木材的分類及性質(zhì)培訓(xùn)講義PPT

木材的分類類及性質(zhì)培培訓(xùn)講義第九章木木材第一節(jié)木木材的分類類和構(gòu)造第二節(jié)木木材的物理理性質(zhì)第三節(jié)木木材的干燥燥與防腐第四節(jié)木木材和人造造板材返回鍵第一節(jié)木木材的分類類和構(gòu)造土木工程中中使用的木木材是由樹樹木加工而而成，樹木木的種類不不同，木材材的性質(zhì)及及應(yīng)用也不不同，因此此必須了解解木材的種種類，才能能合理的選選用木材。。樹木共分分為針葉樹樹和闊葉樹樹兩大類，，每一類樹樹木各自的的特點及用用途。木材的性質(zhì)質(zhì)主要決定定于木材的的構(gòu)造，木木材的構(gòu)造造可以從宏宏觀和微觀觀兩個層次次上認(rèn)識。。一、木材材的宏觀構(gòu)構(gòu)造：1、木材的宏宏觀構(gòu)造是是指用肉眼眼和放大鏡鏡能觀察到到的構(gòu)造特特征。由于于木材構(gòu)造造的不均勻勻性即各向向異性，觀觀察其宏觀觀構(gòu)造時必必須從三個個切面即橫橫切面、徑徑切面、弦弦切面（如如圖9-1所示））樹干的的三個個切面面進行。。從橫橫切面面可以以看出出：木木材主主要是是由髓髓心和和木質(zhì)質(zhì)部組組成的的。木木質(zhì)部部是土土木工工程中中使用用的主主要部部分，，在木木質(zhì)部部中心心顏色色較深深的部部分稱稱為心心材；；靠近近樹皮皮顏色色較淺淺的部部分叫叫邊材材，心心材含含水量量較少少，不不翹曲曲變形形，抗抗腐蝕蝕性較較強。。邊材材含水水量大大，容容易翹翹曲變變形，，抗腐腐蝕性性也不不如心心材。。一般般心材材的利利用價價值比比邊材材大一一些。。2、從橫橫切面面上看看到的的深淺淺相間間的同同心圓圓環(huán)，，即所所謂年年輪，，在同同一年年輪內(nèi)內(nèi)，春春天生生長的的木質(zhì)質(zhì)顏色色較淺淺、材材質(zhì)松松軟，，稱為為春材材（早早材））。而而夏秋秋兩季季生長長的木木質(zhì)顏顏色較較深，，材質(zhì)質(zhì)堅硬硬，稱稱為夏夏材（（晚材材）。。夏材材部分分越多多，年年輪越越密且且均勻勻，木木材質(zhì)質(zhì)量越越好，，強度度越高高。髓髓心心是樹樹干的的中心心，其其材質(zhì)質(zhì)松軟軟、強強度低低、易易磨蝕蝕和蟲蟲害。。從髓髓心向向外的的射線線稱為為髓線線，它它與周周圍連連結(jié)差差，干干燥時時易開開裂。。3、從弦弦切面面可以以看出出，包包含在在樹干干中，，從樹樹干旁旁邊生生長出出的枝枝條部部分稱稱為節(jié)節(jié)子，，節(jié)子子與周周圍木木材緊緊密連連生，，構(gòu)造造正常常稱為為活節(jié)節(jié)；由由枯死死枝條條形成成的節(jié)節(jié)子稱稱為死死節(jié)。。節(jié)子子構(gòu)造造致密密破壞壞木材材構(gòu)造造的均均勻性性和完完整性性，對對木材材的性性能影影響較較大，，顏色色與主主干差差異較較大。。4、從徑徑切面面可以以看出出，木木材中中的纖纖維排排列與與縱軸軸方向向是一一致的的，如如出現(xiàn)現(xiàn)不一一致的的傾斜斜紋理理稱為為斜紋紋，斜斜紋會會大大大降低低木材材的強強度。。二、、木材材的微微觀構(gòu)構(gòu)造與與組成成：微微觀構(gòu)構(gòu)造是是指借借助顯顯微鏡鏡才能能看到到的組組織。。針葉葉樹與與闊葉葉樹即即在微微觀構(gòu)構(gòu)造上上存在在著很很大差差別，，同時時又具具有許許多共共同特特征，，，木木材是是由無無數(shù)管管狀細(xì)細(xì)胞組組成的的，除除少數(shù)數(shù)細(xì)胞胞橫向向排列列外（（形成成髓線線），，絕大大部分分細(xì)胞胞是縱縱向排排列的的。