第8章-木材ppt

1、第8章 木材木材是一種天然的建筑材料，輕質高強、易加工、隔熱、隔聲、絕緣性好、彈性和塑性好，能承受沖擊和振動等作用，具有優(yōu)良的性質，但也存在有一些缺陷，如構造不均勻性，各向異性，易吸濕變形、耐久性較差、易燃、易腐、天然疵病較多等。隨著人造建筑材料的發(fā)展，木材用于結構逐漸減少，但由于其具有獨特的天然花紋，裝飾性好，目前被廣泛用作裝飾與裝修材料。旋切微薄木木裝飾線條木花格 8.1 木材的分類與構造木材的分類與構造 8.1.1 木材的分類木材的分類 木材產自木本植物中的喬木，分為針葉樹和闊葉樹兩大類。 大部分針葉樹針葉樹理直、木質較軟、易加工、變形小，建筑上廣泛用作承重構件和裝修材料，如杉樹、松樹等

2、。 大部分闊葉樹闊葉樹質密、木質較硬、加工較難、易翹裂、紋理美觀，適用于室內裝修，如水曲柳、核桃木等。 8.1.2 木材的結構木材的結構(1) 木材的宏觀構造木材的宏觀構造宏觀構造 橫切面： 年輪、髓心、髓線； 弦切面 徑切面髓心髓心木質部木質部樹皮樹皮木材的年輪 微觀構造管狀細胞 細胞壁、細胞腔細胞壁由纖維素、半纖維素和木質素組成。木質素將纖維素和半纖維素粘結在一起。針葉樹由管胞和髓線等組成；闊葉樹由木纖維、導管和髓線組成。木材的細胞木材的管狀結構紋孔紋孔(徑切面徑切面)A.雪松型紋孔(雪松)；B.鐵杉型紋孔(鐵杉)AB針葉樹材管胞針葉樹材管胞A.馬尾松早材管胞；B.早材管胞的一部分；C.晚

3、材管胞的一部分；1.徑切面上的紋孔；2.弦切面上的一部分；3.通向射線管胞的紋孔；4.窗格狀紋孔AC43142針葉樹材三切面的掃描電鏡圖 導管分子的形態(tài)導管分子的形態(tài) ACBD闊葉樹材三切面的掃描電鏡圖闊葉樹材三切面的掃描電鏡圖(1. 歐洲水青岡(Fagus sylvatica)；2. 榆木(Ulmus laciniata)；箭頭處表示生長輪界A.鼓形；B.圓柱形；C.紡錘形；D.矩形a.穿孔；b.穿孔隔；c.穿孔板木材的管狀結構8.2 木材的性能及應用木材的性能及應用8.2.1 木材的性能木材的性能 1 含水率含水率與吸濕性木材的含水率含水率是木材中水分質量占干燥木材質量的百分比。木材中的水

4、分按其與木材結合形式和存在的位置，可分為：自由水、吸附水和化學結合水。自由水自由水是存在于木材細胞腔和細胞間隙中的水，它影響木材的表觀密度、抗腐蝕性、燃燒性和干燥性；吸附水吸附水是被吸附在細胞壁內纖維之間的水，吸附水的變化則影響木材強度和木材脹縮變形性能；化學結合水化學結合水即為木材中的化合水，它在常溫下不變化，故其對木材的性質無影響。木材干燥時，首先是自由水蒸發(fā)，而后是吸附水蒸發(fā)。木材受潮時，先是細胞壁吸水，細胞壁吸水達飽和后，自由水才開始吸入。 纖維飽和點纖維飽和點當木材中無自由水，而細胞壁內吸附水達到飽和時，這時的木材含水率稱為纖維飽和點。木材的纖維飽和點隨樹種而異，一般介于23 32之

5、間，通常取30。纖維飽和點是木材性質變化的轉折點。在纖維飽和點之上，含水量變化是自由水含量的變化，它對木材強度和體積影響甚微；在纖維飽和點之下，含水量變化即吸附水含量的變化將對木材強度和體積等產生較大的影響。 平衡含水率平衡含水率木材中所含的水分是隨著環(huán)境的溫度和濕度的變化而改變的，當木材長時間處于一定溫度和濕度的環(huán)境中時，木材中的含水量最后會達到與周圍環(huán)境濕度相平衡，這時木材的含水率稱為平衡含水率。 木材的平衡含水率是木材進行干燥時的重要指標。木材的平衡含水率隨其所在地區(qū)的不同而異，我國北方為12左右，南方約為18，長江流域一般為 15。 3 濕脹干縮與變形濕脹干縮與變形 木材具有顯著的濕脹

