木材種類及介紹

§9木材木材特點(優(yōu)缺點）木材具有輕質(zhì)高強、耐沖擊、彈性和韌性好、導熱性低、紋理美觀、裝飾性好、易于加工等特點，并且可通過適當方法進行加工處理來克服或減輕其本身所具有的各向異性、含水率變化時性能改變大、天然疵病多等不良性能，因此，木材在古建筑和現(xiàn)代建筑中都得到了極為廣泛的應用?！衲静牡姆诸?.按樹種分類一般按樹種將木材分為針葉樹類和闊葉樹類兩大類針葉樹樹葉細長如針，多為常綠樹，樹干一般通直高大，紋理平順，材質(zhì)均勻，易得大材。其木質(zhì)較軟而易于加工，故又稱為軟木材。針葉樹木材的主要特點是：表觀密度和脹縮變形較小，強度較高，樹脂含量高，耐腐蝕性強，建筑工程中廣泛用作承重構(gòu)件和家具用材。針葉樹常用品種有紅松、落葉松、云杉、冷杉、柏木等。闊葉樹樹葉寬大，葉脈成網(wǎng)狀，大都為落葉樹，樹干一般通直部分較短，材質(zhì)較硬，較難加工，故又稱為硬木材。其主要特點是：強度高，紋理顯著，圖案美觀；脹縮變形較大，易翹曲、干裂等。建筑工程中常用作尺寸較小的構(gòu)件及室內(nèi)裝飾。闊葉樹木常用品種有榆木、樺木、柞木、山楊、青楊等。2.按材種分類木材按材種可分為原木、原條、板枋材及木質(zhì)人造板材。原木是除皮、根、樹梢的木材，并已按一定尺寸加工成規(guī)定直徑和長度的材料。建筑工程中直接使用原木制做屋架、橫木等，還用于加工膠合板。原條是除皮、根、樹梢的木材，但尚未按一定尺寸加工成規(guī)定的種類。工程中常用做腳手架、建筑裝修用材等。板枋材是已加工成一定規(guī)格的木材。截面寬度為厚度3倍或3倍以上的木材為板材；截面寬度不足厚度3倍的木材為枋材。木質(zhì)人造板是利用木材、木質(zhì)纖維、木質(zhì)碎料或其它植物纖維為原料，加膠粘劑和其它添加劑制成的板材。如膠合板、細木工板、纖維板、刨花板等?！衲静牡臉?gòu)造木材的性質(zhì)取決于木材的構(gòu)造（結(jié)構(gòu)）。由于樹種和樹木生長環(huán)境不同，因而木材的構(gòu)造差異很大。木材的構(gòu)造通常分為宏觀構(gòu)造和顯微構(gòu)造。1.木材的宏觀構(gòu)造木材的宏觀構(gòu)造是指用肉眼或借助放大鏡所能觀察到的構(gòu)造特征。由于木材構(gòu)造的不均勻性，研究木材各種性能時，必須從不同方向觀察其宏觀結(jié)構(gòu)。木材一般可從木材的橫向、徑向、弦向三個切面進行剖析研究，見圖所示。木材的宏觀構(gòu)造1－橫切面；2－徑切面；3－弦切面；4－樹皮；5－木質(zhì)部；6－髓心；7－髓線；8－年輪橫切面是與樹干主軸垂直的切面。徑切面是通過樹心，與樹干平行的縱切面。弦切面是與樹心有一定距離，與樹干平行的縱切面。按橫切面，可以將木材分為樹皮、髓心和木質(zhì)三個主要部分。樹皮是木材外表面的整個組織，起保護樹木作用，建筑上用途不大。髓心，也稱為樹心，是樹干中心的松軟部分，易腐朽，強度低，故一般不用。木質(zhì)部是樹皮與髓心之間的部分，它是木材的主體。木質(zhì)部的顏色不均一，一般而言，靠近髓心部分顏色較深，稱心材；靠近樹皮部分顏色較淺，稱邊材。心材比邊材的利用價值大。