第9章木材缺陷

d 应压木细胞壁次生壁外层（S1）和中层（S2）的厚度比正 常材的大，没有次生壁内层（S3）。
e应压木管胞细胞壁的微纤丝倾角比正常材的大，次生壁中
层（S2）的纤维角比正常材大450甚至500。 f 应压木的木质素含量平均比正常材高9%，纤维素含量降低 10%，半纤维素含量增加7.8%。 g 应压木的密度与正常材的密度之比约为4∶3。
关于木材缺陷的定义，目前有以下几种观点： 从经济的观点，木材缺陷是指降低木材商品价值的性状； 木材缺陷是指木材适应于某一特殊用途的质量缺损或偏离； 木材缺陷是指降低木材商品价值的非正常的和不规则的部分。 任何树种的木材都可能存在缺陷，它存在于健全树木的 木材中，但与健全树木木材的材质有差异。 木材中缺陷的种类和数量因树木的遗传因子、立地条件、 生长环境、储存和加工条件等各种因素不同而可能有较大差 别。
轮裂是在树木生长过程中形成 的，但在树木被伐倒后干燥过程中， 会继续扩展； 轮裂在原木断面上多见于大头 的截面，呈弧形裂纹或环形裂纹， 在成材断面上呈月牙形裂纹。
（2）径裂 径裂－指从髓心沿着木射线， 垂直于生长轮方向开裂而形成的 裂纹。 径裂分为单径裂和星裂 单径裂－通过髓心只有一条裂纹的称为单径裂。 星裂－沿着髓心辐射出多条裂纹的称为星裂或辐射状径裂。 径裂是在树木生长过程中形成的 裂纹，树木采伐后可以见到。
压缩破坏
9.2.1.5 损伤 树木在生长过程中受到机械损伤、火烧、鸟害、兽害而形 成的伤痕称为损伤或伤疤。包括：外伤、夹皮、偏枯、树 包、风折木及树脂漏等。
(1)外伤－指树木受到刀、斧、锯等工具而产生的伤 痕。外伤包括立木外伤和木材外伤两类。
(2)夹皮－指立木的局部受到伤害后（如鸟类啄食、昆虫侵 蚀），形成层死亡而停止分生活动，但周围的组织仍继续 生长，将受伤部分全部或局部包入树干中形成的缺陷。
危害：有树脂漏的木材，其密度增大、冲击韧性降 低、渗透性减小，影响木材的干缩、油漆和胶粘 等性能。 (5) 风折木
风折木－指树木在生长过程中，受强风雪等气候 因素的影响，使其部分纤维折断，愈合后又继续 生长而形成的木质部。
9.2.2 生物危害缺陷
生物危害缺陷－指由微生物、昆虫和海洋钻孔动物等外界生 物侵害木材所造成的缺陷。
节子的形成:
树枝产生于侧芽，依靠侧芽顶端的初生长不断延伸， 依靠形成层原始细胞的弦向分裂（次生长）进行直径的增 大。树枝和树干的形成层是连续的，因此树枝和树干的生 长轮和组织是连续的。 当节子枯死后，形成层的分裂活动停止，但树木主茎 的形成层仍然具有生机继续分生，树枝和主茎之间木材组 织的连续性被破坏。随着主茎形成层的不断分生，枯死的 节子逐渐被埋藏于主茎木质部之中，最终在树干的外表难 于观察到其存在，此种节子称为隐生节。
i 应拉木的力学强度比正常材低。由于胶质纤维的存在，使其加 工时容易出现起毛现象，并且难于干燥，易产生翘曲和开裂。
(3)双心－是指在树干的同一横断面有两个或两个以上 髓心的现象。 双心材的树干截面呈椭圆形。 由于双心材的构造不均匀，其加工后的板材易产生 翘曲变形和开裂。 (4)伪心材－指心、边材区别不明显的阔叶树材，其中 心部位颜色较深，且不均匀，形状也很不规则。 伪心材是真菌侵入所致，分为未腐朽伪心材和腐朽 伪心材两类。伪心材破坏了木材外观的一致性，腐 朽伪心材还使木材整体强度降低。
(5)树脂囊（油眼）－指呈现在木材横切面或径切面上的充满 树脂的弧形裂隙，在弦切面上表现为充满树脂的椭圆形浅 沟槽，位于一个生长轮范围内，弧形裂隙平坦的一面靠近 髓心。
树脂囊中的树脂污染木制品表面，降低木材的胶合性能。 (6)压缩破坏－指立木木质部在纤维方向受到大于比例极限的 压缩应力作用， 在接近于纤维直角方向产生的压曲破坏。 压缩破坏降低了木材的强度，特别是抗冲击强度和压 缩破坏面位于受拉侧的弯曲强度。 树干内的轴向生长应力是造成 压缩破坏的主要原因。
④ 节子的存在，降低了木材的顺纹拉伸、顺纹压缩和弯曲强 度，但可以提高横纹压缩和顺纹剪切强度。
