建筑材料之木材介绍

第十章木材木材是人类最早应用于建筑以及装饰装修的材料之一。由于木具有许多不可由其它材料所替代的优良特性，它们至今在建筑装饰装修中仍然占有极其重要的地位。虽然其它种类的新材料不断出现，但木材仍然是家具和建筑领域不可缺少的材料，其特点可以归结如下：（1）不可替代的天然性。木、竹材是天然的，有独特的质地与构造，其纹理、色泽等能够给人们一种回归自然、返朴归真的感觉，深受广大人们所喜爱；（2）典型的绿色材料。木、竹材本身不存在污染源，其散发的清香和纯真的视觉感受有益于人们的身体健康。与塑料、钢铁等材料相比，木、竹材是可循环利用和永续利用的材料；（3）优良的物理力学性能。竹、木材是质轻而高比强度的材料，具有良好的绝热、吸声、吸湿和绝缘性能。同时，竹、木材与钢铁、水泥和石材相比具有一定的弹性，可以缓和冲击力，提高人们居住和行走的安全。（4）良好的加工性。竹、木材可以方便地进行锯、刨、铣、钉、剪等机械加工和贴、粘、涂、画、烙、雕等装饰加工。

基于上述的特点，木质装饰材料迄今为止仍然是建筑装饰领域中应用最多的材料。

10.1木材的分类和构造

土木工程中使用的木材是由树木加工而成，树木的种类不同，木材的性质及应用也不同，因此必须了解木材的种类，才能合理的选用木材。树木共分为针叶树和阔叶树两大类，木材的性质主要决定于木材的构造，木材的构造可以从宏观和微观两个层次上认识。种类特点用途树种针叶树树叶细长，成针状，树干直而高大，木质较软，易于加工，强度较高，表观密度较小，胀缩变形较小。是建筑中主要使用的树种。多用作承重构件、门窗等。松树、柏树、杉树等。阔叶树树叶宽大呈片状，大多为落叶树。树干通直部分较短，木质较硬，加工较困难，表观密度较大，易于胀缩，翘曲，裂缝常用于内部装饰次要的承重构件和胶合板等揄树、桦树、水曲柳等10.1.2木材的宏观构造：

1、木材的宏观构造是指用肉眼和放大镜能观察到的构造特征。由于木材构造的不均匀性即各向异性，观察其宏观构造时必须从三个切面即横切面、径切面、弦切面进行。

(1)、从横切面可以看出：木材主要是由髓心和木质部组成的。木质部是土木工程中使用的主要部分，在木质部中心颜色较深的部分称为心材；靠近树皮颜色较浅的部分叫边材，心材含水量较少，不翘曲变形，抗腐蚀性较强。边材含水量大，容易翘曲变形，抗腐蚀性也不如心材。一般心材的利用价值比边材大一些。

从横切面上看到的深浅相间的同心圆环，即所谓年轮，在同一年轮内，春天生长的木质颜色较浅、材质松软，称为春材（早材）。而夏秋两季生长的木质颜色较深，材质坚硬，称为夏材（晚材）。夏材部分越多，年轮越密且均匀，木材质量越好，强度越高。

髓心是树干的中心，其材质松软、强度低、易磨蚀和虫害。从髓心向外的射线称为髓线，它与周围连结差，干燥时易开裂。

2、从弦切面可以看出，包含在树干中，从树干旁边生长出的枝条部分称为节子，节子与周围木材紧密连生，构造正常称为活节；由枯死枝条形成的节子称为死节。节子构造致密破坏木材构造的均匀性和完整性，对木材的性能影响较大，颜色与主干差异较大。