年輪：從橫切面上看，在木材的木質(zhì)部有深淺相間的同心圓環(huán)，稱為年輪。一般，樹木每年生長一圈。同一年輪內(nèi)有深淺兩部分。春天生長的木質(zhì)，色淺、質(zhì)軟，稱為春材（早材）；夏秋兩季生長的木質(zhì)，色深、質(zhì)硬，稱為夏材（晚材）。木材相同樹種，年輪越密越均勻，質(zhì)量越好；夏材部分越多，木材強度愈高。通常，用橫切面上沿半徑方向一定長度中，所含夏材寬度總和的百分率，即夏材率，來衡量木材的質(zhì)量。木材的顯微構(gòu)造顯微構(gòu)造是指用顯微鏡觀察到的木材內(nèi)部構(gòu)造。在顯微鏡下可以觀察到，木材是由無數(shù)管狀細胞結(jié)合而成。每個細胞有細胞壁和細胞腔。細胞壁是由若干層細纖維組成，其間微小的孔隙能吸收和滲透水分。細纖維在縱向聯(lián)結(jié)牢固，橫向松弱。木材的細胞壁愈厚，細胞腔愈小，木材愈致密，體積密度和強度也愈大，但脹縮也大。春材細胞壁薄腔大，夏材則壁厚腔小。木材中縱向排列的細胞按功能可分為管胞、導管和木纖維。木材針葉樹與闊葉樹在微觀構(gòu)造上有較大差異，如圖所示。針葉樹馬尾松微觀構(gòu)造木材針葉樹顯微構(gòu)造是由管胞和髓線組成。管胞起支撐作用，為樹木生長輸送養(yǎng)分。針葉樹的髓線不明顯。在某些針葉樹中，夏材管胞之間有充滿樹脂的通道，稱為樹脂道，流出的樹脂對樹木起保護作用。木材--闊葉樹的微觀構(gòu)造闊葉樹柞木微觀構(gòu)造闊葉樹顯微構(gòu)造是由導管、木纖維及髓線組成。木纖維是由壁厚腔小的細胞組成，起支撐作用。導管是由壁薄腔大的細胞組成，起輸送養(yǎng)分的作用。由于導管分布的不同，闊葉樹又有散孔材和環(huán)孔材之分。散孔材的導管均勻分布在年輪上，如楊木、樺木等。環(huán)孔材的粗大導管都集中在早材上，如水曲柳、柞木等?！衲静牡男再|(zhì)及應用1、物理性質(zhì)密度與表觀密度各種樹種的木材，其分子構(gòu)造基本相同，因而木材的密度基本相等，平均約為1550kg/m3。木材細胞組織中的細胞腔及細胞壁中存在大量微小孔隙，使得木材的表觀密度較小，并且，不同樹種的木材，其表觀密度相差較大，例如梧桐的表觀密度為280kg/m3，而廣西的蜆（xian)木則可高達1128kg/m3。但大多數(shù)木材的表觀密度都在400～600kg/m3范圍內(nèi)，平均為500kg/m3。吸濕性與含水率木材中的木纖維素具有大量的羥基(-OH)，是親水性基團，因而木材的吸濕性很強，很容易從周圍環(huán)境中吸附水分。木材的含水量則以含水率表示，即木材中水分的重量占干燥木材重量的百分比。木材中的水分，按其存在形式可分為:化學結(jié)合水、吸附水和自由水三種類型。○化學結(jié)合水是木材化學組成中的結(jié)構(gòu)水。它在常溫下不變化，對木材的性能無影響。○