9.2.1.2 裂纹 裂纹－木材纤维和纤维之间的分离所形成的裂隙，称为裂 纹或开裂。 树木在生长过程中，由于风引起树干的振动、形成层的 损伤、生长应力、剧烈的霜害等自然原因在树干内部产生
的应力，使木质部破坏后产生的裂纹。除轮裂外，大多数
生长缺陷中的变色和腐朽位于心材，而生物危害引起的变 色和腐朽主要出现于边材 。
9.1.2 木材缺陷的形成及分类
根据木材缺陷的形成过程，通常将木材缺陷分为: 生长缺陷 生物危害缺陷 加工缺陷
生物危害缺陷是指由真菌、细菌、昆虫和海洋昆虫等为害
所造成的木材缺陷。
包括：变色、腐朽和虫害等。
危害立木和伐倒木的昆虫有异，虫眼的状态也就不同。
初期腐朽变色
初期腐朽变色最常见的是红斑，它在木材横切面上 呈现出粉红色、浅红色、褐色等各种不同的颜色； 在纵切面上则呈现上述各种颜色的条纹。
a
b
弯曲 a.单向弯曲；b.多面弯曲
9.2.1.4 木材构造缺陷
木材构造缺陷－凡是树干上由于不正常的木材构造 所形成的各种缺陷，统称木材构造缺陷。 （1）斜纹－指木材中纤维的排列方向与树干的主轴 方向不平行。包括螺旋纹理、交错纹理、波纹和皱 状纹理等。 其中螺旋取决于遗传因子，螺旋的斜率随树龄 而变化，环境因子对螺旋的斜率和分布也有重要影 响。 斜纹对木材强度的影响:纤维或年轮的斜度越 大，木材的强度越小。斜纹对木材顺纹抗拉强度的 影响最大，对顺纹抗压强度的影响最小，对弯曲强 度的影响介于上述两者之间。斜纹木材的纵向收缩 加大，干燥时板材易产生翘曲变形。
应拉木与正常材存在以下区别：
e 应拉木中所具胶质纤维的次生壁层次结构与正常材不同。由于 胶质层（G层）的存在，使细胞次生壁形成以下三种结构： S1+S2+S3+G（非常少）、S1+S2+G（普遍）、S1+G（普遍）。 f 应拉木的纤维素含量增加，半纤维素和木质素的含量降低。 g 应拉木的密度比正常材大。 h 应拉木的顺纹干缩率比正常材显著增大，横向干缩率降低。
h 应压木的顺纹收缩率或膨胀率比正常材大。
i密度相同的气干材，应压木比正常材的力学性能降低。由
于应压木的干缩系数与正常材有较大差异，锯材易产生弯
曲变形和开裂。
②应拉木－指在阔叶树材倾斜或弯 曲树干和枝条的上方，即受拉部位 的木质部。
应拉木与正常材存在以下区别： a 通常在应拉木的早材中存在胶质 纤维。 b 应拉木的管孔尺寸和数量减少。 c 应拉木的木质纤维一般比正常材 多。 d早材木质纤维细胞的横截面呈圆 形，次生壁显著加厚。
（3）霜害: 立木由于低温而产生的开裂。 包括：霜冻轮和冻裂。
① 霜冻轮：指在一个生长轮范围内，平行于生长轮的褐色带。 这个褐色带是立木生长时，形成层和形成层附近尚未木质 化的细胞受到霜冻而产生的伤害。 ② 冻裂：指从立木基部附近的筛部向其内部的木质部，沿着 射线方向产生的树干轴向裂纹。 冻裂存在于严寒条件下生长的树木，阔叶树材较多， 易产生于具有发达的根和茂密树冠的壮龄树木中，很少在 幼树中发生。
9.1.2 木材缺陷的形成及分类
根据木材缺陷的形成过程，通常将木材缺陷分为: 生长缺陷 生物危害缺陷 加工缺陷
9.1.2 木材缺陷的形成及分类
根据木材缺陷的形成过程，通常将木材缺陷分为: 生长缺陷 生物危害缺陷 加工缺陷
生长缺陷是指在树木生长过程中形成的木材缺陷，是存在于活 立木木材中的缺点。它是由树木的遗传因子、立地条件和生长 环境等综合因素造成的。 生长缺陷包括：节子、心材变色和腐朽、虫害、裂纹、应 力木、树干形状缺陷、木材构造缺陷和伤疤等。 由树木生长形成的斜纹和加工过程中造成的斜纹在纹理倾 斜状态上不同 。
（2）应力木－在倾斜的树干或与树干的夹角超过正 常范围的树枝中所出现的畸形结构。 其应力为是树木为了保持树干笔直、或使树枝 恢复到正常位置所产生的一种生长应力，树木中具 有这种应力的部位被称之为应力木。 ①应压木－指在针叶树材倾斜或弯曲树干的下方， 即受压部位的木质部断面上，一部分年轮和晚材呈 现特别偏宽的现象。