3、从径切面可以看出，木材中的纤维排列与纵轴方向是一致的，如出现不一致的倾斜纹理称为斜纹，斜纹会大大降低木材的强度。10.1.3木材的微观结构

微观构造是指借助显微镜才能看到的组织。针叶树与阔叶树即在微观构造上存在着很大差别，同时又具有许多共同特征，木材是由无数管状细胞组成的，除少数细胞横向排列外（形成髓线），绝大部分细胞是纵向排列的。每个细胞都由细胞壁和细胞腔组成，细胞壁由若干层细纤维组成；纤维之间纵向连接比横向连接牢固，所以木材具有各向异性；同时细胞中细胞腔和细胞间隙之间存在着大量的孔隙，决定了木材具有吸湿性较大的特点。木材细胞因功能不同分为管胞、导管、木纤维髓线等多种，不同树木其细胞组成不同，其中针叶树组成简单，髓线细小，但阔叶树组成复杂，髓线发达，粗大且明显，所以造成了二者树木构造及性能上的差异。10.1.4木材的缺陷木材在生长、采伐、储运、加工和使用过程中会产生一些缺陷（疵病），这些缺陷不仅降低木材的力学性质，而且影响木材的外观质量，其中节子、裂纹和腐朽对材质的影响最大。（1）节子（2）裂纹10.2木材的物理和力学性质10.2.1含水量木材中所含的水分有细胞腔内和细胞间隙的自由水和存在于细胞壁内的吸附水。新采伐的或潮湿的木材，内部都含有大量的自由水和吸附水。当木材干燥时，首先是自由水很快的蒸发，但并不影响木材的尺寸变化和力学性质。当自由水完全蒸发后，吸附水才开始蒸发，蒸发较慢，而且随着吸附水的不断蒸发，木材的体积和强度均发生变化。自由水含量的变化仅影响木材的容重、抗腐蚀性、干燥性和燃烧性。木材内细胞壁吸水饱和，而细胞腔及细胞间隙内无自由水时的含水率称为木材的纤维饱和点。纤维饱和点是水分对木材物理力学性能影响的转折点。木材纤维饱和点的数值，通常介于25～35%之间。一般，松木的纤维饱和点约为30%。

由于木材中存在大量的孔隙，木材具有良好的吸湿性，这种性能称为木材的吸湿性，木材的吸湿性用含水率来表示，即木材所含的水的质量与干燥木材质量的百分比来表示。当木材在某种介质中放置一段时间后，木材从介质中吸入的水分和放出的水分相等，即木材的含水率与周围介质的湿度达到了平衡状态，此时的含水率称为平衡含水率。木材的平衡含水率与周围介质的温度及相对湿度有关。

木材在纤维饱和点以内含水率的变化对变形、强度等物理力学性能影响极大，为了避免木材因为含水率大幅度变化而引起变形及制品开裂，因此木材在使用前，使用前必须使其含水率达到使用环境常年平均平衡含水率。木材的平衡含水率随其所在的地区不同而异，我国北方约为12%左右，南方约为18%左右，长江流域一般为15%左右，南方更高些。

、湿涨与干缩

木材细胞壁内吸附水含量的变化会引起木材变形，称为湿胀干缩。当潮湿状态的木材处于干燥环境中首先放出的是自由水木材尺寸不改变只是重量减轻，然后才放出吸附水，木材才开始收缩。而干燥的木材处于潮湿环境时，首先吸入的是吸附水，木材就会膨胀，木材的干湿变形仅在纤维饱和点以内变化时才发生，若含水率超过纤维饱和点，存在于细胞壁和细胞间隙中自由水的变化，只会使木材的体积密度及燃烧性能等发生变化，而对变形是没有影响的。

木材的干湿变形的大小随树种不同，变形的大小也不同。一般体积密度大，夏材率含量高时，胀缩变形就大。同时由于构造不均匀，同一木材当含水率变化时各方向变形的大小也不同，其变形为弦向最大；径向次之；顺纹方向变形最小干缩对木材的使用有很大的影响，它会使木材产生裂缝或翘曲变形，以至引起木结构的结合松弛或凸起等。10.2.3木材的强度：

木材构造的各向异性决定了木材的各项强度都具有明显的方向性，木材按受力状态分为抗压、抗拉、抗弯和抗剪四种强度，而抗拉、抗压、抗剪强度都有顺纹（作用方向与纤维方向平行）和横纹（作用方向与纤维方向垂直）之分，这两种强度有很大的差别。木材的强度除本身组织构造因素外，还与含水率、疵病外（木节、斜纹、裂缝、腐朽及虫蛀等）、负荷时间、温度等因素有关。当木材的含水率低于纤维饱和点时，含水率降低，吸附水减少，细胞壁紧密，因此木材的强度增高；反之，吸附水增多，细胞壁膨胀，组织疏松，强度下降。。而当木材的含水率超过纤维饱和点时，含水率的变化只限于细胞腔和细胞间隙中的自由水发生变化，含水率的变化对强度几乎无影响。

同时，含水率在纤维饱和点以内变化时，对不同方向的不同强度影响也不同，对顺纹抗压强度和抗弯强度影响较大，对顺纹抗剪强度和顺纹抗拉强度影响较小。环境温度升高，将使木纤维的胶凝物质处于软化状态，其强度和弹性均降低，若木材受冻时，水结冰使木材强度增大，且材质硬脆，一旦解冻，其各项强度均降低。

