[PPT]建筑材料之木材介紹

1、第十章 木材 木材是人類最早應(yīng)用于建筑以及裝飾裝修的材料之一。由于木具有許多不可由其它材料所替代的優(yōu)良特性，它們至今在建筑裝飾裝修中仍然占有極其重要的地位。雖然其它種類的新材料不斷出現(xiàn)，但木材仍然是家具和建筑領(lǐng)域不可缺少的材料，其特點(diǎn)可以歸結(jié)如下： （1）不可替代的天然性。木、竹材是天然的，有獨(dú)特的質(zhì)地與構(gòu)造，其紋理、色澤等能夠給人們一種回歸自然、返樸歸真的感覺，深受廣大人們所喜愛； （2）典型的綠色材料。木、竹材本身不存在污染源，其散發(fā)的清香和純真的視覺感受有益于人們的身體健康。與塑料、鋼鐵等材料相比，木、竹材是可循環(huán)利用和永續(xù)利用的材料； （3）優(yōu)良的物理力學(xué)性能。竹、木材是質(zhì)輕而高比強(qiáng)度

2、的材料，具有良好的絕熱、吸聲、吸濕和絕緣性能。同時(shí)，竹、木材與鋼鐵、水泥和石材相比具有一定的彈性，可以緩和沖擊力，提高人們居住和行走的安全。（4）良好的加工性。竹、木材可以方便地進(jìn)行鋸、刨、銑、釘、剪等機(jī)械加工和貼、粘、涂、畫、烙、雕等裝飾加工。 基于上述的特點(diǎn)，木質(zhì)裝飾材料迄今為止仍然是建筑裝飾領(lǐng)域中應(yīng)用最多的材料。 10.1 木材的分類和構(gòu)造 土木工程中使用的木材是由樹木加工而成，樹木的種類不同，木材的性質(zhì)及應(yīng)用也不同，因此必須了解木材的種類，才能合理的選用木材。樹木共分為針葉樹和闊葉樹兩大類，木材的性質(zhì)主要決定于木材的構(gòu)造，木材的構(gòu)造可以從宏觀和微觀兩個(gè)層次上認(rèn)識(shí)。 種類特點(diǎn)用途樹種針葉

3、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(qiáng)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10.1.2 木材的宏觀構(gòu)造：1、木材的宏觀構(gòu)造是指用肉眼和放大鏡能觀察到的構(gòu)造特征。由于木材構(gòu)造的不均勻性即各向異性，觀察其宏觀構(gòu)造時(shí)必須從三個(gè)切面即橫切面、徑切面、弦切面進(jìn)行。 (1)、從橫切面可以看出：木材主要是由髓心和木質(zhì)部組成的。木質(zhì)部是土木工程中使用的主要部分

4、，在木質(zhì)部中心顏色較深的部分稱為心材；靠近樹皮顏色較淺的部分叫邊材，心材含水量較少，不翹曲變形，抗腐蝕性較強(qiáng)。邊材含水量大，容易翹曲變形，抗腐蝕性也不如心材。一般心材的利用價(jià)值比邊材大一些。 從橫切面上看到的深淺相間的同心圓環(huán)，即所謂年輪，在同一年輪內(nèi)，春天生長的木質(zhì)顏色較淺、材質(zhì)松軟，稱為春材（早材）。而夏秋兩季生長的木質(zhì)顏色較深，材質(zhì)堅(jiān)硬，稱為夏材（晚材）。夏材部分越多，年輪越密且均勻，木材質(zhì)量越好，強(qiáng)度越高。 髓心是樹干的中心，其材質(zhì)松軟、強(qiáng)度低、易磨蝕和蟲害。從髓心向外的射線稱為髓線，它與周圍連結(jié)差，干燥時(shí)易開裂。 2、從弦切面可以看出，包含在樹干中，從樹干旁邊生長出的枝條部分稱為節(jié)子