② 根据节子的材质，将其分为健全节、腐朽节和漏节。 健全节：节子没有任何腐朽的象征，颜色与周围木材的一 样或稍深，这种节子对木材的使用影响很小。 腐朽节：腐朽的程度超过松软节，但还没有进入树干内部。
漏节：节子本身的木质已经基本破坏(常形成筛孔状、粉
末状或成空洞)，并且已深入到树干内部，和树干的内部 腐朽相连。
第九章 木材缺陷
介绍木材的缺陷的形成与分类， 并重点讲述木材的生长缺陷、构造 缺陷、加工缺陷等主要缺陷，同时， 简要介绍原木缺陷与锯材缺陷的检 测方法及木材的自动检测技术。
目 录
9.1 木材缺陷概述 9.2 木材的主要缺陷 9.3 木材缺陷检测方法简介
9.1 木材缺陷概述
9.1.1 木材缺陷的定义
对木材的质量和使用影响较大的生物危害缺陷有：
变色 腐朽
虫害
其他
变 色
变色－指原木和锯材的颜色产生的不正常变化。
化学性变色
初期腐朽变色
霉菌变色
变色菌变色
化学性变色
化学性变色－指伐倒木或锯材由于化学和生物化
学的反应过程而引起的浅棕红色、褐色或橙黄
色等不正常的颜色。
化学性变色中有些变色会损害木材的外观一致 性和装饰效果。
隐生节:
节子对木材材质的影响: ① 在节子周围，木材纹理产生局部紊乱，并且其颜色较深， 破坏了木材外观的一致性。 ② 节子的硬度很大，主轴方向与树干主轴方向呈较大夹角， 在切削加工时对易造成刀具的损伤。 ③ 由于节子的存在，木材干燥时造成节子附近的木材易产生 裂纹，死节脱落，破坏了木材的完整性。
生物危害缺陷可以通过控制木材的储存条件和加工条 件避免。
9.1.2 木材缺陷的形成及分类
根据木材缺陷的形成过程，通常将木材缺陷分为: 生长缺陷 生物危害缺陷 加工缺陷
加工缺陷是指在木材锯解和干燥过程中形成的木材缺陷。 加工缺陷可以通过控制木材的储存条件和加工条件避免。
9.2 木材的主要缺陷
9.2.1 生长缺陷
偏宽年轮的形成主要是由于树 木在生长时受环境条件的影响所 致。
应压木和正常材存在以下区别： a 正常材晚材管胞的横截面基本上是长方形，应压木晚材管 胞的横截面有趋于圆形的倾向。
b应压木早材管胞的细胞壁厚度比正常材的厚，晚材管胞的 细胞壁厚度与正常材基本相同，因此早材至晚材的变化比 同树种正常材缓慢。 c在同一年轮内，应压木的管胞长度比正常材的短，管胞末 端通常变细及(或)产生分歧。
a.内夹皮；b.外夹皮
(3) 偏枯－指树木在生长过程中，树干局部受创伤或烧伤后， 树皮剥落导致表层木质部枯死的部分。常伴有树脂漏、变 色及腐朽。 危害：偏枯改变了树干形状，容易造成木材变色和腐朽， 降低了木材利用率和材质。
(4)树脂漏－指树干局部受伤（采脂或虫蛀等）后， 树脂大量聚集并渗透到周围木质部中，呈条状， 其颜色较周围的木材深的部位。常见于含树脂的 针叶树材。
9.2.1.3 树干形状缺陷 树干形状缺陷－指树木在生长过程中，受外界环境影响而形 成的不正常形状缺陷。 （1）弯曲 弯曲－指树干的轴线(纵中心线)不在一条直线上，向任何方 向偏离两个端面中心的连线。 弯曲一般分为单面弯曲和多面弯曲两种。 弯曲对木材的纵向抗压强度 影响很大。 多向弯曲对木材强度的影响 比单向弯曲大。 弯曲对成材的总出材率有很 大影响，弯曲度每增加1%，出 材率减少0.1%。
9.2.1.1 节子 ① 根据节子的质地及与周围木材的连生程度，将节子分为活 节和死节。相连。
活节的质地坚硬，构造正常。
死节：由树木的枯死枝条形 成，节子的木材组织与周围 木材部分脱离或完全脱离， 主要分布在树干的中下部。 有的死节质地坚硬，在 板材加工或干燥后往往脱落， 在板面上形成空洞。
裂纹是细胞壁本身破坏造成的。 危害：裂纹破坏了木材的完整性，降低了木材的强度，还 可以成为生物因子危害木材的通道。 树木生长过程产生的裂纹包括：轮裂、径裂、霜害。
（1）轮裂
轮裂－指沿着树木生长轮开裂而形成的裂纹。 根据裂纹的程度，轮裂又可以分为环裂和弧裂。 环裂－指开裂占生长轮圆周的一半或一半以上者。 弧裂－指开裂占生长轮圆周一半以下者。