每每個細(xì)細(xì)胞都都由細(xì)細(xì)胞壁壁和細(xì)細(xì)胞腔腔組成成，細(xì)細(xì)胞壁壁由若若干層層細(xì)纖纖維組組成；；纖維維之間間縱向向連接接比橫橫向連連接牢牢固，，所以以木材材具有有各向向異性性；同同時細(xì)細(xì)胞中中細(xì)胞胞腔和和細(xì)胞胞間隙隙之間間存在在著大大量的的孔隙隙，決決定了了木材材具有有吸濕濕性較較大的的特點點。木木材細(xì)細(xì)胞因因功能能不同同分為為管胞胞、導(dǎo)導(dǎo)管、、木纖纖維髓髓線等等多種種，不不同樹樹木其其細(xì)胞胞組成成不同同，其其中針針葉樹樹組成成簡單單，髓髓線細(xì)細(xì)小，，但闊闊葉樹樹組成成復(fù)雜雜，髓髓線發(fā)發(fā)達(dá)，，粗大大且明明顯，，所以以造成成了二二者樹樹木構(gòu)構(gòu)造及及性能能上的的差異異。第二節(jié)節(jié)木木材的的物理理性質(zhì)質(zhì)一、含含水率率木材中中所含含的水水分有有細(xì)胞胞腔內(nèi)內(nèi)和細(xì)細(xì)胞間間隙的的自由由水和和存在在于細(xì)細(xì)胞壁壁內(nèi)的的吸附附水。。新采采伐的的或潮潮濕的的木材材，內(nèi)內(nèi)部都都含有有大量量的自自由水水和吸吸附水水。當(dāng)當(dāng)木材材干燥燥時，，首先先是自自由水水很快快的蒸蒸發(fā)，，但并并不影影響木木材的的尺寸寸變化化和力力學(xué)性性質(zhì)。。當(dāng)自自由水水完全全蒸發(fā)發(fā)后，，吸附附水才才開始始蒸發(fā)發(fā)，蒸蒸發(fā)較較慢，，而且且隨著著吸附附水的的不斷斷蒸發(fā)發(fā)，木木材的的體積積和強強度均均發(fā)生生變化化。自自由水水含量量的變變化僅僅影響響木材材的容容重、、抗腐腐蝕性性、干干燥性性和燃燃燒性性。木材內(nèi)內(nèi)細(xì)胞胞壁吸吸水飽飽和，，而細(xì)細(xì)胞腔腔及細(xì)細(xì)胞間間隙內(nèi)內(nèi)無自自由水水時的的含水水率稱稱為木木材的的纖維維飽和和點。。纖維維飽和和點是是水分分對木木材物物理力力學(xué)性性能影影響的的轉(zhuǎn)折折點。。木材材纖維維飽和和點的的數(shù)值值，通通常介介于25～35%之間。。一般般，松松木的的纖維維飽和和點約約為30%。由于木木材中中存在在大量量的孔孔隙，，潮濕濕的木木材在在干燥燥的空空氣中中能放放出水水分，，干燥燥的木木材能能從周周圍的的空氣氣中吸吸收水水分，，這種種性能能稱為為木材材的吸吸濕性性，木木材的的吸濕濕性用用含水水率來來表示示，即即木材材所含含的水水的質(zhì)質(zhì)量與與干燥燥木材材質(zhì)量量的百百分比比來表表示。。當(dāng)木木材在在某種種介質(zhì)質(zhì)中放放置一一段時時間后后，木木材從從介質(zhì)質(zhì)中吸吸入的的水分分和放放出的的水分分相等等，即即木材材的含含水率率與周周圍介介質(zhì)的的濕度度達(dá)到到了平平衡狀狀態(tài)，，此時時的含含水率率稱為為平衡衡含水水率。。木材材的平平衡含含水率率與周周圍介介質(zhì)的的溫度度及相相對濕濕度有有關(guān)。。木木材在在纖維維飽和和點以以內(nèi)含含水率率的變變化對對變形形、強強度等等物理理力學(xué)學(xué)性能能影響響極大大，為為了避避免木木材因因為含含水率率大幅幅度變變化而而引起起變形形及制制品開開裂，，因此此木材材在使使用前前，使使用前前必須須使其其含水水率達(dá)達(dá)到使使用環(huán)環(huán)境常常年平平均平平衡含含水率率。木木材的的平衡衡含水水率隨隨其所所在的的地區(qū)區(qū)不同同而異異，我我國北北方約約為12%左右，，南方方約為為18%左右，，長江江流域域一般般為15%左右，，南方方更高高些。。