由于木纤维在长期荷载下蠕动产生的徐变，木材对长期荷载的抵抗能力低于短期荷载的抵抗能力。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。一般情况下，木材的持久强度仅为短期荷载强度的50～60%。因此木材用于长期荷载作用下的木结构，必须考虑负荷时间对木材强度的影响。10.3木材的防护为了保持所有的尺寸和形状，延长使用寿命，木材在加工和使用前必须进行干燥处理和防腐处理。

10.3.1干燥木材的干燥干燥方法可分为自然干燥和人工干燥1、自然干燥该方法是将锯开的板材或方材按一定的方式堆积在通风良好的场所，避免阳光的直射和雨淋，使木材中的水分自然蒸发。这种方法简单易行，不需要特殊设备，干燥后木材的质量良好。但干燥时间长，占用场地大，只能干燥到风干状态。2、人工干燥这种方法利用人工的方法排除木材中的水分，常用的方法有：水浸法、蒸材法和热炕法等。10.3.2木材的防腐防虫木材的腐蚀是由真菌侵入所至，真菌侵入将改变木材的颜色和结构使细胞壁受到破坏，从而导致木材物理力学性能降低，使木材松软或成粉末，此即为木材的腐蚀。引起木材变质腐蚀的真菌分三种，即霉菌、变色菌和腐朽菌。霉菌只寄生于木材表面，对木材不起破坏作用；通常称为发霉。变色菌以细胞腔内淀粉、糖类等为养料，不破坏细胞壁，故对木材的破坏作用也很小。而腐蚀菌是以细胞壁物质分解为养料，进行繁殖、生长，故木材的腐蚀主要来自于腐蚀菌。

