9 木材（课件）-《建筑材料》同步教学（高教版第三版）

第9章 木 材 本章内容 9.1 木材分类与构造 9.2 木材的物理力学性质 9.3 木材在工程中的应用 9.4 木材的等级与综合利用 9.5 木材的防腐与防火 9.1 木材分类与构造 9.1.1 树木的分类 树木一般按树叶可分为针叶树和阔叶树两大类。 (1) 针叶树树叶细长呈针状，多为常绿树，树干通直高大，易得大材，其纹理顺直，材质均匀，木质较软而易于加工，故又称软木材。 (2) 阔叶树树叶宽大呈片状，多为落叶树，多数树种其树干通直部分较短，材质坚硬，较难加工，故又称硬木材。 9.1.2 木材的构造 木材的构造是决定木材性质的主要因素。不同树种以及生长环境条件不同的树材，其构造差别很大。研究木材的构造通常从宏观和微观两个方面进行。 1．木材的宏观构造 木材的宏观构造用肉眼和放大镜就能观察到，通常从树干的三个切面上来进行剖析，即横切面(垂直于树轴的面)、径切面(通过树轴的纵切面)和弦切面(平行于树轴的纵切面)。 树干的3个切面 1—树皮；2—木质部；3—年轮；4—髓线；5—髓心 树木是由树皮、木质部和髓心三个主要部分组成。 髓心是树木最早形成的木质部分，它易于腐朽一般不用。建筑使用的木材都是树木的木质部，木质部是髓心和树皮之间的部分，是木材主体。木质部的颜色不均一，一般而言，接近树干中心者木 色较深，称心材，靠近外围的部分色较浅，称边材。心材含水量较少，不易翘曲变形，耐蚀性较强；边材含水量较多，易翘曲变形，耐蚀性也不如心材。一般心材比边材的利用价值大些。 从横切面上看到木质部具有深浅相间的同心圆环，即所谓年轮，同一年轮内，春天生长木质，色较浅，质较松，称为春材(早材)，夏 秋两季生长的木质，色较深，质较密，称为夏材(晚材)。相同树种，年轮越密而均匀，材质越好；夏材部分愈多，木材强度愈高。 从髓心向外的辐射线，称为髓线，髓线与周围连接较差，木材干燥时易沿此开裂。年轮和髓线组成了木材美丽的天然纹理。 2．木材的微观构造 木材的微观构造需在显微镜下观察，这时可以看到，木材是由无数管状细胞紧密结合而成，它们大部分为纵向排列，少数横向排列(如髓线)。每个细胞又由细胞壁和细胞腔两部分组成，细胞壁又是由细纤维组成，所以木材的细胞壁越厚，细胞腔越小，木材越密实，其表观密度和强度也越大，但胀缩变形也大。与春材相比，夏材的细胞壁较厚，细胞腔较小，所以夏材的构造比春材密实。 9.2 木材的物理力学性质 9.2.1 木材的含水量 木材的含水量用含水率表示，是指木材中所含水的质量占干燥木材质量的百分数。 1．木材中的水分 木材中主要有三种水，即自由水、吸附水和结合水。 自由水是存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水分，吸附水是被吸附在细胞壁内细纤维之间的水分，结合水为木材化学成分中的结合水。 2．木材的纤维饱和点 木材干燥时，自由水先蒸发，然后吸附水才蒸发。反之，干燥的木材吸水时，先吸收成为吸附水，而后才吸收成为自由水。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25％～35％，通常取其平均值，约为30％。纤维饱和点是木材物理力学性质发生变化的转折点。 3、木材的平衡含水率 　 木材的含水率是随着环境温度和湿度的变化而改变的。当木材长期处于一定温度和湿度下，其含水率趋于一个定值，表明木材表面的蒸气压与周围空气的压力达到平衡，此时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。木材平衡含水率随其所在地区不同而异，我国北方为12％左右，南方约为18％，长江流域一般为15％。 9.2.2 木材的湿胀与干缩变形 木材具有很显著的湿胀干缩性，其规律是：当木材的含水率在纤维饱和点以下时，随着含水率的增大，木材体积产生膨胀，随着含水率减小，木材体积收缩；而当木材含水率在纤维饱和点以上，只是自由水增减变化时，木材的体积不发生变化。纤维饱和点是木材发生湿胀干缩变形的转折点。 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。 木材含水率与胀缩变形的关系 9.2.3