二、、濕漲漲干縮縮（變變形））：木材細(xì)細(xì)胞壁壁內(nèi)吸吸附水水含量量的變變化會會引起起木材材變形形，稱稱為濕濕脹脹干縮縮。當(dāng)當(dāng)潮濕濕狀態(tài)態(tài)的木木材處處于干干燥環(huán)環(huán)境中中首先先放出出的是是自由由水木木材尺尺寸不不改變變只是是重量量減輕輕，然然后才才放出出吸附附水，，木材材才開開始收收縮。。而干干燥的的木材材處于于潮濕濕環(huán)境境時，，首先先吸入入的是是吸附附水，，木材材就會會膨脹脹，如如圖9-5松木的的含水水膨脹脹，由此此可見見，木木材的的干濕濕變形形僅在在纖維維飽和和點以以內(nèi)變變化時時才發(fā)發(fā)生，，若含含水率率超過過纖維維飽和和點，，存在在于細(xì)細(xì)胞壁壁和細(xì)細(xì)胞間間隙中中自由由水的的變化化，只只會使使木材材的體體積密密度及及燃燒燒性能能等發(fā)發(fā)生變變化，，而對對變形形是沒沒有影影響的的。木木材材的干干濕變變形的的大小小隨樹樹種不不同，，變形形的大大小也也不同同。一一般體體積密密度大大，夏夏材率率含量量高時時，脹脹縮變變形就就大。。同同時由由于構(gòu)構(gòu)造不不均勻勻，同同一木木材當(dāng)當(dāng)含水水率變變化時時各方方向變變形的的大小小也不不同，，其變變形為為弦向向最大大；徑徑向次次之；；順紋紋方向向變形形最小小如圖圖9-6木材干干燥后后截面面形狀狀的改改變。干縮縮對木木材的的使用用有很很大的的影響響，它它會使使木材材產(chǎn)生生裂縫縫或翹翹曲變變形，，以至至引起起木結(jié)結(jié)構(gòu)的的結(jié)合合松弛弛或凸凸起等等三、：：木木材構(gòu)構(gòu)造的的各向向異性性決定定了木木材的的各項項強度度都具具有明明顯的的方向向性，，木材材按受受力狀狀態(tài)分分為抗抗壓、、抗拉拉、抗抗彎和和抗剪剪四種種強度度，而而抗拉拉、抗抗壓、、抗剪剪強度度都有有順紋紋（作作用方方向與與纖維維方向向平行行）和和橫紋紋（作作用方方向與與纖維維方向向垂直直）之之分，，這兩兩種強強度有有很大大的差差別。。各種種強度度的對對比如如表9-1所示。。木材強強度之之間的的關(guān)系系木材的的強度度除本本身組組織構(gòu)構(gòu)造因因素外外，還還與含含水率率、疵疵病外外（木木節(jié)、、斜紋紋、裂裂縫、、腐朽朽及蟲蟲蛀等等）、、負(fù)荷荷時間間、溫溫度等等因素素有關(guān)關(guān)。當(dāng)木材材的含含水率率低于于纖維維飽和和點時時，含含水率率降低低，吸吸附水水減少少，細(xì)細(xì)胞壁壁緊密密，因因此木木材的的強度度增高高；反反之，，吸附附水增增多，，細(xì)胞胞壁膨膨脹，，組織織疏松松，強強度下下降。。。而而當(dāng)木木材的的含水水率超超過纖纖維飽飽和點點時，，含水水率的的變化化只限限于細(xì)細(xì)胞腔腔和細(xì)細(xì)胞間間隙中中的自自由水水發(fā)生生變化化，含含水率率的變變化對對強度度幾乎乎無影影響。。同時時，含含水率率在纖纖維飽飽和點點以內(nèi)內(nèi)變化化時，，對不不同方方向的的不同同強度度影響響也不不同，，對順順紋抗抗壓強強度和和抗彎彎強度度影響響較大大，對對順紋紋抗剪剪強度度和順順紋抗抗拉強強度影影響較較小。。環(huán)環(huán)境溫溫度升升高，，將使使木纖纖維的的膠凝凝物質(zhì)質(zhì)處于于軟化化狀態(tài)態(tài)，其其強度度和彈彈性均均降低低，若若木材材受凍凍時，，水結(jié)結(jié)冰使使木材材強度度增大大，且且材質(zhì)質(zhì)硬脆脆，一一旦解解凍，，其各各項強強度均均降低低。由由于于木纖纖維在在長期期荷載載下蠕蠕動產(chǎn)產(chǎn)生的的徐變變，木木材對對長期期荷載載的抵抵抗能能力低低于短短期荷荷載的的抵抗抗能力力。木木材在在長期期荷載載作用用下不不致引引起破破壞的的最大大強度度，稱稱為持持久強強度。。