室内装饰材料调研报告——木材

室内装饰材料——木材

北京故宫、祈年殿、应县木塔等都是典型的木结构建筑。时至今日，木材以其独特的性能在室内装饰中仍占有极为重要的地位。

木材作为建筑和装饰材料具有以下的优点：

①、比强度大，具有轻质高强的特点；

②、弹、性韧性好，能承受较大的冲击和震动荷载；

③、导热性低，具有较好的保温和隔热性能；

④、适当保养有较好的耐久性；

⑤、纹理美观、色调温和、风格典雅，极富装饰性；

⑥、易于加工，可制成各种形状的产品；

⑦、绝缘性好、无毒性；

⑧、木材的弹性、绝热性和暖色调的结合，给人以温暖和亲切感。

由于木材的组成和构造限制，主要有以下几个缺点：

①、构造不均匀，呈各向异性；

②、湿胀干缩大，处理不当易于翘曲和开裂；

③、天然缺陷较多，降低了材质和利用率；

④、耐火性差，易着火燃烧；

⑤、使用不当易腐朽、虫蛀。

木材的分类和构造

一、分类：

木材属于天然材料。木材按照树种可分为针叶树和阔叶树两大类，针叶树常作为建筑工程中承重构件或门窗用材，如松、柏、杉等，阔叶树常用作装饰用材，如水曲柳、柚木、柞木等。

1、针叶树材：

针叶树树叶如针状（如松）或鳞片状（如侧柏）。

针叶树材又称软材。针叶树材强度较高，胀缩变形较小，耐腐蚀性强，建筑上广泛用做承重构件和装修材料。

2、阔叶树材：

阔叶树树叶多数宽大、叶脉成网状。阔叶树材又称硬材。

阔叶树材强度高，胀缩变形大，易翘曲开裂。阔叶树材质面通常较美观，具有很好的装饰作用，适于做家具、室内装修及胶合板等。我国常用阔叶树树种有水曲柳、栎木、樟木、黄菠萝、榆木、核桃木、酸枣木、梓木和檫木等。

二、宏观构造：

木材是非均质材料，其构造应从树干的三个主要切面来剖析：

横切面（垂直于树轴的切面）；

径切面（通过树轴的纵切面）；

弦切面（平行于树轴的切面）。

树木由树皮、木质部和髓心所组成。

（1）、年轮、早材和晚材：

年轮：树木生长呈周期性，在一个生长周期内（一般为一年）所长生的一层木材环轮称为一个生长轮，即年轮。

早材：在同一生长年中，春天细胞分裂速度快，细胞腔大壁薄，所以构成的木质较疏松颜色较浅，称为早材或春材。

晚材：夏秋两季细胞分裂速度慢，细胞腔小壁厚，所以构成的木质较致密颜色较深，称为晚材。

一年中形成的早晚材合称为一个年轮。

（2）、边材和心材：

边材：颜色较浅，靠近树皮部分的木材称为边材。

心材：颜色加深，靠近髓心部分的木材成为心材。

（3）、髓线：又称木射线

（4）、树脂道和导管。

树脂道：是大部分针叶树种特有，它是由泌脂细胞围绕而成的孔道，富含树脂。在横切面上呈棕色或浅棕色的小点。在纵切面上呈深色的沟槽或浅线条。

导管：是一串纵行细胞复合生成的管状构造，起输送养料的作用。导管只在阔叶树中有。三、微观结构：

在显微镜下观察，木材是由无数管状细胞紧密结合而成。它们绝大部分纵向排列，少数横向排列。木材的细胞壁愈厚，腔愈小，木材愈密实，强度也愈大，但胀缩也大。

针叶树主要由管胞组成，它占木材总体积的90%以上，起支撑和输送养分的作用。阔叶树由导管分子、木纤维、纵行和横行薄壁细胞组成。

四、木材的缺陷：

木材在生长、采伐、储运、加工和使用过程中会产生一些缺陷（疵病），如节子、裂纹、夹皮、斜纹、弯曲、伤疤、腐朽和虫害等。这些缺陷不仅降低木材的力学性能，而且影响木材的外观质量。其中节子、裂纹和腐朽对材质的影响最大。

木材的物理和力学性质

一、含水量：

木材中的含水量以含水率表示，即木材中所含水的质量占干燥木材质量的百分数。

1、木材中的水：

木材中所含水分可分为自由水和吸附水两种。

⑴、自由水：存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水分。自由水影响木材的表观密度、保存性、抗腐蚀性和燃烧性。

