1、第 九 章 木 材 Wood 三问? 木材的基本概念;(What?) 木材具备哪些基本性质;(Which?) 如何根据土木工程应用选择木材。(How?) 学 习 要 求 了解木材的优、缺点;木材的分类,以及两大类 树种各自的特点及用途。 了解木材宏观和显微结构的特征。从宏观构造的 三个切面(横切面、径切面、弦切面)来认识木 材各个部分(树皮、木质部、年轮、髓线、髓心) 及其作用。从宏观构造看出木材在构造上的不均 匀性。 了解木材的显微构造、细胞的组成;针叶树、阔 叶树各组成部分的作用及其鉴别。 4、了解木材中的水分所处的三种状态,木材干燥 或受潮时对它们的影响。掌握平衡含水率与纤维饱 和点的概
2、念及其实用意义。 5、了解工程中常用的几种木材强度及各种强度值之 间的大致关系。掌握影响木材强度的因素。掌握含 水率对木材强度影响的规律。了解含水率修正系数 的含意。 6、了解造成木材腐朽的原因和条件。了解木材干燥 和使用时注意通风等措施对防腐的主要作用。对化 学防腐剂防腐作用仅一般了解。 7、了解木材综合利用的意义,对具体综合利用的产 品只要求一般了解。 学 习 要 求 第一节 木材的分类及构造 一、木材的分类 针叶树 常绿树 生长较快、材质较软、树干直且大; 表观密度和胀缩变形较小、强度较高、耐腐蚀 性较强。 阔叶树 落叶树 生长较慢、材质坚硬;胀缩变形较大、 容易翘曲开裂、坚硬耐磨。 二
3、、木材的构造 宏观构造 横切面: 年轮、髓心、髓线; 弦切面 径切面 微观构造 管状细胞 细胞壁、细胞腔 细胞壁由纤维素、半纤维素和木质素组成。 木质素将纤维素和半纤维素粘结在一起。 针叶树由管胞和髓线等组成; 阔叶树由木纤维、导管和髓线组成。 木材的横断面 髓心 内皮 外皮 形成层 木材的细胞 木材的管状结构 管胞 髓线 弦切面 韧皮部 横切面 树皮 木质部 木材的弦 切面 木材的年轮 第二节 木材的性质 一、物理性质 二、力学性质 一、木材的物理性质 密度与表观密度 木材的含水率 木材的湿胀与干缩 物理性质 木材的密度和表观密度 密度:1.481.56g/cm3; 表观密度:可变 树种、含
4、水率、孔隙率和晚材率 一般小于1 表观密度越大,强度越高,湿胀干缩越大 物理性质 木材的含水率 (1)自由水 存在于细胞腔内和细胞间隙中的水。 其含量影响木材的表观密度、燃烧性和保存性和 抗腐蚀性。 (2)吸附水 被吸附在细胞壁内细纤维间的水, 其含量影响木材的胀缩和强度 (3)化合水 木材化学组成中的结合水,对性能无 大影响。 木材的含水率 (4)纤维饱和点含水率 细胞壁吸附水饱和, 而细胞腔和细胞间隙中的自由水为零时的含水 率。 当含水率大于纤维饱和点含水率时,含水量的变化 对强度和胀缩无影响; 当含水率小于纤维饱和点含水率时,含水率的变化 则会引起强度和胀缩的变化。 (5)平衡含水率 在
5、一定温度和湿度环境下, 木材的含水率与周围大气环境处于平衡状态, 此时的含水率为平衡含水率。 木材的含水率 新伐木材含水率35; 风干木材的含水率为1525; 室内干燥的木材含水率为815。 木材的湿胀与干缩 原因:由于细胞壁中吸附水的增多或减少, 导致细胞壁中的细纤维之间的距离发生变化, 而造成木材的体积湿胀干缩。 大小:干燥时,同一木材的干燥值, 弦向最大,612; 径向次之,36; 纵向最小,0.10.35%。 影响:木材的胀缩容易引起木材产生变形、 开裂和翘曲。 二、木材的力学性质 特点:木材的力学性质是各向异性。 抗压强度 顺纹抗压强度大于横纹抗压强度; 径向抗压强度大于弦向抗压强度
6、。 抗拉强度 顺纹抗拉强度是横温抗拉强度的1040倍; 抗剪强度 顺纹抗剪强度低于横纹抗剪强度; 弦切面的顺纹抗剪强度高于径切面的抗剪强度; 横纹切断强度是顺纹抗剪强度的45倍。 抗弯强度 木材抗弯强度介于顺纹抗拉强度和抗压强度之间。 含水率 纤维饱和点以下时,含水率增加, 强度下降; 含水率对顺纹抗压强度影响较大,对顺纹抗 剪强度影响较小,对顺纹抗拉强度没有影响。 温度 受热降低木材的强度。 荷载作用时间 长期作用使强度降低, 持久强度低于瞬时强度。 疵病 木节、斜纹、弯曲等缺陷使木材性能降 低。 影响木材强度的因素 第三节 木材的防腐处理 木材的干燥 自然干燥 人工干燥 木材的防腐 木材腐朽的原因:主要是真菌所致,真菌有霉菌、变色 菌和腐朽菌三种。对木材起破坏作用的主要是腐朽菌。 防腐措施:防腐主要是破坏腐朽菌生存的四个条件:温 度、水分、空气和养料,防止菌类繁殖。 木材的防蛀 主要是白蚁和甲壳虫的蛀蚀。 思 考 题 名词解释 纤维饱和点;平衡含水率;横纹;顺纹。 木材含水率对木材胀缩性能的影响? 影响木材强度的因素有哪些? 木材腐朽的原因及防腐措施? 木材强度的特性?