真菌是在一定的条件下才能生存和繁殖的，其生存繁殖的条件：一是水分，木材的含水率为18%时即能生存：30～60%时最宜生存、繁殖；二是温度，真菌最

适宜生存繁殖的温度为15～30℃，高出60℃无法生存；三是氧气，有5%的空气即可生存；四是养份，木质素、淀粉、糖类等为营养。木材的腐蚀一般是由一些菌类和昆虫的侵害造成的。在适当的温度（25-30度）和湿度（含水率在35-50%）等条件下，菌类、昆虫易于在木材中繁殖，破坏木质，严重影响木材的使用。为了延长木材的使用寿命，对木材可采用以下两种防腐处理方法：1、结构预防法在设计和施工中，使木材构件不受潮湿，在良好的通风条件下，在木材和其他材料之间用防潮衬垫，不将支节点或其他任何木构件封闭在墙内，木地板下设置通风洞，木屋顶采用山墙通风，设置老虎窗等。2、防腐剂法是通过涂刷或浸渍防腐剂，使木材含有有毒物质，以起到防腐和杀虫作用。常用的防腐剂有：水剂（如氯化钠、氯化锌、硫酸铜、硼酚合剂）油剂的（如林丹五氯合剂）和乳剂的（如氯化钠沥青膏浆）。10三.4木材三的应三用10三.4三.1木材三的初三级产三品木材三按其三加工三程度三和用三途不三同，三常分三为：三圆条三、原三木、三锯材三三种三。三原条三是指三去皮三（也三有不三去皮三的）三而未三经加三工成三规定三材品三的木三材，三主要三用于三建筑三工程三的脚三手架三和供三进一三步加三工等三。三原木三是指三除去三树皮三（也三有不三去的三）和三树梢三并按三尺寸三切取三的材三料，三有直三接使三用原三木和三加工三原木三之分三，直三接使三用原三木在三建筑三工程三中用三做屋三架、三檩条三等；三加工三原木三用于三锯制三普通三锯材三，加三工胶三合板三等。三锯三材是三指已三经加三工锯三解成三一定三尺寸三的的三木料三。凡三宽度三为厚三度三三倍以三上的三，称三为板三材，三不足三三倍三为枋三材。10三.4三.2人造三板材人造三板工三业的三发展三极大三地推三动了三木质三装饰三材料三的发三展，三中密三度纤三维板三、刨三花板三、细三木工三板、三竹质三板等三基材三的迅三猛发三展，三以及三新的三表面三装饰三材料三，使三木质三装饰三材料三从品三种、三花色三、质三地到三产量三都大三大向三前推三动了三一步三。三木三质装三饰材三料以三其优三良的三特性三和广三泛的三来源三，大三量应三用于三宾馆三、饭三店、三影剧三院、三会议三厅、三居室三、车三船、三机舱三等各三种建三筑的三室内三装饰三中。三木质三人造三板三木质三人造三板是三利用三木材三，木三质纤三维、三木质三碎料三或其三他植三物纤三维为三原料三，加三胶粘三剂和三其他三添加三剂制三成的三板材三。木三质人三造板三的主三要品三种有三胶合三板、三细木三工板三、纤三维板三和刨三花板三。一、三胶合三板：三胶合三板是三由三三层或三多层三（3-三13）以三上单三板组三合并三使相三邻单三板的三纤维三方向三垂直三胶合三而成三的一三种人三木质三人造三板。1、胶三合板三的特三点：三优三点：三幅面三大、三变形三小、三不易三弯曲三，强三度大三，施三工方三便。三缺三点：三由于三胶合三板使三用大三径级三，优三等原三木作三为单三板的三原料三，毁三坏森三林。15三25三mm三X3三05三0m三mX三3m三m-三50三mm2、胶三合板三的分三类：三（1）按三制作三方法三分类三：旋三切胶三合板三和刨三切胶三合板三切制三：刨三切薄三木在三刨切三机上三进行三。将三木方三固定三在夹三持板三上，三刀具三固定三在刀三架上三，从三而自三木方三上刨三切下三一定三厚度三的薄三木。三旋切三薄木三是在三精密三旋切三机上三进行三。旋三切所三得薄三木连三续成三带状三，花三纹一三般成三山水三状，三在装三饰薄三木中三较少三采用三旋切三制造三薄木三。按三胶合三板的三性能三分：三阻燃三的和三普通三的，三在普三通里三面分三为四三类：三一类三：耐三气候三胶合三板，三具有三耐久三、耐三沸煮三或蒸三汽处三理等三性能三，用三于室三内外三使用三；二三类：三耐水三胶合三板，三能在三冷水三中浸三渍或三受短三时间三热水三浸渍三，但三不耐三沸煮三；三三类：三耐潮三胶合三板，三能耐三短期三冷水三浸渍三，用三于室三内装三修；三四类三：即三不耐三潮胶三合板三，只三用在三常态三下使三用。3、胶三合板三的执三行标三准：三厚三度：三２.7三,3三,3三.5三,4三,4三.5三,5三.5三,6三mm三,自6m三m起按1m三m递增三，厚三度小三于等三于4m三m为薄三胶合三板，3，3.三5，4m三m厚的三胶合三板为三常用三规格三。4、胶三合板三的选三用要三点：1、甲三酚的三释放三量：三经过三饰面三处理三后可三允许三用于三室内三时：三测定三值为三≤0.三5三mg三/L2、应三用场三合的三特殊三要求三：防三火要三求较三高的三用阻三燃的三胶合三板。三用于三高级三场所三的表三面进三行油三漆及三饰面三处理三。3、根三据外三观质三量分三为特三等、三一等三、二三等，三三等三，其三中一三、二三、三三等为三主要三等级三。主三要用三于室三内装三饰，三如墙三面，三隔墙三板、三顶棚三板、三门面三板等三。三特等三品用三于高三级建三筑装三饰，三高级三家具三制品三。一三等品三适用三于较三高级三建筑三装饰三，高三中级三家具三，各三种电三器外三壳等三制品三。二三等品三适用三于家三具，三普通三建筑三，车三船等三的装三饰。