PPT建筑材料課件15

第九章木木材第一節(jié)木材材的分類和構(gòu)構(gòu)造第二節(jié)木材材的物理性質(zhì)質(zhì)第三節(jié)木材材的干燥與防防腐第四節(jié)木材材和人造板材材返回鍵第一節(jié)木材材的分類和構(gòu)構(gòu)造土木工程中使使用的木材是是由樹木加工工而成，樹木木的種類不同同，木材的性性質(zhì)及應(yīng)用也也不同，因此此必須了解木木材的種類，，才能合理的的選用木材。。樹木共分為為針葉樹和闊闊葉樹兩大類類，每一類樹樹木各自的特特點及用途。。木材的性質(zhì)主主要決定于木木材的構(gòu)造，，木材的構(gòu)造造可以從宏觀觀和微觀兩個個層次上認(rèn)識識。一、木材的的宏觀構(gòu)造：：1、木材的宏觀觀構(gòu)造是指用用肉眼和放大大鏡能觀察到到的構(gòu)造特征征。由于木材材構(gòu)造的不均均勻性即各向向異性，觀察察其宏觀構(gòu)造造時必須從三三個切面即橫橫切面、徑切切面、弦切面面（如圖9-1所示）樹干的三個切切面進行。從橫切切面可以看出出：木材主要要是由髓心和和木質(zhì)部組成成的。木質(zhì)部部是土木工程程中使用的主主要部分，在在木質(zhì)部中心心顏色較深的的部分稱為心心材；靠近樹樹皮顏色較淺淺的部分叫邊邊材，心材含含水量較少，，不翹曲變形形，抗腐蝕性性較強。邊材材含水量大，，容易翹曲變變形，抗腐蝕蝕性也不如心心材。一般心心材的利用價價值比邊材大大一些。2、從橫切面上上看到的深淺淺相間的同心心圓環(huán)，即所所謂年輪，在在同一年輪內(nèi)內(nèi)，春天生長長的木質(zhì)顏色色較淺、材質(zhì)質(zhì)松軟，稱為為春材（早材材）。而夏秋秋兩季生長的的木質(zhì)顏色較較深，材質(zhì)堅堅硬，稱為夏夏材（晚材））。夏材部分分越多，年輪輪越密且均勻勻，木材質(zhì)量量越好，強度度越高。髓髓心是樹干的的中心，其材材質(zhì)松軟、強強度低、易磨磨蝕和蟲害。。從髓心向外外的射線稱為為髓線，它與與周圍連結(jié)差差，干燥時易易開裂。3、從弦切面可可以看出，包包含在樹干中中，從樹干旁旁邊生長出的的枝條部分稱稱為節(jié)子，節(jié)節(jié)子與周圍木木材緊密連生生，構(gòu)造正常常稱為活節(jié)；；由枯死枝條條形成的節(jié)子子稱為死節(jié)。。節(jié)子構(gòu)造致致密破壞木材材構(gòu)造的均勻勻性和完整性性，對木材的的性能影響較較大，顏色與與主干差異較較大。4、從徑切面可可以看出，木木材中的纖維維排列與縱軸軸方向是一致致的，如出現(xiàn)現(xiàn)不一致的傾傾斜紋理稱為為斜紋，斜紋紋會大大降低低木材的強度度。二、木材的的微觀構(gòu)造與與組成：微觀觀構(gòu)造是指借借助顯微鏡才才能看到的組組織。針葉樹樹與闊葉樹即即在微觀構(gòu)造造上存在著很很大差別，同同時又具有許許多共同特征征，，木材是是由無數(shù)管狀狀細胞組成的的，除少數(shù)細細胞橫向排列列外（形成髓髓線），絕大大部分細胞是是縱向排列的的。每個細胞胞都由細胞壁壁和細胞腔組組成，細胞壁壁由若干層細細纖維組成；；纖維之間縱縱向連接比橫橫向連接牢固固，所以木材材具有各向異異性；同時細細胞中細胞腔腔和細胞間隙隙之間存在著著大量的孔隙隙，決定了木木材具有吸濕濕性較大的特特點。木材細細胞因功能不不同分為管胞胞、導(dǎo)管、木木纖維髓線等等多種，不同同樹木其細胞胞組成不同，，其中針葉樹樹組成簡單，，髓線細小，，但闊葉樹組組成復(fù)雜，髓髓線發(fā)達，粗粗大且明顯，，所以造成了了二者樹木構(gòu)構(gòu)造及性能上上的差異。