吸附水是吸附在細胞壁內(nèi)細纖維間的水。吸附水直接影響到木材的強度和體積的脹縮?！鹱杂伤谴嬖谟诩毎恢泻图毎g隙中的水。自由水影響木材的表觀密度、抗腐蝕性和燃燒性。木材干燥時首先是自由水蒸發(fā)，而后是吸附水蒸發(fā)；木材吸潮時，先是細胞壁吸水，細胞壁中吸水達飽和后，自由水才開始吸入。當細胞腔和細胞間隙中無自由水，而細胞壁吸附水達飽和時的含水率，稱為木材的纖維飽和點含水率。其值一般為25%～35%，平均值約為30%。纖維飽和點（含水率）是木材物理力學性質(zhì)變化的轉(zhuǎn)折點。木材的含艦水率隨環(huán)輪境溫度、通濕度的改舟變而變化仰。當木材栽長時間泡處于一炎定溫度省和濕度糾的空氣透中時，杰就會達占到相對暖穩(wěn)定的汗含水率犯，即水嬌分的蒸稈發(fā)和吸辱收趨于湯平衡，地此時木明材的含結(jié)水率稱劫為平衡幫含水率屠。新伐木材搜含水率一牢般在35%以上，風田干木材含故水率為15%～25%，室內(nèi)脹干燥木列材含水偽率常為8%～15%。濕脹干漂縮木材的纖素維細胞組鳴織構(gòu)造使習木材具有滾顯著的濕嗽脹干縮變照形性。當木材從護潮濕狀態(tài)扇干燥至纖厭維飽和點櫻時，其體打積和尺寸痕不變化，巖僅僅是自妻由水蒸發(fā)雷，重量減噴少。繼續(xù)撕干燥，含警水率低于耐纖維飽和多點而細胞凳壁中吸附鐮水蒸發(fā)時周，則發(fā)生憂體積收縮吳。反之，帳干燥木材旨吸濕時，津?qū)l(fā)生體襲積膨脹，遣直至含水姜量達到纖跪維飽和點筐時為止，師此后繼續(xù)沖吸濕，也芳不再膨脹要。由于木持材構(gòu)造駛不均勻主，各方胞向的脹竿縮也不跪同。同一木材差，弦向脹談縮最大，坑徑向次之差，而順纖盆維的縱向飛最小。木材濕脹擴干縮程度軟隨樹種而乓異.一般表觀對密度大的榜，夏材含翼量多的，扁脹縮較大文。木材的忍濕脹干賢縮對木財材的使向用有嚴困重的影風響，濕脹會唐造成木羽材凸起留，干縮站會導致婦木結(jié)構(gòu)抹構(gòu)件連幟接處產(chǎn)撥生隙縫餅而松動城。如長期迅受到濕躺脹干縮荒的交替歸作用，鍬會使木扇材產(chǎn)生剛翹曲開倡裂。為閥了避免公這種情毫況，潮中濕的木筐材在加線工或使寫用之前敵應預先刺進行干小燥處理夜，使木去材內(nèi)的狡含水率蕩與將來秩使用的矛環(huán)境濕宮度相適向應。因餅此，木枝材應預靈先干燥皮至平衡霸含水率沸后才能轟加工使盈用。其它物榴理性質(zhì)木材的導詞熱系數(shù)隨耽其表觀密芒度增大而友增大。順印紋方向的勝導熱系數(shù)庸大于橫紋禮方向。木材具筆有較好鐘的吸聲直性能，呆故常用漁軟木板哈、木絲里板、穿刷孔板等憂作為吸鎮(zhèn)聲材料潔。木材具有辦良好的電萍絕緣性。月當木材的品含水量提井高或溫度炕升高時，想木材的電色阻會降低喪，電絕緣爐性變差。2、木材嘗的強度由于木材壟構(gòu)造的不顏均質(zhì)性，壯致使木材筑的各種力窗學強度都真具有明顯托的方向性課。在順紋方失向，木材館的抗壓和飛抗拉強度蓬都比橫紋逐方向高得是多，而橫紋方汗向，弦向這又不同于少徑向。木撲材的含水奶率、疵病部及試件尺隆寸對木材暢強度都有泳顯著影響凈。○抗壓強皺度分為順訴紋抗壓慢強度和宿橫紋抗錦壓強度饅。順紋枝抗壓強翼度為作月用力方喚向與木剝材纖維欠方向一逢致時的跌強度，競這種受兇壓破壞販是細胞距壁失去商穩(wěn)定而職非纖維氣的斷裂榴。橫紋疊抗壓為俯作用力欺方向與拔木材纖榴維垂直染時的強欄度，這攝種受壓廢破壞是刑木材橫亡向受力寄壓緊產(chǎn)嶺生顯著辱變形而究造成的功破壞。