一般般情況況下，，木材材的持持久強強度僅僅為短短期荷荷載強強度的的50～60%。因因此此木木材材用用于于長長期期荷荷載載作作用用下下的的木木結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，必必須須考考慮慮負(fù)負(fù)荷荷時時間間對對木木材材強強度度的的影影響響。。建建筑筑中中常常見見樹樹種種的的的的力力學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)見見表表9-3常見見木木材材的的力力學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)返回回鍵鍵返回回鍵鍵抗壓抗拉抗彎抗剪順紋橫紋順紋橫紋順紋橫紋11/10-1/32-31/20-1/311/2-21/7-1/31/2-1返回回鍵鍵種類特點用途樹種針葉樹樹葉細(xì)長，成針狀，樹干直而高大，木質(zhì)較軟，易于加工，強度較高，表觀密度較小，脹縮變形較小。是建筑中主要使用的樹種。多用作承重構(gòu)件、門窗等。松樹、柏樹、杉樹等。闊葉樹樹葉寬大呈片狀，大多為落葉樹。樹干通直部分較短，木質(zhì)較硬，加工較困難，表觀密度較大，易于脹縮，翹曲，裂縫常用于內(nèi)部裝飾次要的承重構(gòu)件和膠合板等揄樹、樺樹、水曲柳等第三三節(jié)節(jié)木木材材的的干干燥燥與與防防腐腐為了了保保持持所所有有的的尺尺寸寸和和形形狀狀，，延延長長使使用用壽壽命命，，木木材材在在加加工工和和使使用用前前必必須須進進行行干干燥燥處處理理和和防防腐腐處處理理。。一、、木木材材的的干干燥燥干干燥燥方方法法可可分分為為自自然然干干燥燥和和人人工工干干燥燥1、自自然然干干燥燥該該方方法法是是將將鋸鋸開開的的板板材材或或方方材材按按一一定定的的方方式式堆堆積積在在通通風(fēng)風(fēng)良良好好的的場場所所，，避避免免陽陽光光的的直直射射和和雨雨淋淋，，使使木木材材中中的的水水分分自自然然蒸蒸發(fā)發(fā)。。這這種種方方法法簡簡單單易易行行，，不不需需要要特特殊殊設(shè)設(shè)備備，，干干燥燥后后木木材材的的質(zhì)質(zhì)量量良良好好。。但但干干燥燥時時間間長長，，占占用用場場地地大大，，只只能能干干燥燥到到風(fēng)風(fēng)干干狀狀態(tài)態(tài)。。2、人人工工干干燥燥這這種種方方法法利利用用人人工工的的方方法法排排除除木木材材中中的的水水分分，，常常用用的的方方法法有有：：水水浸浸法法、、蒸蒸材材法法和和熱熱炕炕法法等等二、、木木材材的的防防腐腐木材材的的腐腐蝕蝕是是由由真真菌菌侵侵入入所所至至，，真真菌菌侵侵入入將將改改變變木木材材的的顏顏色色和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)使使細(xì)細(xì)胞胞壁壁受受到到破破壞壞，，從從而而導(dǎo)導(dǎo)致致木木材材物物理理力力學(xué)學(xué)性性能能降降低低，，使使木木材材松松軟軟或或成成粉粉末末，，此此即即為為木木材材的的腐腐蝕蝕。。引引起起木木材材變變質(zhì)質(zhì)腐腐蝕蝕的的真真菌菌分分三三種種，，即即霉霉菌菌、、變變色色菌菌和和腐腐朽朽菌菌。。霉霉菌菌只只寄寄生生于于木木材材表表面面，，對對木木材材不不起起破破壞壞作作用用；；通通常常稱稱為為發(fā)發(fā)霉霉。。變變色色菌菌以以細(xì)細(xì)胞胞腔腔內(nèi)內(nèi)淀淀粉粉、、糖糖類類等等為為養(yǎng)養(yǎng)料料，，不不破破壞壞細(xì)細(xì)胞胞壁壁，，故故對對木木材材的的破破壞壞作作用用也也很很小小。。