第二節(jié)木材材的物理性質(zhì)質(zhì)一、含水率木材中所含的的水分有細胞胞腔內(nèi)和細胞胞間隙的自由由水和存在于于細胞壁內(nèi)的的吸附水。新新采伐的或潮潮濕的木材，，內(nèi)部都含有有大量的自由由水和吸附水水。當(dāng)木材干干燥時，首先先是自由水很很快的蒸發(fā)，，但并不影響響木材的尺寸寸變化和力學(xué)學(xué)性質(zhì)。當(dāng)自自由水完全蒸蒸發(fā)后，吸附附水才開始蒸蒸發(fā)，蒸發(fā)較較慢，而且隨隨著吸附水的的不斷蒸發(fā)，，木材的體積積和強度均發(fā)發(fā)生變化。自自由水含量的的變化僅影響響木材的容重重、抗腐蝕性性、干燥性和和燃燒性。木材內(nèi)細胞壁壁吸水飽和，，而細胞腔及及細胞間隙內(nèi)內(nèi)無自由水時時的含水率稱稱為木材的纖纖維飽和點。。纖維飽和點點是水分對木木材物理力學(xué)學(xué)性能影響的的轉(zhuǎn)折點。木木材纖維飽和和點的數(shù)值，，通常介于25～35%之間。一般，，松木的纖維維飽和點約為為30%。由于木材中存存在大量的孔孔隙，潮濕的的木材在干燥燥的空氣中能能放出水分，，干燥的木材材能從周圍的的空氣中吸收收水分，這種種性能稱為木木材的吸濕性性，木材的吸吸濕性用含水水率來表示，，即木材所含含的水的質(zhì)量量與干燥木材材質(zhì)量的百分分比來表示。。當(dāng)木材在某某種介質(zhì)中放放置一段時間間后，木材從從介質(zhì)中吸入入的水分和放放出的水分相相等，即木材材的含水率與與周圍介質(zhì)的的濕度達到了了平衡狀態(tài)，，此時的含水水率稱為平衡衡含水率。木木材的平衡含含水率與周圍圍介質(zhì)的溫度度及相對濕度度有關(guān)。木木材在纖維飽飽和點以內(nèi)含含水率的變化化對變形、強強度等物理力力學(xué)性能影響響極大，為了了避免木材因因為含水率大大幅度變化而而引起變形及及制品開裂，，因此木材在在使用前，使使用前必須使使其含水率達達到使用環(huán)境境常年平均平平衡含水率。。木材的平衡衡含水率隨其其所在的地區(qū)區(qū)不同而異，，我國北方約約為12%左右，南方約約為18%左右，長江流流域一般為15%左右，南方更更高些。二、濕漲干干縮（變形））：木材細胞壁內(nèi)內(nèi)吸附水含量量的變化會引引起木材變形形，稱為濕濕脹干縮。當(dāng)當(dāng)潮濕狀態(tài)的的木材處于干干燥環(huán)境中首首先放出的是是自由水木材材尺寸不改變變只是重量減減輕，然后才才放出吸附水水，木材才開開始收縮。而而干燥的木材材處于潮濕環(huán)環(huán)境時，首先先吸入的是吸吸附水，木材材就會膨脹，，如圖9-5松木的含水膨膨脹，由此可見，，木材的干濕濕變形僅在纖纖維飽和點以以內(nèi)變化時才才發(fā)生，若含含水率超過纖纖維飽和點，，存在于細胞胞壁和細胞間間隙中自由水水的變化，只只會使木材的的體積密度及及燃燒性能等等發(fā)生變化，，而對變形是是沒有影響的的。

木材的的干濕變形的的大小隨樹種種不同，變形形的大小也不不同。一般體體積密度大，，夏材率含量量高時，脹縮縮變形就大。。

