4建筑材料第10章木材

髓斑(pith fleck) 髓斑：木质部受虫害后产生的一种愈合 组织，在横切面上呈褐色弯月状斑点。 髓斑都是薄壁组织，质地松软，分布无 规律。但常发生在某些特定的树种中， 如杉木、柏木、桦木、樱木等。
颜色和光泽
1 颜色
木材的次要宏观特征
构成木材细胞壁的主成分之间无明显的颜色差异， 但由于各种色素、单宁、树脂、树胶及油脂等物 质沉积于木材细胞腔，并渗透到细胞壁中，使木 材呈现不同的颜色。
图10A
图10B

A木属针叶树，纹理顺直，材质均匀， 且其通直高大，易得大材，木质较软且 易加工，胀缩变形较小，在土木工程中 可作承重构件。B木属阔叶树，纹理图 案较多，材质坚硬，通直部分较短，强 度高，胀缩变形较大，宜作小尺寸的装 修、装修构件或家具。
木材的主要宏观构造、次 要宏观构造及木材宏观构 造的识别，了解木材的微 观特征。
木射线(wood ray)
在木材横切面上有 颜色较浅的，从髓心向 树皮呈辐射状排列的组 织。 在弦切面上，木射 线呈短线或纺锤形，可 显示出木射线的高度和 宽度。顺着木材纹理方 向为高度，垂直纹理方 向为宽度。
木射线
髓线——在木材横切面上，有许多颜色较浅，从髓心向树 皮方向呈辐射状排列的组织，称为髓射线。 初生木射线——髓射线起源于初生组织，后来由形成层再 向外延伸，它从髓心穿过生长轮直达内树皮，被称为初生 木射线。 次生木射线——起源于形成层的木射线，达不到髓心，称 为次生木射线。木材中的射线大部分属于次生木射线。 木射线——在木质部的射线； 韧皮射线——在韧皮部的射线称为。 射线是树木的横向组织，由薄壁细胞组成，起横向输送和 贮藏养料作用。
树木在生长季节内，由于受菌 虫危害、霜、雹、火灾、干旱，气 候突变等的影响，生长中断，经过 一定时期以后，生长又重新开始， 在同一生长周期内，形成两个或两 个以上的生长轮，这种生长轮称作 假年轮或伪年轮。假年轮的界线不 像正常年轮那样明显，往往也不成 完整的圆圈，杉木、柏木、马尾松 常出现假年轮。
a 星散状 见图a，如水曲柳、 香椿木、梧桐、白蜡树、檫 树等。
b 径列（辐射状） 见图b，如蒙古栎、 栓皮栎、短柄枹 树等。
c 斜列（“人”字形 或“《”形） 见图c， 如黄连木、桉树、刺 楸等。
d 火焰状 见图d，如板栗、 麻栎、栲属等。
e 团状 见图e，如桑木、榆木 等。 f 波浪状 (榆木状) 见图e，如 榆木、榉树等。
边材树种、心材树种和熟材树种
在实际工作中，通常根据心· 边材的颜色、立木中 心· 边材的含水率，将木材分为以下三类： 心材树种(显心材树种——心· 边材颜色区别明显的树种 叫心材树种(显心材树种)，如松属、落叶松属、红豆杉 属、柏木属、紫杉属等针叶树材；楝木、水曲柳、桑树、 苦木、檫木、漆树、栎木、蚬木、刺槐、香椿、榉木等 阔叶树材 边材树种——心· 边材颜色和含水率无明显区别的树种 叫边材树种，如桦木、椴木、桤木、杨木、鹅耳栎及槭 属等阔叶树材。 熟材树种(隐心材树种)——心· 边材颜色无明显区别， 但在立木中心材含水率较低，如云杉属、冷杉属、山杨、 水青冈等。
第10章 木材



了解木材的优、缺点；木材的分类，以及两大 类树种各自的特点及用途。 了解木材宏观和显微结构的特征。从宏观构造 的三个切面（横切面、径切面、弦切面）来认 识木材各个部分（树皮、木质部、年轮、髓线、 髓心）及其作用。从宏观构造看出木材在构造 上的不均匀性。 了解木材的显微构造、细胞的组成；针叶树、 阔叶树各组成部分的作用及其鉴别。
横 切 面
弦 切 面
径 切 面
径 切 面 (radial section)是顺着
树干长轴方向，通 过髓心与木射线平 行或与生长轮相垂 直的纵切面。在这 个切面上可以看到 相互平行的生长轮 或生长轮线、边材 和心材的颜色、导 管或管胞线沿纹理 方向的排列、木射 线等。
径切面
边材和心材
边材和心材的定义 边材：在木质部中，靠近树皮（通常颜色较 浅）的外环部分。 心材：髓心与边材之间（通常颜色较深）的 木质部。