6、干縮性木材具有顯著的濕脹干縮性。木材含水率在纖維飽和點。木材含水率在纖維飽和點以下時吸濕具有明顯的膨脹以下時吸濕具有明顯的膨脹變形現(xiàn)象，解吸時具有明顯變形現(xiàn)象，解吸時具有明顯的收縮變形現(xiàn)象。的收縮變形現(xiàn)象。木材具有各向異性，各個木材具有各向異性，各個方向的干縮率不同。木材弦方向的干縮率不同。木材弦向干縮率最大。木材在干燥向干縮率最大。木材在干燥的過程中會產生變形、翹曲的過程中會產生變形、翹曲和開裂等現(xiàn)象木材的干縮濕和開裂等現(xiàn)象木材的干縮濕脹變形還隨樹種不同而異。脹變形還隨樹種不同而異。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，其干縮率就較大多的木材，其干縮率就較大。 原因原因：

7、由于細胞壁中吸附水的增多或減少，導：由于細胞壁中吸附水的增多或減少，導致細胞壁中的細纖維之間的距離發(fā)生變化，而致細胞壁中的細纖維之間的距離發(fā)生變化，而造成木材的體積濕脹干縮。造成木材的體積濕脹干縮。大?。焊稍飼r，同一木材的干燥值，大?。焊稍飼r，同一木材的干燥值，弦向最大，弦向最大，612；徑向次之，徑向次之，36；縱向最小，縱向最小，0.10.35%。影響：木材的脹縮容易引起木材產生變形、開影響：木材的脹縮容易引起木材產生變形、開裂和翹曲。裂和翹曲。4 強度強度木材是一種非均質材料，具有各向異性，使木木材是一種非均質材料，具有各向異性，使木材的強度有很強的方向性。材的強度有很強的方向性。 抗壓

8、強度抗壓強度順紋抗壓強度大于橫紋抗壓強度；順紋抗壓強度大于橫紋抗壓強度；徑向抗壓強度大于弦向抗壓強度。徑向抗壓強度大于弦向抗壓強度。 抗拉強度抗拉強度 順紋抗拉強度是橫紋抗拉強度的順紋抗拉強度是橫紋抗拉強度的1040倍；倍；木材各項強度值的比較木材各項強度值的比較( (以順紋抗壓強度為以順紋抗壓強度為1)1)順紋抗順紋抗壓壓 橫紋抗壓橫紋抗壓 順紋順紋抗拉抗拉 橫紋抗拉橫紋抗拉 抗彎抗彎 順紋抗順紋抗剪剪 橫紋橫紋切斷切斷 11/101/3 23 1/201/3 3/22 1/71/3 1/21 抗剪強度抗剪強度順紋抗剪強度低于橫紋抗剪強度；順紋抗剪強度低于橫紋抗剪強度；弦切面的順紋抗剪強度高

9、于徑切面的抗剪強度；弦切面的順紋抗剪強度高于徑切面的抗剪強度；橫紋切斷強度是順紋抗剪強度的橫紋切斷強度是順紋抗剪強度的45倍。倍。 抗彎強度抗彎強度 木材抗彎強度介于順紋抗拉強度和抗壓強度之間。木材抗彎強度介于順紋抗拉強度和抗壓強度之間。持久強度木材在長期荷載作用下不致引起破壞的最大強度，稱為持久強度。木材的持久強度比其極限強度小得多，一般為極限強度的5060。木材強度的影響因素主要有：含水率、環(huán)境溫度、負荷時間、表觀密度、疵病等。 含水率含水率 纖維飽和點以下時，含水率增加，強度下降； 含水率對順紋抗壓強度影響較大，對順紋抗剪強度影響較小，對順紋抗拉強度沒有影響。溫度溫度 受熱降低木材的強度

