1木质资源材料
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一、木质资源材料
木质资源材料几乎囊括了地球上能被利用的所有的植物材料,它们是天然的生态材料。这里将全面系统地讲述《木本植物》、《什么是木材》、《木材资源》、《木材种类》、《木材名称》、《竹材资源材料》、《藤本资源材料》、《灌木类资源材料》、《禾本类资源材料》。虽然木质资源材料是可以再生的,但是不加保护的乱砍乱伐,不但导致地球上生态环境的劣化,也会造成资源的枯竭。合理地加工利用这些珍贵的生物材料,是全人类的职责!
一.1、木本植物
木本植物(woody plants)的统称,为树木,包括乔木、灌木和木质藤本。
乔木(tree):具有明显直立的主干而上部有分枝的树木,通常在3m以上,又可分为大乔木、中等乔木及小乔木等。
灌木(shrub):不具主干,由地面分出多数枝条或虽具主干而高度不超过3m的,如桃金娘、牡丹、枸杞等。
木质藤本(woody liana):茎干柔软,只能倚附它物上。
(参考文献:
《树木学》,火树华主编,中国林业出版社,1992)
一.2、什么是木材?
木材(wood):树木的躯干及其较粗大枝条的次生木质部,由形成层分生所形成。按树木生长过程中形成层的发育程度,木材有幼龄材、成熟材、过熟材之分。所谓的幼龄材是指形成层尚未成熟时分生形成的木材,与成熟材相比,从木材组成细胞尺寸、木材密度、木材强度、木材干缩湿胀等方面,有很大的差异。
木材是一种生态环境材料,与钢铁等其它材料相比,它具有以下一系列优点:
1.木材易于加工,加工所需能量较低,不易污染环境;
2.木材质轻而强度较高;
3.气干木材是良好的热绝缘和电绝缘材料,木造房屋冬暖夏凉;
4.木材有吸收能量的作用,所以对于枕木来说,木枕优于水泥枕;
5.健康木材的结构件在破坏前有预兆。木材的抗震性能较强;
6.木材有特殊的结构,有天然的花纹、光泽和颜色,有吸湿、解吸的特性,因此,与其它材料相比,木质环境往往具有特殊的视觉、触觉、声学和调温调湿特性,这对我们人类的身心健康,以及对书籍、文物等的保存,具有特殊的功能。
但是,与此相关连,木材也具有以下一些缺点:
1.在纤维饱和点以下,木材会干缩湿胀,尺寸不稳定,木材容易开裂、翘曲等;
2.在一定温湿度等条件下,绝大部分木材容易腐朽和被虫蛀;
3.小尺寸木材易于燃烧;
4.木材的物理力学性质高度各向异性;
5.木材来源于生物体--树木,因此木材往往存在一些天然缺陷,如节疤、尖削、弯曲等,但节疤等缺陷在一定程度上又可以作为优点来利用,节疤区域的木材往往呈现美丽的花纹。
(参考文献:
《木材学》,北京林学院主编,中国林业出版社,1982
《木材学》,尹思慈主编,中国林业出版社,1996)
一.3、木材资源
全世界木本植物大约有20万种,据1999年联合国粮农组织的报告,1995年世界上森林面积为34.54亿ha,其中拉丁美洲和加勒比海地区占27.5%,欧洲占27.0%,非洲占15.1%,北美洲占13.2%(如图)。世界上森林覆盖率约25.8%。世界上的森林资源可划分为:
1.亚寒带针叶林,主要木材树种如冷杉、云杉、落叶松、松木等;
2.温带混交林,森林树种较多,如针叶树材的冷杉、云杉、松木、黄杉等,阔叶树材的栎木、桦木、山毛榉、核桃等,为世界上主要的针叶树材来源;
3.暖温带湿润林,主要树种如松木、栎木、澳大利亚的桉树等;
4.热带雨林,主要分布于拉丁美洲、东南亚和非洲的热带地区,树木种类繁多,主要供应阔叶树材,如桃花心木、龙脑香科木材等;
