第八章木材课件.ppt

1、128.1 木材的分类与构造木材的分类与构造8.2 木材的性能及应用木材的性能及应用 8.3 木材的防护与防火木材的防护与防火38.1 8.1 木材的分类与构造木材的分类与构造 8.1.1 8.1.1 树木的分类树木的分类树木树木针叶树针叶树阔叶树阔叶树4特点特点：树叶细长，树干通直高大，易得大材树叶细长，树干通直高大，易得大材，纹理顺直，材质均匀，木质较软纹理顺直，材质均匀，木质较软，易于易于 加工，故又称加工，故又称软木材软木材。针叶树针叶树应用应用：强度较高，表观密度和胀缩变形较小强度较高，表观密度和胀缩变形较小，耐腐性较强，是建筑工程中的主要用耐腐性较强，是建筑工程中的主要用 材，广泛

2、用作承重构件、制作模板、材，广泛用作承重构件、制作模板、门窗等。常用树种有松、杉、门窗等。常用树种有松、杉、柏等。柏等。567特点特点：树叶宽大，多数树种的树干通直部分树叶宽大，多数树种的树干通直部分 较短，材质坚硬，较难加工，故又较短，材质坚硬，较难加工，故又称称 硬木材硬木材 。阔叶树阔叶树应用应用：表观密度较大，胀缩和翘曲变形大表观密度较大，胀缩和翘曲变形大，易开裂，在建筑中常用作尺寸较小易开裂，在建筑中常用作尺寸较小的的 装修和装饰装修和装饰 。种类种类(1)(1)材质较硬，纹理清晰美观材质较硬，纹理清晰美观。（樟（樟木、水曲柳、桐木、柞木、榆木木、水曲柳、桐木、柞木、榆木等）等）(2

3、)(2)材质不很坚硬，纹理也不很清晰材质不很坚硬，纹理也不很清晰，但质地较针叶木要更为细腻但质地较针叶木要更为细腻。（桦木、椴木、山杨、青杨等桦木、椴木、山杨、青杨等）89101112阔叶黄檀阔叶黄檀松木松木13橡木橡木黄花梨黄花梨148.1.2 8.1.2 木材的构造木材的构造 木材的构造决定其性质木材的构造决定其性质，针叶树针叶树和阔叶树的构造略有不同，其性质和阔叶树的构造略有不同，其性质也也有差异。有差异。木材宏观结构木材宏观结构1.1.木材的宏观构造木材的宏观构造 树木是由树木是由树皮树皮、木质部木质部和和髓心髓心三部三部分组成分组成。通常从树干的三个切面进行剖析通常从树干的三个切面进

4、行剖析，即即横切面横切面 (垂直于树轴垂直于树轴)、径切面径切面(通过树轴通过树轴)和和弦切面弦切面(平行于树轴平行于树轴)。15v 从木材的横切面上看，有许多树种的木材，靠近树皮的从木材的横切面上看，有许多树种的木材，靠近树皮的 部分材色较浅，水分较多，称为部分材色较浅，水分较多，称为边材边材。v 在髓心周围部分，材色较深，水分较少，称为在髓心周围部分，材色较深，水分较少，称为心材心材。v 心材心材材质较硬、密度较大、渗透性较低、耐久性、耐腐蚀性材质较硬、密度较大、渗透性较低、耐久性、耐腐蚀性 均高于均高于边材边材。16v 每个生长周期所形成的木材，在横切面上所看到的，围绕每个生长周期所形成

5、的木材，在横切面上所看到的，围绕 着髓心构成的同心圆称为年轮。着髓心构成的同心圆称为年轮。v 在同一年轮内，春天生长的木材，色浅、质松，强度低，在同一年轮内，春天生长的木材，色浅、质松，强度低，称为称为早材（春材）早材（春材）。v 夏、秋二季生长的木材，色深、质硬，强度高，称为夏、秋二季生长的木材，色深、质硬，强度高，称为 晚材（夏材）晚材（夏材）。17 2.2.木材的微观结构木材的微观结构 木材是由无数木材是由无数管状细胞管状细胞紧密结合而成，它们绝大部分紧密结合而成，它们绝大部分为纵向排列，少数横向排列为纵向排列，少数横向排列(如木射线如木射线)。每个细胞又由每个细胞又由细胞壁细胞壁和和细