10、。荷載作用時間 長期作用使強度降低，持久強度低于瞬時強度。疵病 木節(jié)、斜紋、彎曲等缺陷使木材性能降低。8.2.2 木材及其制品的應用木材及其制品的應用木材，按供應形式可分為原木、原木、板材和枋材。原條是指已經除去皮、根、樹梢的木料，但尚未按一定尺寸加工成規(guī)定木料。原木原木是原條按一定尺寸加工而成的規(guī)定直徑和長度的木料，可直接在建筑中作木樁、擱柵、樓梯和木柱等。板材板材和方材方材是原木經鋸解加工而成的木材，寬度為厚度的三倍和三倍以上的為板材，寬度不足厚度的三倍者為枋材。 木質人造板是利用木材、木質纖維、木質碎料或其它植物纖維為原料，加膠粘劑和其它添加劑制成的板材。常用的木質人造板有膠合板、膠合木

11、、木屑板、木絲板、刨花板等。不少人造板存在游離甲醛釋放的問題，國家標準GB 185802001室內裝飾裝修用人造板及其制品中甲醛釋放限量對此作出了規(guī)定，以防止室內環(huán)境受到污染。 1. 條木地板 2. 拼花木地板條木地板拼花木地板3. 復合木地板柚木復合地板柚木復合地板復合木板復合木板 4 膠合板：膠合板：膠合板是將一組單板按相鄰層木紋方向互相垂直組坯膠合而成的板材。 5. 刨花板刨花板,木絲板木絲板,木木屑板屑板刨花板：刨花板：刨花板是利用施加或未施加膠料的木質刨花或木質纖維材料（如木片、鋸屑和亞麻等）壓制的板材。 木屑板、木絲板：木屑板、木絲板：利用木材加工的木屑、木絲、刨花拌以粘結劑壓制而

12、成。用于保溫絕熱和吸音。 貼面刨花板貼面刨花板 定向刨花板定向刨花板 8.3 木材的防護與防火木材的防護與防火 8.3.1 木材的腐朽與防腐木材的腐朽與防腐 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，必須同時具備四個條件： 溫度適宜；木材含水率適當；有足夠的空氣；適當的養(yǎng)料。真菌生長最適宜溫度是2530，最適宜含水率在木材纖維飽和點飽和點左右，含水率低于20時，真菌難于生長，含水率過大時，空氣難于流通，真菌得不到足夠的氧或排不出廢氣。破壞性真菌所需養(yǎng)分是構成細胞壁的木質素或纖維素。 木材的防腐木材的防腐根據木材產生腐朽的原因，木材防腐木材防腐有兩種方法：一種是創(chuàng)造條件，使木材

13、不適于真菌的寄生和繁殖；另一種是把木材變成有毒的物質，使其不能作真菌的養(yǎng)料. 8.3.2 木材的防蟲木材的防蟲木材除受真菌侵蝕而腐朽外，還會遭受昆蟲的蛀蝕。常見的蛀蟲有白蟻白蟻、天牛等。木材蟲蛀的防護方法，主要是采用化學藥劑處理。木材防腐劑也能防止昆蟲的危害。 白蟻白蟻是世界性害蟲，特別是熱帶和亞熱帶地區(qū)，更是世界性害蟲，特別是熱帶和亞熱帶地區(qū)，更為嚴重。物體受到白蟻危害，表面形似完好，里為嚴重。物體受到白蟻危害，表面形似完好，里面千瘡百孔，一旦被人發(fā)現(xiàn)，損失已是相當嚴重，面千瘡百孔，一旦被人發(fā)現(xiàn)，損失已是相當嚴重，尤其對建筑物和堤，更有極大的隱患性。尤其對建筑物和堤，更有極大的隱患性。白蟻隱

14、蔽在木結構內部破壞或破壞其承重部位，往白蟻隱蔽在木結構內部破壞或破壞其承重部位，往往造成房屋突然倒塌，導致財產損失和人員傷亡。往造成房屋突然倒塌，導致財產損失和人員傷亡。 白蟻不僅危害木結構，而且它分泌的蟻酸也可以白蟻不僅危害木結構，而且它分泌的蟻酸也可以腐蝕金屬因此，新建房屋必須進行白蟻預防處理。腐蝕金屬因此，新建房屋必須進行白蟻預防處理。(白蟻的防治方法有：v生態(tài)防治：根據白蟻的生活特性生態(tài)防治：根據白蟻的生活特性 , ,把需要保護的物把需要保護的物質質 ( (如埋地電纜如埋地電纜 ) )盡量避開白蟻密集區(qū)盡量避開白蟻密集區(qū) , ,避開其生存、避開其生存、活動的最佳區(qū)域活動的最佳區(qū)域 。v