順紋抗表壓強度浩比橫紋齡抗壓強嫌度高，紙是木材蕩用于柱買、樁、薪斜撐和仙桁架等鞏承壓構(gòu)非件時的呆主要力費學性能哈，是確什定木材怨強度等說級的依捕據(jù)。木材的橫單紋抗壓強泄度與順紋屠抗壓強度臭的比值因斤樹種不同閱而異，一尾般針葉樹醬橫紋抗壓續(xù)強度約為村順紋的10%，闊葉樹醉則約為15%～20%?！鹂估瓕訌姸饶静目估v強度有順后紋和橫紋尤兩種。但橫紋典抗拉強疏度值很坊小，工賓程中一蛋般不使顏用，而狹順紋抗摘拉強度外則是木軟材所有請強度中火最大的隱。順紋受拉忌破壞時，肌往往不是史纖維被拉尼斷而是纖沿維間被撕贈裂。木材別的疵病如鮮木節(jié)、斜盯紋、裂縫蹈等都會使蚊順紋抗拉什強度顯著構(gòu)降低。同借時，木材榮受拉桿件伶連接處應飲力復雜，尖這是順紋汽抗拉強度飾充分利用暮的原因?！鹂箯潖姸饶静氖芩]彎曲時異會產(chǎn)生姨壓、拉脹、剪等松復雜的壟應力。六受彎構(gòu)娃件上部肌為順紋殿抗壓，泄下部為近順紋抗惰拉，而族在水平仗面則產(chǎn)隨生剪切才力。木材受笑彎破壞詳時，受蚊壓區(qū)首社先達到拼強度極值限，產(chǎn)暴生大量美變形，姑但構(gòu)件眠仍能繼桶續(xù)承載擺，隨著墻外力增睬大，當桌下部受元拉區(qū)也果達到強透度極限濃時，纖驗維本身桂及纖維園間連接博斷裂，厘最后導舊致破壞太。木材的耽抗彎強蓮度僅次領(lǐng)于順紋蛋抗拉強多度，為菌順紋抗箏壓強度會的1.5～2.0倍。因胖此，建畝筑工程膀中常用抄作桁架避、梁、且橋梁及盒地板?！鹂辜粑粡姸饶静氖芊魰r，查根據(jù)剪妹力與木踢材纖維呆之間的拳作用方碑向可分奪為順紋掀剪切、潔橫紋剪滴切和橫挖紋剪斷腹三種強薪度。木材在仙不同剪播力作用狀下，木寺纖維的洽破壞方推式不同進，因而抵表現(xiàn)為傍橫紋剪萌斷強度蓬最大，羽順紋剪踐切次之散，橫紋雄剪切最予小?！裼绊懫弈静膹姍C度的主累要因素○木材纖寧維組織木材受力責時，主要掙靠細胞壁打承受外力勺，細胞纖曾維組織越察均勻密實濱，強度就索越高。如治夏材比春罪材的結(jié)構(gòu)頁密實、堅之硬，當夏膝材含量(夏材率)高時，木惰材強度較輸高?！鸷茁蕦姸扔皡R響很大，拆當木材含毫水率在纖易維飽和點與以下變化飛時，含水輔率增大，烏強度降低煙，這是因紡為細胞壁翅的水分增鄙加后使細王胞壁及其婦中的親水員膠體變軟悟的緣故；蠢反之，則鋼強度增大蜜。但是，殊含水率在引纖維飽和盒點以上變難化時，木每材強度不縮慧變，因為繼此時僅僅爆是自由水丟發(fā)生變化獎。木材含拐水率變睬化一般項對抗彎填和順紋懼抗壓強壟度的影里響較大碎，對順聚紋抗剪膀強度影年響較小拴，而對倦順紋抗葛拉強度否幾乎沒佳有影響看。○溫度木材受吳熱后，鍵細胞壁砍中膠結(jié)循物質(zhì)會賺軟化，島從而引送起木材摔強度降剃低。研蠶究表明著，當溫忍度從25℃升高至50℃時，木怎材的順燃紋抗壓立強度會少降低20%～40%。溫度高變于100℃時，木材遭會被烤焦要和變形，嫂并發(fā)生部濕分揮發(fā)物糾分解，強聽度下降。反溫度高于140濃℃時，木衣材的纖其維素會飄發(fā)生熱乳裂解，廳變形明篇顯并導弟致裂紋調(diào)產(chǎn)生，碼強度急走劇下降愉。因此纏，長期翠處于高彈溫作用搭下（60℃以上）的協(xié)建筑物件取，不宜使怖用木材?！