6、胞腔细胞腔两部分组成，细胞壁是两部分组成，细胞壁是由细纤维组成，细纤维之间可以吸附和渗透水分，细胞腔由细纤维组成，细纤维之间可以吸附和渗透水分，细胞腔是由细胞壁包裹而成的空腔是由细胞壁包裹而成的空腔。18松木显微构造立体图松木显微构造立体图1管胞；管胞；2木射线；木射线；3树脂道树脂道枫香显微构造立体图枫香显微构造立体图1导管；导管；2木射线；木射线；3木纤维木纤维19木材的管胞和木纤维木材的管胞和木纤维 20木材木射线木材木射线218.2 8.2 木材的木材的性能及应用性能及应用 8.2.1 8.2.1 木材的性能木材的性能 1.1.木材的含水率木材的含水率 木材中木材中所含的水分的质量占干

7、燥木材质量的百分数。所含的水分的质量占干燥木材质量的百分数。木材中的水分木材中的水分 新伐木材的含水率常在新伐木材的含水率常在35%35%以上；风干木材的含水率为以上；风干木材的含水率为 15%15%25%25%；室内干燥木材的含水率为室内干燥木材的含水率为8%8%15%15%。22纤维饱和点纤维饱和点 是木材是木材仅细胞壁中仅细胞壁中的吸附水达饱和，而的吸附水达饱和，而 细胞腔细胞腔 和和 细胞间隙细胞间隙 中无自由水中无自由水存在时的含水率。其值随树种而异。存在时的含水率。其值随树种而异。它是木材它是木材物理力学性质物理力学性质是否随含水率而发生变化的是否随含水率而发生变化的转折点转折点。

8、木材木材含水率含水率大于大于纤维饱和点纤维饱和点时，表示木材的含水率除吸附水达到饱和外，时，表示木材的含水率除吸附水达到饱和外，还有一定数量的自由水。此时，木材如受到干燥或受潮，只是自由水改变，还有一定数量的自由水。此时，木材如受到干燥或受潮，只是自由水改变，故不会引起湿胀干缩。故不会引起湿胀干缩。当木材的当木材的含水率含水率低于低于纤维饱和点纤维饱和点，随着含水率的增大，木材体积产生膨，随着含水率的增大，木材体积产生膨胀，随着含水率的减小，木材体积收缩。胀，随着含水率的减小，木材体积收缩。平衡含水率平衡含水率 潮湿的木材能在干燥的空气中失去水分；干燥的木材也能从周围的空气潮湿的木材能在干燥的

9、空气中失去水分；干燥的木材也能从周围的空气中吸取水分，如果木材长时间处于一定温度和湿度的空气中，便达到某一中吸取水分，如果木材长时间处于一定温度和湿度的空气中，便达到某一相对稳定的含水率，这时木材的含水率称为相对稳定的含水率，这时木材的含水率称为平衡含水率平衡含水率。23 木材具有各向异性，各个方向的干缩率不同。木材具有各向异性，各个方向的干缩率不同。其中以弦向最大，径向次之，纵向最小。其中以弦向最大，径向次之，纵向最小。这主要是因为各个方向的细胞壁的总厚度不同。这主要是因为各个方向的细胞壁的总厚度不同。2.木材的木材的湿胀与干缩湿胀与干缩24含水率对木材胀缩的影响含水率对木材胀缩的影响截面不

10、同位置木材干燥引起的不同变化截面不同位置木材干燥引起的不同变化25 3.3.木材的强度木材的强度 木材的强度主要是指其抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度。木材的强度主要是指其抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度。由于木材的构造各向不同，致使各方向强度有很大差异由于木材的构造各向不同，致使各方向强度有很大差异，因此因此，木，木材的强度有材的强度有顺纹强度顺纹强度和和横纹强度横纹强度之分。之分。(a)顺纹剪切顺纹剪切 (b)横纹剪切横纹剪切 (c)横纹切断横纹切断 木材的剪切木材的剪切26 当设顺纹抗压强度为当设顺纹抗压强度为100100时时，木材无缺陷时各强度大小，木材无缺陷时各强度大小的关系见表的关系见表8.1

11、8.1。抗压抗压抗拉抗拉抗弯抗弯抗剪抗剪顺纹顺纹横纹横纹顺顺纹纹横纹横纹顺纹顺纹横纹切断横纹切断100100101030302002003003005 53030150150200200151530305050100100(a)顺纹剪切顺纹剪切 (b)横纹剪切横纹剪切 (c)横纹切断横纹切断木材的剪切木材的剪切271顺纹抗拉；顺纹抗拉；2抗弯；抗弯；3顺纹抗压；顺纹抗压；4顺纹抗剪顺纹抗剪（1）含水率对木材强度的影响）含水率对木材强度的影响影响木材强度的主要因素影响木材强度的主要因素28（2）温度的影响）温度的影响 木材强度随环境温度升高会降低。木材强度随环境温度升高会降低。当木材长期处于当木