⑵、吸附水：被吸附在细胞壁基体相中的水分。由于细胞壁基体相具有较强的亲水性，且能吸附和渗透水分，所以水分进入木材后首先被吸入细胞壁。吸附水是影响木材强度和胀缩的主要因素。

2、纤维饱和点：

湿木材在空气中干燥时，当自由水蒸发完毕而吸附尚处于饱和时的状态，称为纤维饱和点。此时的木材含水率称为纤维饱和点含水率，其大小随树而异，通常介于23%～33%。

纤维饱和点含水率的重要意义：不在其数值的大小，而在于它是木材许多性质在含水率影响下开始发生变化的起点。

当木材中的含水率低于木材纤维饱和点时，木材的强度、体积等许多性质会发生变化。通常木材纤维饱和点在23～31%之间波动，常以30%作为木材纤维饱和点。

3、平衡含水率：木材长时间处于一定温度和湿度的空气中，当水分的蒸发和吸收达到动态平衡时，其含水率相对稳定，这时木材的含水率称为平衡含水率。

木材平衡含水率随周围空气的温度、湿度而变化（见图），所以各地区、各季节、各树种木

材的平衡含水率常不相同。

二、湿胀与干缩：

木材具有显著的湿胀干缩性。当木材从潮湿状态干燥至纤维饱和点时，自由水蒸发不改变其尺寸；继续干燥，细胞壁中吸附水蒸发，细胞壁基体相收缩，从而引起木材体积收缩。反之，干燥木材吸湿时将发生体积膨胀，直到含水量达到纤维饱和点为止。细胞壁愈厚，则胀缩愈大。因而，表观密度大、夏材含量多的木材胀缩变形较大。

由于木材构造不均匀，各方向、各部位胀缩也不同，其中弦向最大，径向次之，纵向最小，边材大于心材。图是新伐木材的干燥曲线示意图。由于复杂的构造原因，木材弦向收缩总是大于径向，弦向收缩与径向收缩比率通常为2：1。干缩会使木材翘曲开裂、接榫松弛、拼缝不严，湿胀则造成凸起。为了避免这种情况，在木材加工制作前必须预先进行干燥处理，使木材的含水率比使用地区平衡含水率低2%～3%。

三、木材的强度：

1、木材的各种强度：

由于木材构造各向不同，其强度呈现出明显的各向异性，因此木材强度应有顺纹和横纹之分。木材的顺纹抗压、抗拉强度均比相应的横纹强度大得多，这与木材细胞结构及细胞在木材中的排列有关。P106页表是木材各强度的特征及应用。

木材强度等级按无疵标准试件的弦向静曲强度来评定（见P107页表）。木材强度等级代号中的数值为木结构设计时的强度设计值。它要比试件实际强度低数倍，这是因为木材实际强度会受到各种因素的影响。

2、影响木材强度的因素：

⑴：含水量：

木材含水量对强度影响极大（见图）。在纤维饱和点以下时，水分减少，则木材多种强度增加，其中抗弯和顺纹抗压强度提高较明显，对顺纹抗拉强度影响最小。在纤维饱和点以上，强度基本为一恒定值。

⑵、环境温度：

温度对木材强度有直接影响。试验表明，温度从25℃升至50℃时，将因木纤维和木纤维间胶体的软化等原因，使木材抗压强度降低20%～40%，抗拉和抗剪强度下降12%～20%。此外，木材长时间受干热作用可能出现脆性。

⑶、外力作用时间：

木材极限强度表示抵抗短时间外力破坏的能力，木材在长期荷载作用下所能承受的最大应力称为持久强度。由于木材受力后将产生塑性流变，使木材强度随荷载时间的增长而降低，木材的持久强度仅为极限强度的50%～60%（如图）。

⑷、缺陷：

木材的强度是以无缺陷标准试件测得的，而实际木材在生长、采伐、加工和使用过程中会产生一些缺陷，如木节、裂纹和虫蛀等，这些缺陷影响了木材材质的均匀性，破坏了木材的构造，从而使木材的强度降低，其中对抗拉和抗弯强度影响最大。除了上述影响因素外，树木的种类、生长环境、树龄以及树干的不同部位均对木材强度有影响。

木材的防护

一、干燥：

木材在加工和使用之前进行干燥处理，可以提高强度、防止收缩、开裂和变形，减轻重量以及防腐防虫，从而改善木材的使用性能和寿命。大批量木材干燥以气体介质对流干燥法（如大气干燥法、循环窑干法）为主。