木材产自木本植物中的乔木，分为针叶 树和阔叶树两大类。大部分针叶树理直、 木质较软、易加工、变形小，建筑上广 泛用作承重构件和装修材料，如杉树、 松树等。大部分阔叶树质密、木质较硬、 加工较难、易翘裂、纹理美观，适用于 室内装修，如水曲柳、核桃木等。
两种木材的结构与用途

请观察以下如图10A和图10B所示的A、B两 种木材的纹理，何为针叶树？何为阔叶树？， 并讨论它们的用途。
Fra Baidu bibliotek
木材的三切面
木材的三切面可充分把木材结构 特征反映出来。反之，要充分认识木 材的结构特征，又必须通过三切面进 行。三切面本身不是木材特征，它是 人为确定的三个特定的木材截面对它 们的观察就可以达到全面了解木材构 造的目的。
横 切 面
弦 切 面
径 切 面
横切面
横 切 面 (cross section) 是 与 树 干 长
生长轮、年轮、早材和晚材
生长轮、年轮 通过形成层的活动，在一个生长周期中所 产生的次生木质部，在横切面上呈现一个围绕 髓心的完整轮状结构，称为生长轮或生长层。 温带和寒带树木在一年里，形成层分生的次生 木质部，形成后向内只生长一层，将其生长轮 称为年轮。
生长轮在不同的切面上 呈不同的形状。多数树种的 生长轮在横切面上呈同心圆 状，如杉木、红松等；少数 树种的生长轮则为不规则波 浪状，如壳斗科、鹅耳枥、 红豆杉、榆木等；石山树则 多作偏圆形；蚬木似鲑壳的 环纹。生长轮在横切面上的 形状是识别木材的特征之一。 生长轮在径切面上作平 行条状，在弦切面上则多作 V形或抛物线形的花纹。
4、了解木材中的水分所处的三种状态，木材 干燥或受潮时对它们的影响。掌握平衡含水 率与纤维饱和点的概念及其实用意义。 5、了解工程中常用的几种木材强度及各种强 度值之间的大致关系。掌握影响木材强度的 因素。掌握含水率对木材强度影响的规律。 了解含水率修正系数的含意。 6、了解造成木材腐朽的原因和条件。了解木 材干燥和使用时注意通风等措施对防腐的主 要作用。对化学防腐剂防腐作用仅一般了解。 7、了解木材综合利用的意义，对具体综合利 用的产品只要求一般了解。
根据有无正常树脂道和树脂香气的大小， 常把针叶树材分为三类： （1）脂道材：具有天然树脂道的木材，如松 属、云杉属、落叶松属、黄杉属、银杉属 及油杉属等。 (2）有脂材：无正常树脂道而具有树脂香气， 初伐时常有树脂流出的木材，如铁杉、杉 木、柏木等。 （3）无脂材：无树脂道又无树脂香气的木材， 如银杏，鸡毛松，竹柏等。 创伤树脂道——生活的树木因受气候、损 伤或生物侵袭等刺激而形成的非正常树脂 道，如冷杉、铁杉、雪松等。(臭冷杉)
轴相垂直的切面，亦称 端面或横截面。在这个 切面上，可以见到木材 的生长轮 、心材和边材、 早材和晚材、木射线、 薄壁组织、管孔(或管 胞)，胞间道等，是木 材识别的重要切面。
横 切 面
弦 切 面
径 切 面
弦 切 面 (tangential section)是顺着
树干长轴方向，与木 射线垂直或与生长轮 相平行的纵切面。弦 切面和径切面同为纵 切面，但它们相互垂 弦切面 直。在弦切面上生长 轮呈抛物线状，可以 测量木射线的高度和 宽度。
边材树种和熟材树种边心材的颜色无明显的区别， 心材树种边材颜色较浅、心材颜色较深，应分别 进行描述。 木材的颜色能够反映树种特征，可以作为识别木 材的特征之一。
晚材在一个生长轮中所占的比率称为晚 材率。其计算公式为： P=a/b*100% 式中：P—晚材率(％)；a —相临两个轮界 线之间晚材的宽度(cm) ； b—相临两个轮 界线之间的宽度(cm) 。晚材率的大小可以 作为衡量针叶树材和阔叶树环孔材强度大小 的标志。
识别应用
（1）早材至晚材的变化缓急 急变—硬松类：落叶松、马尾松、油松等 缓变—软松类：红松、冷杉等 （2）晚材率 晚材率用于衡量针叶材。晚材率的大小不 仅在识别中有用，而且是衡量木材强度及材质 材性的一个重要标志。
早材与晚材