12、材长期处于60100温度下时，会引起水温度下时，会引起水 分和所含挥发物的蒸发，强度下降，变形增大。分和所含挥发物的蒸发，强度下降，变形增大。温度超过温度超过140时，强度明显下降。时，强度明显下降。因此，长期处于高温的建筑物，不宜采用木结构。因此，长期处于高温的建筑物，不宜采用木结构。29（3）负荷时间的影响）负荷时间的影响 木材的木材的长期承载能力长期承载能力远低于远低于暂时承载能力暂时承载能力。这是因为在长期承载情况下，木材会发生纤维这是因为在长期承载情况下，木材会发生纤维 等速蠕滑等速蠕滑，累积后产生较大变形而降低了承载能力，累积后产生较大变形而降低了承载能力 的结果。的结果。木材在长

13、期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为称为持久强度持久强度。木材的持久强度比其极限强度小得多，一般为极木材的持久强度比其极限强度小得多，一般为极 限强度的限强度的5060。一切木结构都处于某一种一切木结构都处于某一种负荷的长期作用负荷的长期作用下，因此下，因此在设计木结构时，应考虑在设计木结构时，应考虑负荷时间负荷时间对对木材强度木材强度的影响。的影响。30（4）缺陷的影响）缺陷的影响 木材在生长、采伐及保存过程中，会产生木材在生长、采伐及保存过程中，会产生内部内部 和和外部外部的缺陷。的缺陷。木材的缺陷主要有木材的缺陷主要有木节木节、斜纹斜纹、腐

14、朽腐朽及及虫害虫害等。等。缺陷影响了木材材质的均匀性，破坏了木材的缺陷影响了木材材质的均匀性，破坏了木材的 构造。使木材的强度降低，构造。使木材的强度降低，对对抗拉抗拉和和抗弯抗弯强度影强度影 响最大。响最大。318.2.2 8.2.2 木材及其制品的应用木材及其制品的应用 在建筑工程中直接使用木材常有在建筑工程中直接使用木材常有原条原条、原木原木和和锯锯材材三种形式。三种形式。除除直接使用木材外直接使用木材外，还，还可制成各种可制成各种人造板材人造板材。各类人造板及其各类人造板及其 制品是室内装饰装修的最主要的材料之一。制品是室内装饰装修的最主要的材料之一。室内装饰装修用人造板大多数存在游离

15、甲醛释放问题。游离甲室内装饰装修用人造板大多数存在游离甲醛释放问题。游离甲 醛醛是室内环境主要污染物，对人体危害很大是室内环境主要污染物，对人体危害很大，已引起全社会的关已引起全社会的关 注。注。GB18580-2001 GB18580-2001 室内装饰装修材料人造板及其制品中甲室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛醛 释放限量规定了各类板材中甲释放限量规定了各类板材中甲醛醛限量值。限量值。1.1.条木地板条木地板 2.2.拼花木地板拼花木地板 3.3.复合木地板复合木地板 4.4.胶胶合板合板 5.5.刨花椒、木丝椒、木屑板刨花椒、木丝椒、木屑板 32拼花木地板拼花木地板33胶胶合板合板34

16、木屑板木屑板35细木工板细木工板(大芯板大芯板)36杉木集成材杉木集成材378.3 8.3 木材的防护与防火木材的防护与防火 8.3.18.3.1木材的腐朽与防腐木材的腐朽与防腐原因：原因：木材的腐朽是真菌侵害所致。木材的腐朽是真菌侵害所致。真菌在木材中生存和繁殖的三个真菌在木材中生存和繁殖的三个必要必要条件条件：水分水分、适宜的适宜的温度温度和空气中的和空气中的氧氧。木材完全干燥和完全浸入水中。木材完全干燥和完全浸入水中都都不易不易腐朽。腐朽。防腐措施：防腐措施：1.1.使木结构、木制品和储存的木材处于经常保持通风使木结构、木制品和储存的木材处于经常保持通风干燥的状态，并对木结构和木制品表面

17、进行油漆处理，油干燥的状态，并对木结构和木制品表面进行油漆处理，油漆涂层既使木材隔绝了空气，又隔绝了水分漆涂层既使木材隔绝了空气，又隔绝了水分；2.2.化学防腐剂注入木材中，使真菌无法寄生。化学防腐剂注入木材中，使真菌无法寄生。388.3.2 8.3.2 木材的防虫木材的防虫 木木材除受真菌侵蚀而腐朽外，还会遭受昆虫的蛀蚀。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、天牛等。木材虫蛀的防护方法，主要常见的蛀虫有白蚁、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。是采用化学药剂处理。木材防腐剂也能防止昆虫的危害。8.3.3 8.3.3 木材的防火木材的防火 常用的防火方法：在木材表面涂刷或覆盖难燃材料和常用的防火方法：在木材表面涂刷或覆盖难燃材料和用防火剂浸注木材。用防火剂浸注木材。