同時由于于構(gòu)造不均勻勻，同一木材材當(dāng)含水率變變化時各方向向變形的大小小也不同，其其變形為弦向向最大；徑向向次之；順紋紋方向變形最最小如圖9-6木材干燥后截截面形狀的改改變。干縮對木材材的使用有很很大的影響，，它會使木材材產(chǎn)生裂縫或或翹曲變形，，以至引起木木結(jié)構(gòu)的結(jié)合合松弛或凸起起等三、強度：木木材構(gòu)造的的各向異性決決定了木材的的各項強度都都具有明顯的的方向性，木木材按受力狀狀態(tài)分為抗壓壓、抗拉、抗抗彎和抗剪四四種強度，而而抗拉、抗壓壓、抗剪強度度都有順紋（（作用方向與與纖維方向平平行）和橫紋紋（作用方向向與纖維方向向垂直）之分分，這兩種強強度有很大的的差別。各種種強度的對比比如表9-1所示。木材強度之間間的關(guān)系木材的強度除除本身組織構(gòu)構(gòu)造因素外，，還與含水率率、疵病外（（木節(jié)、斜紋紋、裂縫、腐腐朽及蟲蛀等等）、負荷時時間、溫度等等因素有關(guān)。。當(dāng)木材的含水水率低于纖維維飽和點時，，含水率降低低，吸附水減減少，細胞壁壁緊密，因此此木材的強度度增高；反之之，吸附水增增多，細胞壁壁膨脹，組織織疏松，強度度下降。。而而當(dāng)木材的含含水率超過纖纖維飽和點時時，含水率的的變化只限于于細胞腔和細細胞間隙中的的自由水發(fā)生生變化，含水水率的變化對對強度幾乎無無影響。同時時，含水率在在纖維飽和點點以內(nèi)變化時時，對不同方方向的不同強強度影響也不不同，對順紋紋抗壓強度和和抗彎強度影影響較大，對對順紋抗剪強強度和順紋抗抗拉強度影響響較小。環(huán)環(huán)境溫度升高高，將使木纖纖維的膠凝物物質(zhì)處于軟化化狀態(tài)，其強強度和彈性均均降低，若木木材受凍時，，水結(jié)冰使木木材強度增大大，且材質(zhì)硬硬脆，一旦解解凍，其各項項強度均降低低。

由于木木纖維在長期期荷載下蠕動動產(chǎn)生的徐變變，木材對長長期荷載的抵抵抗能力低于于短期荷載的的抵抗能力。。木材在長期期荷載作用下下不致引起破破壞的最大強強度，稱為持持久強度。一一般情況下，，木材的持久久強度僅為短短期荷載強度度的50～60%。因此木材用用于長期荷載載作用下的木木結(jié)構(gòu)，必須須考慮負荷時時間對木材強強度的影響。。建筑中常見見樹種的的力力學(xué)性質(zhì)見表表9-3常見木材的力力學(xué)性質(zhì)返回鍵返回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返回鍵種類特點用途樹種針葉樹樹葉細長，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、水曲柳等第三節(jié)木材材的干燥與防防腐為了保持所有有的尺寸和形形狀，延長使使用壽命，木木材在加工和和使用前必須須進行干燥處處理和防腐處處理。一、木材材的干燥干干燥方法可分分為自然干燥燥和人工干燥燥1、自然干燥該該方法是將將鋸開的板材材或方材按一一定的方式堆堆積在通風(fēng)良良好的場所，，避免陽光的的直射和雨淋淋，使木材中中的水分自然然蒸發(fā)。這種種方法簡單易易行，不需要要特殊設(shè)備，，干燥后木材材的質(zhì)量良好好。但干燥時時間長，占用用場地大，只只能干燥到風(fēng)風(fēng)干狀態(tài)。2、人工干燥這這種方法利利用人工的方方法排除木材材中的水分，，常用的方法法有：水浸法法、蒸材法和和熱炕法等二、木材的的防腐木材的腐蝕是是由真菌侵入入所至，真菌菌侵入將改變變木材的顏色色和結(jié)構(gòu)使細細胞壁受到破破壞，從而導(dǎo)導(dǎo)致木材物理理力學(xué)性能降降低，使木材材松軟或成粉粉末，此即為為木材的腐蝕蝕。引起木材材變質(zhì)腐蝕的的真菌分三種種，即霉菌、、變色菌和腐腐朽菌。霉菌菌只寄生于木木材表面，對對木材不起破破壞作用；通通常稱為發(fā)霉霉。