5、，節(jié)子與周圍木材緊密連生，構(gòu)造正常稱為活節(jié)；由枯死枝條形成的節(jié)子稱為死節(jié)。節(jié)子構(gòu)造致密破壞木材構(gòu)造的均勻性和完整性，對木材的性能影響較大，顏色與主干差異較大。3、從徑切面可以看出，木材中的纖維排列與縱軸方向是一致的，如出現(xiàn)不一致的傾斜紋理稱為斜紋，斜紋會(huì)大大降低木材的強(qiáng)度。10.1.3 木材的微觀結(jié)構(gòu) 微觀構(gòu)造是指借助顯微鏡才能看到的組織。針葉樹與闊葉樹即在微觀構(gòu)造上存在著很大差別，同時(shí)又具有許多共同特征，木材是由無數(shù)管狀細(xì)胞組成的，除少數(shù)細(xì)胞橫向排列外（形成髓線），絕大部分細(xì)胞是縱向排列的。每個(gè)細(xì)胞都由細(xì)胞壁和細(xì)胞腔組成，細(xì)胞壁由若干層細(xì)纖維組成；纖維之間縱向連接比橫向連接牢固，所以木材具有

6、各向異性；同時(shí)細(xì)胞中細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙之間存在著大量的孔隙，決定了木材具有吸濕性較大的特點(diǎn)。木材細(xì)胞因功能不同分為管胞、導(dǎo)管、木纖維髓線等多種，不同樹木其細(xì)胞組成不同，其中針葉樹組成簡單，髓線細(xì)小，但闊葉樹組成復(fù)雜，髓線發(fā)達(dá)，粗大且明顯，所以造成了二者樹木構(gòu)造及性能上的差異。 10.1.4 木材的缺陷 木材在生長、采伐、儲(chǔ)運(yùn)、加工和使用過程中會(huì)產(chǎn)生一些缺陷（疵病），這些缺陷不僅降低木材的力學(xué)性質(zhì)，而且影響木材的外觀質(zhì)量，其中節(jié)子、裂紋和腐朽對材質(zhì)的影響最大。（1）節(jié)子（2）裂紋10.2 木材的物理和力學(xué)性質(zhì)10.2.1 含水量 木材中所含的水分有細(xì)胞腔內(nèi)和細(xì)胞間隙的自由水和存在于細(xì)胞壁內(nèi)的吸附水

7、。新采伐的或潮濕的木材，內(nèi)部都含有大量的自由水和吸附水。當(dāng)木材干燥時(shí)，首先是自由水很快的蒸發(fā)，但并不影響木材的尺寸變化和力學(xué)性質(zhì)。當(dāng)自由水完全蒸發(fā)后，吸附水才開始蒸發(fā)，蒸發(fā)較慢，而且隨著吸附水的不斷蒸發(fā)，木材的體積和強(qiáng)度均發(fā)生變化。自由水含量的變化僅影響木材的容重、抗腐蝕性、干燥性和燃燒性。 木材內(nèi)細(xì)胞壁吸水飽和，而細(xì)胞腔及細(xì)胞間隙內(nèi)無自由水時(shí)的含水率稱為木材的纖維飽和點(diǎn)。纖維飽和點(diǎn)是水分對木材物理力學(xué)性能影響的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。木材纖維飽和點(diǎn)的數(shù)值，通常介于2535%之間。一般，松木的纖維飽和點(diǎn)約為30%。 由于木材中存在大量的孔隙，木材具有良好的吸濕性，這種性能稱為木材的吸濕性，木材的吸濕性用含水率

8、來表示，即木材所含的水的質(zhì)量與干燥木材質(zhì)量的百分比來表示。當(dāng)木材在某種介質(zhì)中放置一段時(shí)間后，木材從介質(zhì)中吸入的水分和放出的水分相等，即木材的含水率與周圍介質(zhì)的濕度達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時(shí)的含水率稱為平衡含水率。木材的平衡含水率與周圍介質(zhì)的溫度及相對濕度有關(guān)。 木材在纖維飽和點(diǎn)以內(nèi)含水率的變化對變形、強(qiáng)度等物理力學(xué)性能影響極大，為了避免木材因?yàn)楹蚀蠓茸兓鹱冃渭爸破烽_裂，因此木材在使用前，使用前必須使其含水率達(dá)到使用環(huán)境常年平均平衡含水率。木材的平衡含水率隨其所在的地區(qū)不同而異，我國北方約為12%左右，南方約為18%左右，長江流域一般為15%左右，南方更高些。10.2.2 、濕漲與干縮 木

