建筑材料与检测 （第二版）单元11 建筑木材

建筑材料与检测北京出版社目录CONTENTS水泥单元五建筑材料的基本性质单元二建筑石材单元三气硬性凝胶材料单元四建筑材料与检测概述单元一混凝土单元六目录CONTENTS建筑木材单元十一墙体材料单元八建筑钢材单元九防水材料单元十建筑砂浆单元七建筑功能材料单元十二单元十一建筑木材木材具有很多优良的性能，如轻质，高强，导电性、导热性较弱，有较好的弹性和韧性，能承受冲击和振动，易于加工等。同时，木材具有美观的天然纹理，装饰效果较好，所以也被广泛用作装饰与装修材料。由于木材具有易腐、易燃等缺点，因此在使用时应特别注意。单元描述建筑木材的构造及性质学习任务1任务目标11.熟悉木材的构造。22.掌握木材的主要性质。33.木材作为人类最早使用的建筑结构材料，具有很多优点，抗震性能高、施工速度快、重复利用性好。木结构也有很多缺点：易遭受火灾、白蚁、雨水腐蚀，耐久性差。这与木材内部孔隙多，自身结构不密实有关。做人亦如此，所谓打铁还需自身硬，不练好内功，就无法抵抗外界的腐蚀。一、木材的构造1.木材的宏观构造木材的宏观构造是指用肉眼或借助放大镜能观察到的构造特征。木材在各个方向上的构造是不一致的，因此要了解木材构造必须从3个切面进行观察，如图11-1所示。木材的宏观构造2.木材的微观构造木材的微观构造是指木材在显微镜下可观察到的组织结构。在微观状态下，木材是由大量的紧密联结的冠状细胞构成的，且细胞沿纵向排列成纤维状。木纤维中的细胞是由细胞壁与细胞腔构成的，细胞壁是由更细的纤维组成的，各纤维间可以吸附或渗透水分，构成独特的壁状结构。细胞壁越厚，细胞腔的尺寸越小，表现出细胞越致密，承受外力的能力越强，细胞壁吸附水分的能力也越强，从而表现出湿胀干缩性越大，这种情况对于阔叶树最为明显。二、木材的主要性质1.含水率木材中的水分有吸附水、自由水和化学水3种。吸附水存在于细胞壁中，自由水存在于细胞腔和细胞间隙中，化学水存在于化学成分中。当细胞壁中的吸附水达到饱和，而细胞腔和细胞间隙中无自由水时，木材的含水率称为纤维饱和点。它是木材物理力学性质变化的转折点，一般在25%～35%。含水率的测试方法参照《木材含水率测定方法》（GB/T1931—2009）执行。2.湿胀干缩性木材具有显著的湿胀干缩性。木材的细胞壁吸收或蒸发水分使木材产生湿胀或干缩。木材的湿胀干缩性与纤维饱和点有关。当木材中的含水率大于纤维饱和点且只是自由水增减变化时，木材的体积无变化；当含水率小于纤维饱和点时，含水率降低，木材的体积收缩，含水率升高，木材的体积膨胀。因此，从微观上讲，木材的湿胀干缩实际上是细胞壁的湿胀干缩。3.强度木材的强度可分为抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度等。它具有明显的方向性。抗压强度、抗拉强度、抗剪强度有顺纹、横纹之分，而抗弯强度没有。其中顺纹抗拉强度最大，可达50～150MPa，横纹抗拉强度最小。若以顺纹抗压强度为1，则木材各强度之间的关系见表11-1。（1）含水率。试样含水率为W时的顺纹抗拉强度，应按下式计算，精确至0.1MPa：（2）荷载作用时间。（3）缺陷（疵病）。（4）温度。建筑木材的应用和防腐学习任务2任务目标11.熟悉建筑木材的应用。22.熟悉木材的防腐措施。33.以身作则，率先垂范：孔子说“其身正，不令而行；其身不正，虽令不从”，要加强自身修养，做到心有戒尺、行有所止，以身作则，发挥模范带头作用。