三三等三品适三用于三低级三建筑三装饰三等。二、三细木三工板三：芯三板用三木板三拼接三而成三，两三个表三面为三胶贴三木质三单板三的实三心板三材，三俗称三大芯三板。1、特三点：三质轻三、板三幅宽三、易三于加三工、三胀缩三率小三，强三度高三，吸三声，三绝热三等特三点。三应用三：适三用于三家具三和建三筑物三内装三饰。2、大三芯板三是目三前较三为受三欢迎三的材三料，三尤其三是装三修公三司。三大芯三板的三芯材三具有三一定三的强三度，三当尺三寸相三当较三小时三，使三用大三芯板三的效三果要三比其三他的三人工三板材三的效三果更三佳。三当然三，大三芯板三的施三工工三艺与三现代三木工三的施三工工三艺基三本上三是一三致的三，其三施工三方便三、速三度快三、成三本相三对较三低，三所以三越来三越受三到装三修公三司的三喜爱三。大三芯板三的工三艺，三主要三采用三钉，三同时三，也三适用三于简三单的三粘压三工艺三。大芯三板的三最主三要缺三点是三其横三向抗三弯性三能较三差，三当作三为书三柜等三项目三的施三工时三，其三大距三离强三度往三往不三能满三足书三的重三量的三要求三，解三决方三法只三能是三书架三的间三隔缩三小。3、选三用要三点：三含水三率：三应与三木材三的含三水率三相同三或基三本相三同。三甲醛三的释三放量三：直三接用三于室三内时三小于三等于1.5mg三/L三,经过三饰面三处理三后可三允许三用于三室内三时：三小于三等于0.5mg三/L。三、纤维三板：三纤维三板是三以木三材、三竹材三或其三他农三作物三茎杆三等植三物纤三维加三胶经三压合三而成三的人三造板三。纤三维板三按性三能不三同分三为硬三质纤三维板三、半三硬质三纤维三板和三软质三纤维三板三三种。1、特三点：三硬质三纤维三板：三强度三高，三不易三变形三，用三于墙三壁，三地面三，家三具等三；半三硬质三纤维三板：三表面三光滑三，材三质细三密，三性能三稳定三，牢三固，三板面三再装三饰性三能好三，用三于隔三断，三隔墙三，地三面，三高档三家具三；软三质纤三维板三：结三构松三软，三故强三度低三，但三吸音三性和三保温三性好三，主三要用三于吊三顶等三。三聚三氰胺三贴面三板三聚三氰胺三贴面三板三聚三氰胺三贴面三板而密三度板三的工三艺最三主要三的缺三点是三膨胀三性大三，遇三水后三，几三乎是三无可三救药三。另三一个三缺点三是抗三弯性三能差三，不三能用三于受三力大三的项三目。2、中三密度三纤维三板甲三醛释三放量三：板三内甲三醛释三放量三，每10三0g重的三总可三抽出三甲醛三量不三得超三过30三mg。3、选三用要三点：三甲醛三释放三量：三室内三外不三一样三要求三。四、三刨花三板：三刨花三板又三称碎三料板三，是三用木三质碎三料为三主要三原料三，施三加胶三合材三料，三添加三剂经三压制三而成三的薄三型板三材的三统称三。三按用三途分三为家三具、三室内三装饰三等一三般用三途刨三花板三即A类和三非结三构建三筑用三刨花三板即B类刨三花板三。三刨花三板属三于中三低档三装饰三材料三，且三强度三低，三一般三主要三用作三绝热三、吸三声材三料，三用于三吊顶三、隔三墙、三家具三等。人造三板装三饰的三目的三，概三括起三来有三以下三几种三：(1三)增强三板材三美观三性，三遮盖三人造三板表三面的三部分三缺陷三，提三高使三用价三值；(2三)改善三人造三板的三功能三，保三护表三面，三使人三造板三具有三耐磨三、耐三热、三耐水三、耐三候，三耐腐三蚀等三性能三；(3三)增加三板材三的新三特性三，提三高人三造板三的强三度、三刚度三、尺三寸稳三定性三，扩三大人三造板三作为三结构三材料三的应三用范三围。室内三装饰三装修三用人三造板三及其三制品三中甲三醛释三放量三应符三合表1的规三定。产品名称限量值使用范围限量标志b中密度纤维板、高密度纤维板、刨花板、定向刨花板等≤9mg/100g可直接用于室内E1≤30mg/100g必须饰面处理后可允许用于室内E2胶合板、装饰单板贴面胶合板、细木工板等≤1.5mg/L可直接用于室内E1≤5.0mg/L必须饰面处理后可允许用于室内E2饰面人造板（包括浸渍纸层压木质地板、实木复合地板、竹地板、浸渍胶膜纸饰面人造板等）≤0.12mg/m3可直接用于室内E1≤1.5mg/LE1可直接用于室内的人造板，E2为必须饰面处理后允许用于室内的人造板。木地三板三一、三按地三板结三构分三类三在三琳琅三满目三的地三板装三饰材三料中三，木三地板三是人三们首三选的三地板三材料三，由三于木三地板三是由三天然三的木三质材三料加三工而三成的三，它三具有三独特三的质三感和三纹理三，迎三合了三人们三回归三自然三、追三求质三朴的三心理三，因三此，三备受三消费三者的三青睐三。三木三地板三的种三类从三原始三的实三木地三板，三发展三至今三，新三品纷三呈，三已由三单一三的实三木地三板衍三生为三众多三的木三地板三品种三。按三木地三板的三结构三和材三料来三分，三可以三归纳三为四三大类三。第一三类三实三木地三板三实三木地三板是三用天三然材三料——木材三，用三机械三设备三加工三而成三的，三该地三板的三特点三是保三持天三然材三料——木材三的性三能。三第三二类三实木三复合三地板三实木三复合三地板三是总三称，三实际三上它三又可三分为三多层三实木三复合三地板三、三三层实三木复三合地三板。三该类三地板三的特三点：三尺寸三稳定三性较三好。1.多