9、材細(xì)胞壁內(nèi)吸附水含量的變化會(huì)引起木材變形，稱為濕脹干縮。當(dāng)潮濕狀態(tài)的木材處于干燥環(huán)境中首先放出的是自由水木材尺寸不改變只是重量減輕，然后才放出吸附水，木材才開始收縮。而干燥的木材處于潮濕環(huán)境時(shí)，首先吸入的是吸附水，木材就會(huì)膨脹，木材的干濕變形僅在纖維飽和點(diǎn)以內(nèi)變化時(shí)才發(fā)生，若含水率超過纖維飽和點(diǎn)，存在于細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙中自由水的變化，只會(huì)使木材的體積密度及燃燒性能等發(fā)生變化，而對變形是沒有影響的。 木材的干濕變形的大小隨樹種不同，變形的大小也不同。一般體積密度大，夏材率含量高時(shí)，脹縮變形就大。同時(shí)由于構(gòu)造不均勻，同一木材當(dāng)含水率變化時(shí)各方向變形的大小也不同，其變形為弦向最大；徑向次之；順紋方向

10、變形最小干縮對木材的使用有很大的影響，它會(huì)使木材產(chǎn)生裂縫或翹曲變形，以至引起木結(jié)構(gòu)的結(jié)合松弛或凸起等。10.2.3 木材的強(qiáng)度： 木材構(gòu)造的各向異性決定了木材的各項(xiàng)強(qiáng)度都具有明顯的方向性，木材按受力狀態(tài)分為抗壓、抗拉、抗彎和抗剪四種強(qiáng)度，而抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度都有順紋（作用方向與纖維方向平行）和橫紋（作用方向與纖維方向垂直）之分，這兩種強(qiáng)度有很大的差別。木材的強(qiáng)度除本身組織構(gòu)造因素外，還與含水率、疵病外（木節(jié)、斜紋、裂縫、腐朽及蟲蛀等）、負(fù)荷時(shí)間、溫度等因素有關(guān)。當(dāng)木材的含水率低于纖維飽和點(diǎn)時(shí)，含水率降低，吸附水減少，細(xì)胞壁緊密，因此木材的強(qiáng)度增高；反之，吸附水增多，細(xì)胞壁膨脹，組織疏松，強(qiáng)度

11、下降。而當(dāng)木材的含水率超過纖維飽和點(diǎn)時(shí)，含水率的變化只限于細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙中的自由水發(fā)生變化，含水率的變化對強(qiáng)度幾乎無影響。 同時(shí)，含水率在纖維飽和點(diǎn)以內(nèi)變化時(shí)，對不同方向的不同強(qiáng)度影響也不同，對順紋抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度影響較大，對順紋抗剪強(qiáng)度和順紋抗拉強(qiáng)度影響較小。環(huán)境溫度升高，將使木纖維的膠凝物質(zhì)處于軟化狀態(tài)，其強(qiáng)度和彈性均降低，若木材受凍時(shí)，水結(jié)冰使木材強(qiáng)度增大，且材質(zhì)硬脆，一旦解凍，其各項(xiàng)強(qiáng)度均降低。 由于木纖維在長期荷載下蠕動(dòng)產(chǎn)生的徐變，木材對長期荷載的抵抗能力低于短期荷載的抵抗能力。木材在長期荷載作用下不致引起破壞的最大強(qiáng)度，稱為持久強(qiáng)度。一般情況下，木材的持久強(qiáng)度僅為短期荷載強(qiáng)度的