一、主要木材制品1.胶合板胶合板是由木段旋切成单板或方木刨成薄木，再用胶黏剂胶合而成的3层以上的板状材料。为了改善天然木材各向异性的特性，使胶合板性质均匀、形状稳定，一般胶合板在结构上都要遵守两个基本原则：一是对称，二是相邻层单板纤维相互垂直。对称原则就是要求胶合板对称中心平面两侧的单板，其木材性质、单板厚度、层数、纤维方向、含水率等，都应该互相对称。在同一张胶合板中，可以使用单一树种和厚度的单板，也可以使用不同树种和厚度的单板，但对称中心平面两侧任何两层互相对称的单板的树种和厚度要一样。胶合板的层数为3～13层不等，常见的有3层、5层、7层等。胶合板各层的名称是：表层单板称为表板，里层单板称为芯板；正面的表板叫面板，背面的表板叫背板；芯板中，纤维方向与表板平行的叫长芯板或中板。在组合胶合板板坯时，面板和背板必须紧面朝外。胶合板的幅面尺寸应符合表11-2的规定。木材的应用2.纤维板纤维板是用木材或植物纤维作为主要原料，经机械分离成单体纤维，再加入添加剂制成板坯，通过热压或胶黏剂组合成的人造板。纤维板的厚度主要有3mm、4mm、5mm。纤维板因做过防水处理，其吸湿性比木材小，形状稳定性、抗菌性都较好。生产纤维板可使木材的利用率达90%以上。纤维板构造均匀，克服了木材各向异性和有天然疵病的缺陷，不易翘曲变形和开裂，表面可粉刷各种涂料或粘贴装裱。硬质纤维板，强度高，在建筑工程中应用最广，它可代替木板使用，通常在板表面施以仿木油漆处理，可达到以假乱真的效果，主要用作室内壁板、门板、地板、家具等；半硬质纤维板，常制成带有一定孔形的盲孔板，板表面常施以白色涂料，这种板兼具吸声和装饰效果，多用作宾馆等室内顶棚材料；软质纤维板具有良好的吸声和隔热性能，主要用于建筑的吸声结构或作保温隔热材料。3.刨花板刨花板是将木材加工后的剩余物、木屑等，切碎、筛选后拌入胶料、硬化剂、防水剂等，经成型、热压而成的一种人造板材。刨花板具有板面平整挺实、强度高、板幅大、质轻、保温、较经济、加工性能好等优点，如经过特殊处理后，还可制得具有防火、防霉、隔声等不同性能的板材。刨花板的常用规格尺寸为2440mm×1220mm×（6，8，10，…）mm等。刨花板适用于制作各种木器或家具，制作时不宜用钉子钉，因刨花板中木屑、木片、木块结合疏松，易使钉孔松动。因此，在通常情况下，应采用木螺丝或小螺栓固定。4.木丝板木丝板是将木材碎料刨锯成木丝，经化学处理，用水泥、水玻璃胶结压制而成的，其表面木丝纤维清晰，有凹凸，呈灰色。木丝板具有质轻，隔热，吸声，隔声，韧性强，美观，可任意粉刷、喷漆、调配色彩，耐用度高，不易变质腐烂，防火性能好，施工简便，价低等优点。木丝板规格尺寸为（1800～3600）mm×（600～1200）mm×（4，6，8，10，12，16，…）mm（厚度自12mm起，按4mm递增）。二、木材在装饰工程中的应用条木地板是室内使用最普遍的木质地面。它是由龙骨、地板等部分构成。条木地板有单层和双层2种，单层条木地板常选用松、杉等软质树材；双层条木地板的下层为毛板，面层为硬木条板，硬木条板多选用水曲柳、柞木、枫木、柚木、榆木等硬质树材。条木地板的宽度一般不大于120mm，厚度为20～30mm。材质要求采用不易腐朽和变形开裂的优质板材。1.条木地板拼花木地板是较高级的室内地面装修材料。它分双层和单层2种，这2种拼花木地板的面层均为拼花硬木板层，双层拼花木地板的下层为毛板层。