5.热带湿润落叶林,代表性木材如柚木、娑罗双等;
6.干旱林,可供商品木材很少。
世界上的森林分布很不均匀,其中北半球集中了95%以上的针叶林,90%的温带阔叶林和90%以上的工业用材林。森林覆盖率80%以上的国家如法属圭亚那、苏里南、所罗门群岛、巴布亚新几内亚、圭亚那、加篷等,而巴巴多斯、埃及、利比亚、约旦、科威特、沙特阿拉伯等国家,森林覆盖率不足1%。中国的森林覆盖率约13.92%(1993年的森林资源调查数据)。
(主要参考文献:
《木材商品学》,李启岭编著,北京林业大学内部教材,1996)
一.4、木材种类
木材按树种进行分类,一般分为针叶树材和阔叶树材。针叶树材如红松、落叶松、云杉、冷杉、杉木、柏木等。针叶树材往往密度较小,材质较松软,通常称为软材(softwood),主要供建筑、桥梁、家具、造船、电柱、坑木、桩木等用途。阔叶树材如桦木、水曲柳、栎木、榉木、椴木、樟木、柚木、紫檀、酸枝、乌木等,种类比针叶树材多得多。大多数阔叶树材密度较大,材质较坚硬,因此俗称硬材(hardwood),用途如家具、室内装修、车辆、造船等等。与针叶树材相比,
阔叶树材更多地被用于家具和室内装修。
在木材商品流通过程中,木材要按材质进行分类,可将针叶树和阔叶树加工用原木分为一、二、三等材;其锯材分为特等锯材、普通锯材(普通锯材又分为一、二、三等材)。
所有的木材产品按用途进行分类,可以分为原条、原木、锯材和各种人造板四大类。
原条:系指树木伐倒后经去皮、削枝、割掉梢尖,但尚未按一定尺寸规格造材的木料,它包括杉原条、桅杆、电线杆等;
原木:系指树木伐倒后已经削枝、割梢并按一定尺寸加工成规定径级和长度的木料。
锯材:指已经锯解成材的木料,凡宽度为厚度2倍以上的称为板材,不足2倍的称为方材;
木质人造板:经过木材机械加工的人造板如胶合板、纤维板、刨花板等。
(主要参考文献:
《木材商品学》,李启岭,北京林业大学内部教材,1996)
一、5、木材名称
树木的名称指的是树木的学名(scientific name),采用“二名法”,用拉丁文表示,包括属名、种加词和命名人名(可不写)三部分或二部分。如银杏的学名如下:Ginkgo biloba Linn.,其中Ginkgo 是属名,biloba是种加词,Linn .是命名人的缩写。
木材的名称为木材的商品名称,通常指的是一类木材,常包括同属、甚至同科的木材。在中国,桦木、杨木等都是木材的商品名称。通常世界上不同地方有不同的木材名称表示方法,用不同的语言表示。木材的这种名称很容易混淆,因为有时相同的名称指的是不同的木材,而同一种木材可能有许多不同的名称。因此,木材材种最确切的表示方法,应当采用树种的学名,如木材识别时,木材材种应用学名表示。
(主要参考教材:
《木材学》,北京林学院主编,中国林业出版社,1982
《木材学》,尹思慈主编,中国林业出版社,1996)
一、6、竹材资源材料
竹类属于被子植物亚门单子叶植物纲禾本科竹亚科(Bambusoideae),竹是多年生常绿森林植物,竹亚科和禾本亚科同属禾本科,而前者为木本,后者为草本,相差很大。
世界上竹类有70多属,1300多种,主要产于热带、亚热带,少数产于温带。亚洲是世界上竹类分布的中心,有40余属,近800多种,特有属31个。而其它地区相对较少,美洲不足亚洲种属的一半。非洲和大洋洲更少。欧洲无天然竹类分布。中国有近40属近400种,如毛竹、淡竹、青皮竹、麻竹、刚竹、凤凰竹、慈竹、桂竹等等。在中国,主要是秦岭、淮河以南,各省到