、。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。8.2.2 木材及其制品的应用木材及其制品的应用木材，按供应形式可分为原木、原木、板材和枋材。原条是指已经除去皮、根、树梢的木料，但尚未按一定尺寸加工成规定木料。原木原木是原条按一定尺寸加工而成的规定直径和长度的木料，可直接在建筑中作木桩、搁栅、楼梯和木柱等。板材板材和方材方材是原木经锯解加工而成的木材，宽度为厚度的三倍和三倍以上的为板材，宽度不足厚度的三倍者为枋材。 木质人造板是利用木材、木质纤维、木质碎料或其它植物纤维为原料，加胶粘剂和其它添加剂制成的板材。常用的木质人造板有胶合板、胶合木

11、、木屑板、木丝板、刨花板等。不少人造板存在游离甲醛释放的问题，国家标准GB 185802001室内装饰装修用人造板及其制品中甲醛释放限量对此作出了规定，以防止室内环境受到污染。 1. 条木地板 2. 拼花木地板条木地板拼花木地板3. 复合木地板柚木复合地板柚木复合地板复合木板复合木板 4 胶合板：胶合板：胶合板是将一组单板按相邻层木纹方向互相垂直组坯胶合而成的板材。 5. 刨花板刨花板,木丝板木丝板,木木屑板屑板刨花板：刨花板：刨花板是利用施加或未施加胶料的木质刨花或木质纤维材料（如木片、锯屑和亚麻等）压制的板材。 木屑板、木丝板：木屑板、木丝板：利用木材加工的木屑、木丝、刨花拌以粘结剂压制而

12、成。用于保温绝热和吸音。 贴面刨花板贴面刨花板 定向刨花板定向刨花板 8.3 木材的防护与防火木材的防护与防火 8.3.1 木材的腐朽与防腐木材的腐朽与防腐 木材的腐朽是真菌在木材中寄生引起的。真菌在木材中生存和繁殖，必须同时具备四个条件： 温度适宜；木材含水率适当；有足够的空气；适当的养料。真菌生长最适宜温度是2530，最适宜含水率在木材纤维饱和点饱和点左右，含水率低于20时，真菌难于生长，含水率过大时，空气难于流通，真菌得不到足够的氧或排不出废气。破坏性真菌所需养分是构成细胞壁的木质素或纤维素。 木材的防腐木材的防腐根据木材产生腐朽的原因，木材防腐木材防腐有两种方法：一种是创造条件，使木材

13、不适于真菌的寄生和繁殖；另一种是把木材变成有毒的物质，使其不能作真菌的养料. 8.3.2 木材的防虫木材的防虫木材除受真菌侵蚀而腐朽外，还会遭受昆虫的蛀蚀。常见的蛀虫有白蚁白蚁、天牛等。木材虫蛀的防护方法，主要是采用化学药剂处理。木材防腐剂也能防止昆虫的危害。 白蚁白蚁是世界性害虫，特别是热带和亚热带地区，更是世界性害虫，特别是热带和亚热带地区，更为严重。物体受到白蚁危害，表面形似完好，里为严重。物体受到白蚁危害，表面形似完好，里面千疮百孔，一旦被人发现，损失已是相当严重，面千疮百孔，一旦被人发现，损失已是相当严重，尤其对建筑物和堤，更有极大的隐患性。尤其对建筑物和堤，更有极大的隐患性。白蚁隐

14、蔽在木结构内部破坏或破坏其承重部位，往白蚁隐蔽在木结构内部破坏或破坏其承重部位，往往造成房屋突然倒塌，导致财产损失和人员伤亡。往造成房屋突然倒塌，导致财产损失和人员伤亡。 白蚁不仅危害木结构，而且它分泌的蚁酸也可以白蚁不仅危害木结构，而且它分泌的蚁酸也可以腐蚀金属因此，新建房屋必须进行白蚁预防处理。腐蚀金属因此，新建房屋必须进行白蚁预防处理。(白蚁的防治方法有：v生态防治：根据白蚁的生活特性生态防治：根据白蚁的生活特性 , ,把需要保护的物把需要保护的物质质 ( (如埋地电缆如埋地电缆 ) )尽量避开白蚁密集区尽量避开白蚁密集区 , ,避开其生存、避开其生存、活动的最佳区域活动的最佳区域 。v

