《土木工程材料》課件 10木材

木材的分類與構(gòu)造10.1木材的主要技術(shù)特性10.2內(nèi)容提要10木材木材的防護及應(yīng)用10.3重點和難點木材的特性重點難點影響木材強度的主要因素10木材木材的防護思考木材的纖維飽和點和平衡含水率是什么？影響木材強度的因素有哪些？如何進行木材的防腐處理？10木材應(yīng)縣木塔是我國現(xiàn)存最古老最高大的純木結(jié)構(gòu)樓閣式建筑，建于公元1056年。塔高67.31米，底層直徑30.27米，總重量約7400噸。塔高九層，五個明層四個暗層，外觀為五層六檐。結(jié)構(gòu)上采用雙層環(huán)形套筒空間框架，沒用一個鐵釘，全靠構(gòu)件互相鉚榫咬合。全塔共使用54種不同形式的斗拱，稱為“斗拱博物館”。應(yīng)縣木塔10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造質(zhì)輕,強度大彈性和韌性好,抗沖擊性強導熱性小,干燥條件下耐久性好外觀好,易于加工易腐易燃木材的特點木材的特點10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造樹木的分類針葉樹、闊葉樹按樹葉不同分10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造樹木的分類針葉樹、闊葉樹按樹葉不同分10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造針葉樹針葉樹葉子細長呈針狀，大多為四季常青樹。樹干通直且高大，紋理順直，材質(zhì)均勻，木質(zhì)較軟，易于加工，故稱“軟木材”針葉樹是主要建筑與裝飾材料，廣泛用于各個構(gòu)件和裝飾部件。常用的針葉樹種有松、杉、柏等。樹木的分類10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造樹木的分類闊葉樹樹葉寬大，葉脈呈網(wǎng)狀，大多為落葉樹，樹干通直部分較短，材質(zhì)較硬，較難加工，故稱“硬木材”闊葉樹木材表觀密度大，干縮變形大，易翹曲或開裂，建筑上常用來制作尺寸較小的構(gòu)件。常用的樹種有榆木、椴木、櫸木、水曲柳、泡桐、柞木等。闊葉樹10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造原條、原木、板方材按加工程度和用途不同分原條是指已經(jīng)修枝、剝皮但尚未加工造材的木材。樹木的分類10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造原條、原木、板方材按加工程度和用途不同分原條是指已經(jīng)修枝、剝皮但尚未加工造材的木材。原木是指伐倒后，經(jīng)修枝并截成規(guī)定長度的木材。樹木的分類10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造原條、原木、板方材按加工程度和用途不同分原條是指已經(jīng)修枝、剝皮但尚未加工造材的木材。原木是指伐倒后，經(jīng)修枝并截成規(guī)定長度的木材。板方材是指按一定尺寸鋸解、加工成的板材和方材。樹木的分類10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造木材的宏觀構(gòu)造是指用肉眼或放大鏡所看到的木材組織。木材是由無數(shù)不同形態(tài)、不同大小、不同排列方式的細胞所組成。木材由樹皮、木質(zhì)部和髓心三個部分組成：木材的宏觀構(gòu)造10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造木材主要是使用木質(zhì)部，其中靠近髓心的部分顏色較深，稱為心材；靠近樹皮的部分顏色較淺，稱為邊材。心材含水量較小，不易翹曲變形，耐蝕性較強；邊材含水量較大，易翹曲變形，耐蝕性較差。木材的宏觀構(gòu)造10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造溫帶和寒帶生長的樹木每年生長季開始時生長旺盛，形成層分生出來的細胞比較大，木材的材色淺，組織松軟，稱其為早材(春材)；此后分生出來的細胞壁厚，腔小，材色深，組織致密，稱為晚材(又稱夏材)。一般來說，相同樹種，同一地帶，夏材所占比例大，強度就越高，年輪密而均勻，材質(zhì)好。木材的宏觀構(gòu)造木材的微觀構(gòu)造是指用顯微鏡所能觀察到的木材組織。在顯微鏡下觀察木材的切片，木材是由無數(shù)管狀細胞結(jié)合而成的。1—細胞壁；2—細胞腔；