變色菌以以細胞腔內(nèi)淀淀粉、糖類等等為養(yǎng)料，不不破壞細胞壁壁，故對木材材的破壞作用用也很小。而而腐蝕菌是以以細胞壁物質(zhì)質(zhì)分解為養(yǎng)料料，進行繁殖殖、生長，故故木材的腐蝕蝕主要來自于于腐蝕菌。真真菌是在一一定的條件下下才能生存和和繁殖的，其其生存繁殖的的條件：一是是水分，木材材的含水率為18%時即能生存：：30～60%時最宜生存、、繁殖；二是是溫度，真菌菌最適宜生存存繁殖的溫度度為15～30℃，高出60℃無法生存；三三是氧氣，有有5%的空氣即可生生存；四是養(yǎng)養(yǎng)份，木質(zhì)素素、淀粉、糖糖類等為營養(yǎng)養(yǎng)。

木材的的腐蝕一般是是由一些菌類類和昆蟲的侵侵害造成的。。在適當(dāng)?shù)臏囟榷龋?5-30度）和濕度（（含水率在35-50%）等條件下，，菌類、昆蟲蟲易于在木材材中繁殖，破破壞木質(zhì)，嚴(yán)嚴(yán)重影響木材材的使用。為為了延長木材材的使用壽命命，對木材可可采用以下兩兩種防腐處理理方法：1、結(jié)構(gòu)預(yù)防法法在設(shè)計和和施工中，使使木材構(gòu)件不不受潮濕，在在良好的通風(fēng)風(fēng)條件下，在在木材和其他他材料之間用用防潮襯墊，，不將支節(jié)點點或其他任何何木構(gòu)件封閉閉在墻內(nèi)，木木地板下設(shè)置置通風(fēng)洞，木木屋頂采用山山墻通風(fēng)，設(shè)設(shè)置老虎窗等等。2、防腐劑法是是通過涂刷刷或浸漬防腐腐劑，使木材材含有有毒物物質(zhì)，以起到到防腐和殺蟲蟲作用。常用用的防腐劑有有：水劑（如如氯化鈉、氯氯化鋅、硫酸酸銅、硼酚合合劑）油劑的的（如林丹五五氯合劑）和和乳劑的（如如氯化鈉瀝青青膏漿）。返回鍵鍵第四節(jié)節(jié)木木材和和人造造板材材一、、木木材產(chǎn)產(chǎn)品木材按按其加加工程程度和和用途途不同同，常常分為為：原原條、、原木木、枕枕木和和鋸材材四種種。原原條條是指指去皮皮（也也有不不去皮皮的））而未未經(jīng)加加工成成規(guī)定定材品品的木木材，，主要要用于于建筑筑工程程的腳腳手架架和供供進一一步加加工等等。原原條條是指指除去去樹皮皮（也也有不不去的的）和和樹梢梢并按按尺寸寸切取取的材材料，，有直直接使使用原原木和和加工工原木木之分分，直直接使使用原原木在在建筑筑工程程中用用做屋屋架、、檁條條等；；加工工原木木用于于鋸制制普通通鋸材材，加加工膠膠合板板等。。鋸鋸材是是指已已經(jīng)加加工鋸鋸解成成一定定尺寸寸的的的木料料。凡凡寬度度為厚厚度三三倍以以上的的，稱稱為板板材，，不足足三倍倍為枋枋材。。針葉樹樹和闊闊葉樹樹劇材材均根根據(jù)節(jié)節(jié)子、、腐朽朽、裂裂紋、、蟲害害等七七項缺缺陷分分等。。桃柚金壇木木花梨木木紅檀香香二、、人造造板材材它它是利利用木木材或或含有有一定定量的的纖維維的其其他植植物作作原料料，采采用一一般物物理和和化學(xué)學(xué)方法法加工工制成成的。。這類類板材材與天天然木木材相相比，，板面面寬、、表面面平整整光潔潔，沒沒有節(jié)節(jié)子、、蟲眼眼和各各向異異性等等缺點點，不不翹曲曲、不不開裂裂，經(jīng)經(jīng)加工工處理理后還還具有有防火火、防防水、、防腐腐、防防酸等等性能能。常常用用的人人造板板材有有：膠膠合板板、纖纖維板板、刨刨花板板等。。1、膠合合板它它是是使三三層或或多層層單板板的纖纖維方方向互互相垂垂直膠膠合而而成的的薄板板。一一般可可分為為闊葉葉樹材材普通通膠合合板和和松木木普通通膠合合板兩兩種，，其特特性和和適用