12、5060%。因此木材用于長期荷載作用下的木結(jié)構(gòu)，必須考慮負(fù)荷時(shí)間對木材強(qiáng)度的影響。 10.3 木材的防護(hù) 為了保持所有的尺寸和形狀，延長使用壽命，木材在加工和使用前必須進(jìn)行干燥處理和防腐處理。 10.3.1 干燥 木材的干燥 干燥方法可分為自然干燥和人工干燥 1、自然干燥 該方法是將鋸開的板材或方材按一定的方式堆積在通風(fēng)良好的場所，避免陽光的直射和雨淋，使木材中的水分自然蒸發(fā)。這種方法簡單易行，不需要特殊設(shè)備，干燥后木材的質(zhì)量良好。但干燥時(shí)間長，占用場地大，只能干燥到風(fēng)干狀態(tài)。 2、人工干燥 這種方法利用人工的方法排除木材中的水分，常用的方法有：水浸法、蒸材法和熱炕法等。10.3.2 木材的防

13、腐防蟲 木材的腐蝕是由真菌侵入所至，真菌侵入將改變木材的顏色和結(jié)構(gòu)使細(xì)胞壁受到破壞，從而導(dǎo)致木材物理力學(xué)性能降低，使木材松軟或成粉末，此即為木材的腐蝕。引起木材變質(zhì)腐蝕的真菌分三種，即霉菌、變色菌和腐朽菌。霉菌只寄生于木材表面，對木材不起破壞作用；通常稱為發(fā)霉。變色菌以細(xì)胞腔內(nèi)淀粉、糖類等為養(yǎng)料，不破壞細(xì)胞壁，故對木材的破壞作用也很小。而腐蝕菌是以細(xì)胞壁物質(zhì)分解為養(yǎng)料，進(jìn)行繁殖、生長，故木材的腐蝕主要來自于腐蝕菌。真菌是在一定的條件下才能生存和繁殖的，其生存繁殖的條件：一是水分，木材的含水率為18%時(shí)即能生存：3060%時(shí)最宜生存、繁殖；二是溫度，真菌最 適宜生存繁殖的溫度為1530，高出60

14、無法生存；三是氧氣，有5%的空氣即可生存；四是養(yǎng)份，木質(zhì)素、淀粉、糖類等為營養(yǎng)。木材的腐蝕一般是由一些菌類和昆蟲的侵害造成的。 在適當(dāng)?shù)臏囟龋?5-30度）和濕度（含水率在35-50%）等條件下，菌類、昆蟲易于在木材中繁殖，破壞木質(zhì)，嚴(yán)重影響木材的使用。為了延長木材的使用壽命，對木材可采用以下兩種防腐處理方法： 1、結(jié)構(gòu)預(yù)防法 在設(shè)計(jì)和施工中，使木材構(gòu)件不受潮濕，在良好的通風(fēng)條件下，在木材和其他材料之間用防潮襯墊，不將支節(jié)點(diǎn)或其他任何木構(gòu)件封閉在墻內(nèi)，木地板下設(shè)置通風(fēng)洞，木屋頂采用山墻通風(fēng)，設(shè)置老虎窗等。 2 、防腐劑法 是通過涂刷或浸漬防腐劑，使木材含有有毒物質(zhì)，以起到防腐和殺蟲作用。常用的

15、防腐劑有：水劑（如氯化鈉、氯化鋅、硫酸銅、硼酚合劑）油劑的（如林丹五氯合劑）和乳劑的（如氯化鈉瀝青膏漿）。10.4 木材的應(yīng)用 10.4.1 木材的初級產(chǎn)品 木材按其加工程度和用途不同，常分為：圓條、原木、鋸材三種。原條是指去皮（也有不去皮的）而未經(jīng)加工成規(guī)定材品的木材，主要用于建筑工程的腳手架和供進(jìn)一步加工等。原木是指除去樹皮（也有不去的）和樹梢并按尺寸切取的材料，有直接使用原木和加工原木之分，直接使用原木在建筑工程中用做屋架、檁條等；加工原木用于鋸制普通鋸材，加工膠合板等。鋸材是指已經(jīng)加工鋸解成一定尺寸的的木料。凡寬度為厚度三倍以上的，稱為板材，不足三倍為枋材。 10.4.2 人造板材 人