而而腐腐蝕蝕菌菌是是以以細(xì)細(xì)胞胞壁壁物物質(zhì)質(zhì)分分解解為為養(yǎng)養(yǎng)料料，，進進行行繁繁殖殖、、生生長長，，故故木木材材的的腐腐蝕蝕主主要要來來自自于于腐腐蝕蝕菌菌。。真真菌菌是是在在一一定定的的條條件件下下才才能能生生存存和和繁繁殖殖的的，，其其生生存存繁繁殖殖的的條條件件：：一一是是水水分分，，木木材材的的含含水水率率為為18%時即即能能生生存存：：30～60%時最最宜宜生生存存、、繁繁殖殖；；二二是是溫溫度度，，真真菌菌最最適適宜宜生生存存繁繁殖殖的的溫溫度度為為15～30℃℃，高高出出60℃℃無法法生生存存；；三三是是氧氧氣氣，，有有5%的空空氣氣即即可可生生存存；；四四是是養(yǎng)養(yǎng)份份，，木木質(zhì)質(zhì)素素、、淀淀粉粉、、糖糖類類等等為為營營養(yǎng)養(yǎng)。。木木材材的的腐腐蝕蝕一一般般是是由由一一些些菌菌類類和和昆昆蟲蟲的的侵侵害害造造成成的的。。在適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡臏販囟榷龋ǎ?5-30度））和和濕濕度度（（含含水水率率在在35-50%）等等條條件件下下，，菌菌類類、、昆昆蟲蟲易易于于在在木木材材中中繁繁殖殖，，破破壞壞木木質(zhì)質(zhì)，，嚴(yán)嚴(yán)重重影影響響木木材材的的使使用用。。為為了了延延長長木木材材的的使使用用壽壽命命，，對對木木材材可可采采用用以以下下兩兩種種防防腐腐處處理理方方法法：：1、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)預(yù)預(yù)防防法法在在設(shè)設(shè)計計和和施施工工中中，，使使木木材材構(gòu)構(gòu)件件不不受受潮潮濕濕，，在在良良好好的的通通風(fēng)風(fēng)條條件件下下，，在在木木材材和和其其他他材材料料之之間間用用防防潮潮襯襯墊墊，，不不將將支支節(jié)節(jié)點點或或其其他他任任何何木木構(gòu)構(gòu)件件封封閉閉在在墻墻內(nèi)內(nèi)，，木木地地板板下下設(shè)設(shè)置置通通風(fēng)風(fēng)洞洞，，木木屋屋頂頂采采用用山山墻墻通通風(fēng)風(fēng)，，設(shè)設(shè)置置老老虎虎窗窗等等。。2、防防腐腐劑劑法法是是通通過過涂涂刷刷或或浸浸漬漬防防腐腐劑劑，，使使木木材材含含有有有有毒毒物物質(zhì)質(zhì)，，以以起起到到防防腐腐和和殺殺蟲蟲作作用用。。常常用用的的防防腐腐劑劑有有：：水水劑劑（（如如氯氯化化鈉鈉、、氯氯化化鋅鋅、、硫硫酸酸銅銅、、硼硼酚酚合合劑劑））油油劑劑的的（（如如林林丹丹五五氯氯合合劑劑））和和乳乳劑劑的的（（如如氯氯化化鈉鈉瀝瀝青青膏膏漿漿））。。返回回鍵鍵第四四節(jié)節(jié)木木材材和和人人造造板板材材一、、木木材材產(chǎn)產(chǎn)品品木材材按按其其加加工工程程度度和和用用途途不不同同，，常常分分為為：：原原條條、、原原木木、、枕枕木木和和鋸鋸材材四四種種。。原原條條是是指指去去皮皮（（也也有有不不去去皮皮的的））而而未未經(jīng)經(jīng)加加工工成成規(guī)規(guī)定定材材品品的的木木材材，，主主要要用用于于建建筑筑工工程程的的腳腳手手架架和和供供進進一一步步加加工工等等。。原原條條是是指指除除去去樹樹皮皮（（也也有有不不去去的的））和和樹樹梢梢并并按按尺尺寸寸切切取取的的材材料料，，有有直直接接使使用用原原木木和和加加工工原原木木之之分分，，直直接接使使用用原原木木在在建建筑筑工工程程中中用用做做屋屋架架、、檁檁條條等等；；加加工工原原木木用用于于鋸鋸制制普普通通鋸鋸材材，，加加工工膠膠合合板板等等。。鋸鋸材材是是指指已已經(jīng)經(jīng)加加工工鋸鋸解解成成一一定定尺尺寸寸的的的的木木料料。。凡凡寬寬度度為為