15、白蟻猖獗地區(qū)和場所多系濕熱陰暗和通風不良之白蟻猖獗地區(qū)和場所多系濕熱陰暗和通風不良之處處 , ,因此預防白蟻必須從建筑物的設計開始考慮建因此預防白蟻必須從建筑物的設計開始考慮建筑物的良好透光、通風和防潮條件筑物的良好透光、通風和防潮條件 , ,同時選擇抗蟻同時選擇抗蟻蛀的木材和其它建筑材料蛀的木材和其它建筑材料 , ,以創(chuàng)造出不利于白蟻的以創(chuàng)造出不利于白蟻的環(huán)境條件環(huán)境條件 , ,這也是生態(tài)防治之一這也是生態(tài)防治之一 。 生物防治：就是保護白蟻的天敵生物防治：就是保護白蟻的天敵 ( (如穿山甲等如穿山甲等 ) )。物理防治：用燈光誘捕分飛的翅蟻及鏟除蟻穴物理防治：用燈光誘捕分飛的翅蟻及鏟除蟻穴

16、 , ,切切斷白蟻的食源及水源斷白蟻的食源及水源 , ,加強檢疫以杜絕蟻害加強檢疫以杜絕蟻害化學防治：直接殺滅白蟻的化學藥物有亞砒酸、化學防治：直接殺滅白蟻的化學藥物有亞砒酸、滅蟻靈、開蓬等滅蟻靈、開蓬等. .預防白蟻的化學藥物有氯丹、預防白蟻的化學藥物有氯丹、林丹、艾氏劑、滅氏劑、狄氏劑、硅白靈、白林丹、艾氏劑、滅氏劑、狄氏劑、硅白靈、白蟻靈、二氯苯醚菊酯、蟻靈、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。在木材被加熱過程中，析出可燃氣體，隨著溫度不在木材被加熱過程中，析出可燃氣體，隨著溫度不同，析出的可燃氣濃度也不同，此時若遇火

17、源，同，析出的可燃氣濃度也不同，此時若遇火源，析出的可燃氣也會出現(xiàn)閃燃、引燃。若無火源，析出的可燃氣也會出現(xiàn)閃燃、引燃。若無火源，只要加熱溫度足夠高，也會發(fā)生自燃現(xiàn)象。只要加熱溫度足夠高，也會發(fā)生自燃現(xiàn)象。對木材及其制品的防火保護有對木材及其制品的防火保護有浸漬、添加阻燃劑和浸漬、添加阻燃劑和覆蓋覆蓋三種方法三種方法 (1) 浸漬浸漬：浸漬按工藝可分為常壓浸漬、熱浸漬和加壓浸漬三種。 常壓浸漬常壓浸漬在常壓室溫條件下，將木材浸漬在粘度較低的含有在常壓室溫條件下，將木材浸漬在粘度較低的含有阻燃劑的溶液中，使阻燃劑溶液滲入到木材表面阻燃劑的溶液中，使阻燃劑溶液滲入到木材表面的組織中，經干燥使水分蒸

18、發(fā)，阻燃劑留在木材的組織中，經干燥使水分蒸發(fā)，阻燃劑留在木材的淺表面層內。的淺表面層內。這種方法由于浸入的阻燃劑不多，阻燃效果受到一這種方法由于浸入的阻燃劑不多，阻燃效果受到一定的限制，但其方法簡單，適用干阻燃效果要求定的限制，但其方法簡單，適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。 熱浸漬熱浸漬在常壓下將木材放入熱的阻燃劑溶液中浸漬，直至藥在常壓下將木材放入熱的阻燃劑溶液中浸漬，直至藥液冷卻。因為木材受熱，內部氣體膨脹而釋放出來，等到液冷卻。因為木材受熱，內部氣體膨脹而釋放出來，等到阻燃劑冷卻后，木材內部孔隙就可以多吸收些阻燃劑溶液，阻燃劑冷卻后，木材內部孔隙就可以