鹭摵蓵r誓間木材的長有期承載能貓力遠低于掘暫時承載勻能力。這壯是因為在總長期承載些情況下，糕木材會發(fā)耳生纖維等熔速蠕滑，填累積后產(chǎn)靠生較大變液形而降低請了承載能低力的結(jié)果廁。因而木疼結(jié)構(gòu)中木饅材許可應魚力值遠低吳于木材強撕度。木材在悄長期荷凳載作用費下，能步無限期乓負荷而遷不破壞濁的最大仁應力，俯稱為木乓材的持狠久強度猴。持久輸強度僅好為極限斯強度的50%～60%。一切木塘結(jié)構(gòu)都況處于某幫一種負裁荷的長耕期作用急下，因葉此，在繼設(shè)計結(jié)攝構(gòu)時，考應考慮競負荷時超間對木經(jīng)材強度駛的影響掀。一般移以持久步強度為乘依據(jù)。○疵病木材在雀生長、嶺采伐、滿保存及射加工過仰程中所少產(chǎn)生的機內(nèi)部和件外部的期缺陷，網(wǎng)統(tǒng)稱為率疵病。竹木材的校疵病包歌括天然吼生長的惕缺陷(如木節(jié)掙、斜紋遺、腐朽疾和病蟲鈔害等)和加工桌后產(chǎn)生鹽的缺陷(如裂縫、浴翹曲等)。一般木中材或多或跨少都存在稼一些疵病弄，使木材瓣的物理力匠學性質(zhì)受恰到影響。同一疵凈病對不暴同強度申的影響濃不盡相斑同。如廣木節(jié)對柜順紋抗翅拉強度勻影響顯棟著，對烘順紋抗瀉壓強度世影響較嘩??；斜滿紋易使項木材開檔裂和翹逝曲，降悶低抗拉蔑和抗彎膏強度；裁裂紋破鈴壞木材覽的整體會性，降吐低強度頑，在受訪彎構(gòu)件慌中完全悄不能承槳受順紋彩剪切作謙用。●木材的應展用○木材的陳防腐、防芳蟲和防火先處理木材是旗天然有罪機材料壯，易受寨真菌侵毯害而腐垃朽變質(zhì)斑。木材穗中常見撤的真菌禿有霉菌刑、變色筍菌、腐胞朽菌三蜘種。真撲菌在適糠當溫度(25～35℃)、含水握率(30%～50%白)及空氣中挑能在木材屋中大量繁攤殖，分解害木材細胞字壁作為養(yǎng)誕分從而破勉壞木材的僚組織，使錘木材喪失吼強度。○防腐可間以采用結(jié)腦構(gòu)措施和缺化學處理庫措施，破饒壞真菌的裙生存及繁宅殖條件。結(jié)構(gòu)防腐酒措施是使綢木構(gòu)件各穴部位都處寺在良好通嘩風條件下截，降低含柔水率，保冠證木構(gòu)件客經(jīng)常處于膝干燥狀態(tài)沉，從而避曉免或減少倡真菌的腐動朽作用?；瘜W處理盒是采用涂啄刷、滲透螺和浸漬等尾方法使用痛藥劑對木匯材進行處團理，毒化犧木材，杜劑絕真菌的涉生存繁殖越，達到防鞋腐目的?！鸱老x危害木材膊的昆蟲有早白蟻、天完牛、蠹蟲賤等。白蟻促性喜蛀蝕扛潮濕的木錫材，在溫星暖和潮濕曉環(huán)境中生伸存繁殖；朵天牛主要盈侵害含水傲率較低的裹木材，它無分解木質(zhì)百纖維素作亦為養(yǎng)分而惡破壞木材光。較嚴重霧的蟲害兩川三年內(nèi)就創(chuàng)可完全破命壞木材，圓出現(xiàn)木結(jié)梁構(gòu)崩潰。木結(jié)構(gòu)和窩木制品的蛋防蟲，以怪化學處理門為主，一容般與防腐派結(jié)合同時帆進行?；珜W藥劑處機理方法根可據(jù)所采用咱的藥劑、栽樹種、木覺構(gòu)件尺寸曾及環(huán)境條張件而定，趴常采用熱錫力法、壓客力法和滲稈透法將藥秘劑注入木汁材內(nèi)部達苗到防蟲目安的。○防火當木材受潮到高溫作堂