面层的板材多选用水曲柳、柞木、核桃木、栎木、榆木、槐木、柳桉等质地优良、不易腐朽开裂的硬质树材。2.拼花木地板护壁板又称木台度，在铺设拼花地板的房间内，往往采用护壁板，以使室内空间的材料格调一致，给人一种整体景观和谐的感受。护壁板可采用木板、企口条板、胶合板等装饰，设计施工时可用嵌条、拼缝、嵌装等手法进行构图，以达到装饰墙壁的目的。3.护壁板木装饰线条简称木线条。木线条种类繁多，主要有楼梯扶手、压边线、墙腰线、天花角线、弯线、挂镜线等。各类木线条的立体造型各异，每类木线条又有多种断面形状，例如，平行线条、半圆线条、麻花线条、鸠尾形线条、半圆饰、齿型饰、浮饰、孤饰、S形饰、贴附饰、钳齿饰、十字花饰、梅花饰、叶型饰以及雕饰等。4.木装饰线条木花格是指用木板和枋木制成的具有若干个分格的木架，这些分格的尺寸和形状一般都各不相同。木花格具有加工制作较简便、饰件轻巧纤细、表面纹理清晰等特点。木花格多用作建筑物室内的花窗、隔断、博古架等，它能起到提升室内设计格调、改进空间效能和提高室内艺术质量等作用。5.木花格旋切微薄木是以色木、桦木或多瘤的树根为原料，经水煮软化，旋切成厚0.1mm左右的薄片，再用胶黏剂粘贴在坚韧的纸上而制成的卷材。或者是采用柚木、水曲柳、柳桉等树材，通过精密旋切，制得厚度为0.2～0.5mm的微薄木，再采用先进的胶黏工艺和胶黏剂，粘贴在胶合板基材上而制成的微薄木贴面板。6.旋切微薄木三、木材的防腐木材的腐朽为真菌侵害所致。真菌是一种低等的生物。引起木材变质和腐朽的真菌有3种，即霉菌、变色菌和腐朽菌。前两种真菌对木材质量影响较小，而腐朽菌影响较大。腐朽菌寄生在木材的细胞壁中，它能分泌出一种酵素，把细胞壁物质分解成简单的养分，供其摄取生存，这会使细胞壁结构遭受完全的破坏，使木材腐朽。（一）木材的腐朽1.水分真菌生存和繁殖的适宜的木材含水率是35%～50%，亦即木材含水率在稍超过纤维饱和点时易产生腐朽，而含水率在20%以下的气干木材不会发生腐朽。2.温度真菌繁殖的适宜温度为25～35℃，当温度低于5℃时，真菌停止繁殖，当温度高于60℃时，真菌则死亡。3.空气真菌生存和繁殖需要一定的氧气存在，所以完全浸入水中的木材，会因缺氧而不易腐朽。真菌要在木材中生存和繁殖必须同时具备3个条件，即要有适当的水分、温度和空气。（二）木材的防腐措施防止木材腐朽的措施主要有以下2种：1.对木材进行干燥处理木材在加工使用之前，为提高其耐久性，必须进行干燥，将其含水率降至20%以下。2.对木材进行注入防腐剂处理用化学防腐剂对木材进行处理，使木材变为有毒的物质而使真菌无法寄生。木材防腐剂的种类很多，一般分为水溶性、油质和膏状3类。拓展阅读震后不倒的木结构建筑四川都江堰青城山前山有部分别墅采用了木结构，人们在汶川地震后的实地调查中发现，建筑面积约200m2的木结构房屋底层的裂缝最多出现了6处，二层的裂缝最多出现了2处，但并不影响结构的安全性和正常使用。天津蓟州区的独乐寺，始建于唐代，寺内的观音阁和山门重建于辽代。自重建以后千余年来，独乐寺经历了28次地震，其中清康熙十八年（1679年）三河、平谷发生了8级以上强震，蓟州区内官民房屋全部倒塌，只有观音阁不倒。在1976年的唐山大地震中，观音阁及山门的木柱略有摇摆，但整个大木构架安然无恙。还有位于山西省应县城西北佛宫寺内的应县木塔，建于辽清宁二年（1056年）。据史书记载，在木塔建成200多年的时候，当地发生了6.5级地震，余震连续7