3—樹脂流出孔；4—木髓線1—細胞腔；2—初生層；

3—細胞間層木材的微觀構(gòu)造10木材–10.1木材的分類與構(gòu)造不同樹種木材的密度相差不大，平均約為1.55g/cm3。木材的表觀密度因樹種不同而不同。大多數(shù)木材的表觀密度在400～600kg/m3范圍內(nèi)，平均為500kg/m3。木材的密度和表觀密度10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性密度表觀密度木材中的水分可分為三種，即自由水、吸附水和結(jié)合水。自由水存在于組成木材的細胞間隙中，影響木材的表觀密度、燃燒性、干燥性及滲透性。吸附水是被物理吸附于細胞壁內(nèi)的細纖維之間的水分，是影響木材強度和脹縮變形的主要因素。結(jié)合水是組成細胞化合成分的水分，對木材的性能無影響。木材的含水率是指木材中所含水的質(zhì)量與木材干燥后質(zhì)量的百分比值。木材的含水率10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性當潮濕的木材蒸發(fā)水分時，首先蒸發(fā)的是自由水，當自由水蒸發(fā)完畢而吸附水尚在飽和狀態(tài)時的含水率稱為纖維飽和點。纖維飽和點是所有木材材性變異的轉(zhuǎn)折點，對木材的強度、脹縮變化、導電性有很大影響。木材的纖維飽和點隨樹種不同有差別，一般為25%~35%，平均為30%。木材的纖維飽和點纖維飽和點10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性木材長時間暴露在一定溫度和濕度的空氣中，干燥的木材能從空氣中吸收水分，潮濕的木材能向周圍釋放水分，直到木材的含水率與周圍空氣的相對濕度達到平衡為止。我們將與周圍空氣的相對濕度達到平衡時木材的含水率稱為平衡含水率。木材的平衡含水率平衡含水率10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性木材的吸濕性是木材從空氣中吸收水蒸氣和其他液體蒸氣的性能。木材的吸濕性會使木材的物理力學性質(zhì)隨著平衡含水率的變化而變化。木材在使用時其含水率應(yīng)接近或稍低于平衡含水率。木材各方向的脹縮變形不同，其中以弦向最大，徑向次之，縱向最小。木材的濕脹干縮濕脹與干縮10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性木材的吸濕性是木材從空氣中吸收水蒸氣和其他液體蒸氣的性能。木材的吸濕性會使木材的物理力學性質(zhì)隨著平衡含水率的變化而變化。木材在使用時其含水率應(yīng)接近或稍低于平衡含水率。木材各方向的脹縮變形不同，其中以弦向最大，徑向次之，縱向最小。濕脹與干縮木材的濕脹干縮10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性根據(jù)外力的作用，木材的強度主要有抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度和抗剪強度。一般每一類強度根據(jù)施力方向不同又有順紋受力與橫紋受力之分。順紋受力是指作用力方向平行于纖維方向。橫紋受力是指作用力的方向垂直于纖維方向。木材的順紋強度和橫紋強度差別很大。木材的強度10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性抗壓強度抗拉強度順紋橫紋順紋橫紋10010~20200~3006~20抗彎強度抗剪強度順紋橫紋1500~20015~2050~100順紋剪切

橫紋剪切木材的強度10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性含水率

環(huán)境溫度

負荷時間

缺陷

影響木材強度的主要因素10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性含水率

環(huán)境溫度

負荷時間

缺陷

影響木材強度的主要因素當含水率在纖維飽和點以上變化時，僅僅是自由水的增減，對木材強度沒有影響；當含水率在纖維飽和點以下變化時，隨含水率的降低，細胞壁趨于緊密，木材強度增加。1—順紋抗拉；2—抗彎；

3—順紋抗壓；4—順紋抗剪10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性含水率

環(huán)境溫度

負荷時間

缺陷

影響木材強度的主要因素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50%~60%。10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性含水率

環(huán)境溫度

負荷時間

缺陷

影響木材強度的主要因素當溫度由25℃升至50℃時，將因木纖維和其間的膠體軟化等原因，使木材抗壓強度降低20%~40%，抗拉和抗剪強度降低12%~20%。因此，長期處于高溫環(huán)境下的建筑物不宜采用木結(jié)構(gòu)。10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性含水率

環(huán)境溫度

負荷時間

缺陷

影響木材強度的主要因素木材的缺陷主要有木節(jié)、斜紋、裂紋、腐朽及蟲害等。這些缺陷會對木材的力學性能造成不利影響，導致木材的強度降低、質(zhì)量等級下降，甚至完全不能使用。10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性指木材抵抗其他物體壓入木材的能力。木材端面的硬度最大，弦面次之，徑面稍小。木材的硬度和耐磨性木材的硬度指木材抵抗磨損的能力。作木地板的國產(chǎn)闊葉材樹種中以荔枝葉紅豆耐磨性最大，南方的泡桐樹耐磨性為最小。木材的耐磨性10木材–10.2木材的主要技術(shù)特性木材的腐朽一般為真菌侵入所形成。真菌在木材中生存和繁殖，必須同時具備以下三個條件：適當?shù)乃?/p>