早材—形成层的活动受季节影响很大，温带 和寒带树木在一年的早期形成的木材，或热 带树木在雨季形成的木材，由于环境温度高， 水分足，细胞分裂速度快，细胞壁薄，形体 较大，材质较松软，材色浅，称为早材。 晚材—到了温带和寒带的秋季或热带的旱季， 树木的营养物质流动缓慢，形成层细胞的活 动逐渐减弱，细胞分裂速度变慢并逐渐停止， 形成的细胞腔小而壁厚，材色深，组织较致 密，称为晚材。
树胶道
树胶道也分为轴向树胶道和径向 树胶道。 油楠、青皮、坡垒等阔叶树材具 有正常轴向树胶道，多数呈弦向排列， 少数为单独分布，不像树脂道容易判 别，而且容易与管孔混淆。 个别树种，如龙脑香科的黄柳桉 同时具有正常的轴向和径向树胶道。 创伤树胶道的形成与创伤树脂道 相似。阔叶树材通常只有轴向创伤树 胶道，在木材横切面上呈长弦线状排 列，肉眼下可见，如枫香、山桃仁、 木棉等。
轴向薄壁组织(longitudinal arenchyma)
轴向薄壁 组织：指形成 层纺锤形原始 细胞所形成的 薄壁细胞。 它们沿树 轴方向排列。 在横切面上， 呈比木材颜色 浅的线条或围 绕管孔的圆圈 或斑点状。用 水润湿后更为 明显。
识别应用 是阔叶材识别的重要特征之一，对针叶材没有多大价值 （因为针叶材的轴向薄壁组织通常很不发达）。 1.明显度 （1）不发达：在放大镜下不见或不明显，如木荷。 （2）发达：在放大镜下可见或明晰，如枫杨等。 （3）很发达：在肉眼下可见或明晰，如泡桐、梧桐等。 2.类型 包括傍管型和离管型 （1）傍管型薄壁组织：环绕于导管周围与导管相连生。 ①环管束状：围绕在导管周围呈不同宽度的鞘状，如水曲柳。 ②翼状：环绕导管并向两侧弦向展开，形似鸟翼，如泡桐。 ③聚翼状：翼状薄壁组织相互连生在一起 ，如洋槐。 ④宽带状：轴向薄壁组织构成平行于年轮的宽带，肉眼下显著， 如铁刀木。
胞间道
胞间道——指由分泌细胞围绕而成的长形细胞 间隙。 树脂道——贮藏树脂的胞间道。存在于部分针 叶树材中。(红松) 树胶道——贮藏树胶的胞间道。存在于部分阔 叶树材中。胞间道有轴向和径向(在木射线内) 之分，有的树种只有一种，有的树种则两种都 有。(黄玻萝）
树脂道
（1）轴向树脂道 在横切面: 浅色的小点，氧化后转为深色； 常星散分布于早晚材交界处或晚材带 中，沟道中常充满树脂（图10a）。 排列情况各个生长轮互不相同，偶尔 有断续切线状分布的，如云杉。 在纵切面： 各种不同长度的深色小沟槽。 （2）径向树脂道 存在于纺锤状木射线中，非常细小（图 10b）。
心材的形成
边材的薄壁细胞在枯死之前有一个非常旺 盛的活动期，淀粉被消耗，在管孔内生成侵填体， 单宁增加，其结果是薄壁细胞在枯死的同时单宁 成分扩散，木材着色变为心材。形成心材的过程 是一个非常复杂的生物化学过程。在这个过程中， 生活细胞死亡，细胞腔出现单宁、色素、树胶、 树脂以及碳酸钙等沉积物，水分输导系统阻塞， 材质变硬，密度增大，渗透性降低，耐久性提高。
a. 轴向树脂道
b. 径向树脂道
具有正常树脂道的针叶树材主要有松属、云杉属、 落叶松属、黄杉属、银杉属及油杉属。 前五属具有轴向与径向两种树脂道，而油杉属仅 有轴向树脂道。 一般松属的树脂道体积较大，数量多； 落叶松属的树脂道虽然大但稀少； 云杉属与黄杉属的树脂道小而少； 油杉属无横向树脂道，而且轴向树脂道极稀少。 轴向树脂道和横向树脂道通常互相沟通，在木材 中形成树脂道网。
木材的微观构造 针叶树显微构造简单而规则，其木 射线一般较细且在肉眼下不可见，年轮 界明显，早、晚材区别明显。阔叶材的 显微构造较复杂，其细胞主要有导管、 木纤维、木射线和轴向薄壁组织等。
管孔(pore) 导管：绝大多数阔叶材所具有的输导组织。 管孔(vessels)：在横切面上导管呈孔穴状。 有孔材(porous wood)—具有导管的阔叶材； 无孔材(nonporous wood)—不具有导管的 针叶材。 管孔的有无是区别阔叶材和针叶材的重要依 据。 针叶材除麻黄属、百岁兰属和买麻藤属 的树种外，均不具导管； 阔叶材除水青树属和昆栏树属外均具有导管。 （白桦、红松）