16、造板工業(yè)的發(fā)展極大地推動(dòng)了木質(zhì)裝飾材料的發(fā)展，中密度纖維板、刨花板、細(xì)木工板、竹質(zhì)板等基材的迅猛發(fā)展，以及新的表面裝飾材料，使木質(zhì)裝飾材料從品種、花色、質(zhì)地到產(chǎn)量都大大向前推動(dòng)了一步。 木質(zhì)裝飾材料以其優(yōu)良的特性和廣泛的來源，大量應(yīng)用于賓館、飯店、影劇院、會(huì)議廳、居室、車船、機(jī)艙等各種建筑的室內(nèi)裝飾中。 木質(zhì)人造板 木質(zhì)人造板是利用木材，木質(zhì)纖維、木質(zhì)碎料或其他植物纖維為原料，加膠粘劑和其他添加劑制成的板材。木質(zhì)人造板的主要品種有膠合板、細(xì)木工板、纖維板和刨花板。 一、膠合板：膠合板是由三層或多層（3-13）以上單板組合并使相鄰單板的纖維方向垂直膠合而成的一種人木質(zhì)人造板。 1、膠合板的特點(diǎn)：

17、 優(yōu)點(diǎn)：幅面大、變形小、不易彎曲，強(qiáng)度大，施工方便。 缺點(diǎn)：由于膠合板使用大徑級，優(yōu)等原木作為單板的原料，毀壞森林。1525mmX3050mmX3mm-50mm 2、膠合板的分類：（1）按制作方法分類：旋切膠合板和刨切膠合板切制：刨切薄木在刨切機(jī)上進(jìn)行。將木方固定在夾持板上，刀具固定在刀架上，從而自木方上刨切下一定厚度的薄木。旋切薄木是在精密旋切機(jī)上進(jìn)行。旋切所得薄木連續(xù)成帶狀，花紋一般成山水狀，在裝飾薄木中較少采用旋切制造薄木。按膠合板的性能分：阻燃的和普通的，在普通里面分為四類：一類：耐氣候膠合板，具有耐久、耐沸煮或蒸汽處理等性能，用于室內(nèi)外使用；二類：耐水膠合板，能在冷水中浸漬或受短時(shí)間

18、熱水浸漬，但不耐沸煮；三類：耐潮膠合板，能耐短期冷水浸漬，用于室內(nèi)裝修；四類：即不耐潮膠合板，只用在常態(tài)下使用。 3、膠合板的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：厚度：.7,3,3.5,4,4.5,5.5,6mm,自6mm起按1mm遞增，厚度小于等于4mm為薄膠合板，3，3.5，4mm厚的膠合板為常用規(guī)格。 4、膠合板的選用要點(diǎn)： 1、甲酚的釋放量：經(jīng)過飾面處理后可允許用于室內(nèi)時(shí)：測定值為0.5 mg/L 2、應(yīng)用場合的特殊要求：防火要求較高的用阻燃的膠合板。用于高級場所的表面進(jìn)行油漆及飾面處理。 3、根據(jù)外觀質(zhì)量分為特等、一等、二等，三等，其中一、二、三等為主要等級。主要用于室內(nèi)裝飾，如墻面，隔墻板、頂棚板、門面板等

19、。特等品用于高級建筑裝飾，高級家具制品。一等品適用于較高級建筑裝飾，高中級家具，各種電器外殼等制品。二等品適用于家具，普通建筑，車船等的裝飾。三等品適用于低級建筑裝飾等。二、細(xì)木工板：芯板用木板拼接而成，兩個(gè)表面為膠貼木質(zhì)單板的實(shí)心板材，俗稱大芯板。 1、特點(diǎn)：質(zhì)輕、板幅寬、易于加工、脹縮率小，強(qiáng)度高，吸聲，絕熱等特點(diǎn)。應(yīng)用：適用于家具和建筑物內(nèi)裝飾。2、大芯板是目前較為受歡迎的材料，尤其是裝修公司。大芯板的芯材具有一定的強(qiáng)度，當(dāng)尺寸相當(dāng)較小時(shí)，使用大芯板的效果要比其他的人工板材的效果更佳。當(dāng)然，大芯板的施工工藝與現(xiàn)代木工的施工工藝基本上是一致的，其施工方便、速度快、成本相對較低，所以越來越受