適宜的溫度

足夠的空氣

木材的腐朽10木材–10.3木材的防護及應(yīng)用防腐劑處理：用化學防腐劑對木材進行處理，使木材變?yōu)橛卸镜奈镔|(zhì)而使真菌無法寄生。木材防腐劑一般分為水溶性、油質(zhì)和膏狀三類。對木材進行防腐處理的方法很多，主要有涂刷或噴涂法、壓力滲透法、常壓浸漬法、冷熱槽浸透法等。防腐處理保持干燥

木材的腐朽防腐措施10木材–10.3木材的防護及應(yīng)用木材的防火：是指將木材經(jīng)過具有阻燃性能的化學物質(zhì)處理后，變成難燃的材料，以達到遇小火能自熄，遇大火能延緩或阻止燃燒蔓延，從而贏得補救時間。要阻止和延緩木材燃燒，可有以下幾種措施：抑制木材在高溫下的熱分解

增加隔氧作用

阻止熱傳遞

木材的防火10木材–10.3木材的防護及應(yīng)用通過常壓浸注和加壓浸注吸入木材內(nèi)部。浸注處理前，要求木材必須達到充分氣干，并經(jīng)初步加工成型，以免防火處理后進行大量鋸、刨等加工，使木料中浸有阻燃劑的部分被除去。溶液浸注法

表面涂敷法

即在木材表面涂敷防火涂料，既防火又具防腐和裝飾作用。木材的防火木材防火處理方法10木材–10.3木材的防護及應(yīng)用條木地板

復合木地板

拼花木地板

木地板10木材–10.3木材的防護及應(yīng)用條木地板

復合木地板

拼花木地板

木地板平口條木地板：六面均為平直的長方體及六面體或工藝形多面體木地板。除可作地板外，也可作拼花板、墻裙裝飾以及天花板吊頂?shù)仁覂?nèi)裝飾。企口條木地板：板面呈長方形，其中一側(cè)為榫，另一側(cè)有槽，其背面有抗變形槽。鋪設(shè)時榫和槽必須結(jié)合緊密。適用于辦公室、會議室、會客室、休息室等場所。10木材–10.3木材的防護及應(yīng)用條木地板

復合木地板

拼花木地板

木地板由多塊條狀小木板以一定的藝術(shù)性和規(guī)律性的圖案拼接成方形。適用于高級樓宇、賓館、別墅、會議室、展覽室、體育館和住宅等的地面裝飾。10木材–10.3木材的防護及應(yīng)用條木地板

復合木地板

拼花木地板

木地板復合木地板是由耐磨層、裝飾層、基材層、平衡層膠合而成的木地板。其耐磨層是采用Al2O3或碳化硅覆蓋在裝飾層（如木紋裝飾紙）上；基材層多采用高密度纖維板（HDF）、中密度纖維板（MDF）或特殊形態(tài)的優(yōu)質(zhì)刨花板，前兩者居多。平衡層也叫防潮層或底層，其作用是防潮和防止強化木地板變形。10木材–10.3木材的防護及應(yīng)用條木地板

復合木地板

拼花木地板

木地板優(yōu)點：規(guī)格尺寸大、不易變形、不易翹曲、板面具有較好的尺寸穩(wěn)定性、整體效果好、鋪設(shè)工藝簡捷方便、阻燃、絕緣、隔潮、耐腐蝕等。缺點：膠粘劑中含有一定的甲醛，必須嚴格控制，嚴禁超標。復合木地板結(jié)構(gòu)不對稱，生產(chǎn)工藝復雜，成本較高。10木材–10.3木材的防護及應(yīng)用其他木材制品膠合板刨花板纖維板10木材–10.3木材的防護及應(yīng)用是用原木旋切成薄片，再用膠粘劑按奇數(shù)層數(shù)，以各層纖維互相垂直的方向粘合熱壓而成的人造板材。按膠合板的層數(shù)，可分為三合板、五合板、七合板和九合板，前兩種最常用。其他木材制品膠合板刨花板纖維板10木材–10.3木材的防護及應(yīng)用以木質(zhì)纖維或其他植物纖維材料為主要原料，經(jīng)破碎、浸泡、研磨成木漿