15、白蚁猖獗地区和场所多系湿热阴暗和通风不良之白蚁猖獗地区和场所多系湿热阴暗和通风不良之处处 , ,因此预防白蚁必须从建筑物的设计开始考虑建因此预防白蚁必须从建筑物的设计开始考虑建筑物的良好透光、通风和防潮条件筑物的良好透光、通风和防潮条件 , ,同时选择抗蚁同时选择抗蚁蛀的木材和其它建筑材料蛀的木材和其它建筑材料 , ,以创造出不利于白蚁的以创造出不利于白蚁的环境条件环境条件 , ,这也是生态防治之一这也是生态防治之一 。 生物防治：就是保护白蚁的天敌生物防治：就是保护白蚁的天敌 ( (如穿山甲等如穿山甲等 ) )。物理防治：用灯光诱捕分飞的翅蚁及铲除蚁穴物理防治：用灯光诱捕分飞的翅蚁及铲除蚁穴

16、 , ,切切断白蚁的食源及水源断白蚁的食源及水源 , ,加强检疫以杜绝蚁害加强检疫以杜绝蚁害化学防治：直接杀灭白蚁的化学药物有亚砒酸、化学防治：直接杀灭白蚁的化学药物有亚砒酸、灭蚁灵、开蓬等灭蚁灵、开蓬等. .预防白蚁的化学药物有氯丹、预防白蚁的化学药物有氯丹、林丹、艾氏剂、灭氏剂、狄氏剂、硅白灵、白林丹、艾氏剂、灭氏剂、狄氏剂、硅白灵、白蚁灵、二氯苯醚菊酯、蚁灵、二氯苯醚菊酯、CCACCA等等8.3.3 木材的防火木材的防火木材是可燃性建筑材料。木材是可燃性建筑材料。在木材被加热过程中，析出可燃气体，随着温度不在木材被加热过程中，析出可燃气体，随着温度不同，析出的可燃气浓度也不同，此时若遇火

17、源，同，析出的可燃气浓度也不同，此时若遇火源，析出的可燃气也会出现闪燃、引燃。若无火源，析出的可燃气也会出现闪燃、引燃。若无火源，只要加热温度足够高，也会发生自燃现象。只要加热温度足够高，也会发生自燃现象。对木材及其制品的防火保护有对木材及其制品的防火保护有浸渍、添加阻燃剂和浸渍、添加阻燃剂和覆盖覆盖三种方法三种方法 (1) 浸渍浸渍：浸渍按工艺可分为常压浸渍、热浸渍和加压浸渍三种。 常压浸渍常压浸渍在常压室温条件下，将木材浸渍在粘度较低的含有在常压室温条件下，将木材浸渍在粘度较低的含有阻燃剂的溶液中，使阻燃剂溶液渗入到木材表面阻燃剂的溶液中，使阻燃剂溶液渗入到木材表面的组织中，经干燥使水分蒸

18、发，阻燃剂留在木材的组织中，经干燥使水分蒸发，阻燃剂留在木材的浅表面层内。的浅表面层内。这种方法由于浸入的阻燃剂不多，阻燃效果受到一这种方法由于浸入的阻燃剂不多，阻燃效果受到一定的限制，但其方法简单，适用干阻燃效果要求定的限制，但其方法简单，适用干阻燃效果要求不高，木材密度不大的薄板材。不高，木材密度不大的薄板材。 热浸渍热浸渍在常压下将木材放入热的阻燃剂溶液中浸渍，直至药在常压下将木材放入热的阻燃剂溶液中浸渍，直至药液冷却。因为木材受热，内部气体膨胀而释放出来，等到液冷却。因为木材受热，内部气体膨胀而释放出来，等到阻燃剂冷却后，木材内部孔隙就可以多吸收些阻燃剂溶液，阻燃剂冷却后，木材内部孔隙就可以