20、到裝修公司的喜愛。大芯板的工藝，主要采用釘，同時(shí)，也適用于簡單的粘壓工藝。大芯板的最主要缺點(diǎn)是其橫向抗彎性能較差，當(dāng)作為書柜等項(xiàng)目的施工時(shí)，其大距離強(qiáng)度往往不能滿足書的重量的要求，解決方法只能是書架的間隔縮小。 3、選用要點(diǎn)：含水率：應(yīng)與木材的含水率相同或基本相同。甲醛的釋放量：直接用于室內(nèi)時(shí)小于等于1.5 mg/L,經(jīng)過飾面處理后可允許用于室內(nèi)時(shí)：小于等于0.5 mg/L。三、纖維板：纖維板是以木材、竹材或其他農(nóng)作物莖桿等植物纖維加膠經(jīng)壓合而成的人造板。纖維板按性能不同分為硬質(zhì)纖維板、半硬質(zhì)纖維板和軟質(zhì)纖維板三種。1、特點(diǎn)：硬質(zhì)纖維板：強(qiáng)度高，不易變形，用于墻壁，地面，家具等；半硬質(zhì)纖維板：

21、表面光滑，材質(zhì)細(xì)密，性能穩(wěn)定，牢固，板面再裝飾性能好，用于隔斷，隔墻，地面，高檔家具；軟質(zhì)纖維板：結(jié)構(gòu)松軟，故強(qiáng)度低，但吸音性和保溫性好，主要用于吊頂?shù)取?三聚氰胺貼面板 三聚氰胺貼面板 三聚氰胺貼面板 而密度板的工藝最主要的缺點(diǎn)是膨脹性大，遇水后，幾乎是無可救藥。另一個(gè)缺點(diǎn)是抗彎性能差，不能用于受力大的項(xiàng)目。2、中密度纖維板甲醛釋放量：板內(nèi)甲醛釋放量，每100g重的總可抽出甲醛量不得超過30mg。3、選用要點(diǎn)：甲醛釋放量：室內(nèi)外不一樣要求。 四、刨花板：刨花板又稱碎料板，是用木質(zhì)碎料為主要原料，施加膠合材料，添加劑經(jīng)壓制而成的薄型板材的統(tǒng)稱。按用途分為家具、室內(nèi)裝飾等一般用途刨花板即A類和非

22、結(jié)構(gòu)建筑用刨花板即B類刨花板。 刨花板屬于中低檔裝飾材料，且強(qiáng)度低，一般主要用作絕熱、吸聲材料，用于吊頂、隔墻、家具等。人造板裝飾的目的，概括起來有以下幾種：(1) 增強(qiáng)板材美觀性，遮蓋人造板表面的部分缺陷，提高使用價(jià)值；(2) 改善人造板的功能，保護(hù)表面，使人造板具有耐磨、耐熱、耐水、耐候，耐腐蝕等性能；(3) 增加板材的新特性，提高人造板的強(qiáng)度、剛度、尺寸穩(wěn)定性，擴(kuò)大人造板作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用范圍。室內(nèi)裝飾裝修用人造板及其制品中甲醛釋放量應(yīng)符合表1的規(guī)定。產(chǎn)品名稱限量值使用范圍限量標(biāo)志b中密度纖維板、高密度纖維板、刨花板、定向刨花板等9mg/100g可直接用于室內(nèi)E130mg/100g必須飾面處理后可允許用于室內(nèi)E2膠合板、裝飾單板貼面膠合板、細(xì)木工板等1.5mg/L可直接用于室內(nèi)E15.0mg/L必須飾面處理后可允許用于室內(nèi)E2飾面人造板（包括浸漬紙層壓木質(zhì)地板、實(shí)木復(fù)合地板、竹地板、浸漬膠膜紙飾面人造板等）0.12mg/m3可直接用于室內(nèi)E11.5mg/LE1可直接用于室內(nèi)的人造板，E2為必須飾面處理后允許用于室內(nèi)的人造板。木地板 一、按地板結(jié)構(gòu)分類 在琳瑯滿目的地板裝飾材料中，木地板是人們首選的地板材料