木材的分类及木材的宏观构造和微观构造PPT课件

9.1.1.2 髓心、髓线
第一年轮组成的初生木质部分称为髓心(树 心)。从髓心成放射状横穿过年轮的条纹，称为髓 线。
髓心材质松软，强度低，易腐朽开裂。髓线 与周围细胞联结软弱，在干燥过程中，木材易沿 髓线开裂。
9.1.2 微观构造
在显微镜下所看到的木材组织，称为木材的 微观构造(见图9.2和图9.3)。
9.1 木材的分类及构造
木材是由树木加工而成的，树木分为针叶树 和阔叶树两大类，见表9.1。建筑中应用最多的是 针叶树。
木材的构造是决定木材性质的主要因素。一 般对木材的研究可以从宏观和微观两方面进行。
表9.1 树木的分类和特点
种类
特点
针叶树
树叶细长，成针状，多为常绿 树；纹理顺直，木质较软，强 度较高，表观密度小；耐腐蚀
图9.3 细胞壁的结构
1—细胞腔；2—初生层；3—细胞间层
9.2 木材的主要性质
9.2.1 木材的物理性质
9.2.1.1 木材的含水率
(1) 自由水：存在于木材细胞腔和细胞间隙中的
水分 吸附水：吸附在细胞壁内细纤维之间的水分 结合水：形成细胞化学成分的化合水
(2)木材的纤维饱和点 木材受潮时，首先形成吸附水，吸附水饱和
横切面—— 径切面—— 弦切面——和树轴平行与年轮相切的切面。 在宏观下，树木可分为树皮、木质部和髓心 三个部分。而木材主要使用木质部。
图9.1 树干的3个切面
1—树皮；2—木质部；3—年轮；4—髓线；5—髓心
9.1.1.1 木质部的构造特征
(1)边材、心材 在木质部中，靠近髓心的部分颜色较深，称
后，多余的水成为自由水；木材干燥时，首先失 去自由水，然后才失去吸附水。
当吸附水处于饱和状态而无自由水存在时， 此时对应的含水率称为木材的纤维饱和点。
纤维饱和点随树种而异，一般为23%~33%， 平均为30%。木材的纤维饱和点是木材物理、力
(3) 木材的含水率是随着环境温度和湿度的变化
而改变的。当木材长期处于一定温度和湿度下， 其含水率趋于一个定值，表明木材表面的蒸气压 与周围空气的压力达到平衡，此时的含水率称为 平衡含水率。
性较强，胀缩变形小
阔叶树
树叶宽大，叶脉呈网状，大多 为落叶树；木质较硬，加工较 难；表观密度大，胀缩变形大
用途
是建筑工程中主要使用 的树种，多用作承重构
件、门窗等
常用作内部装饰、次要 的承重构件和胶合板等
树种
松树、 杉树、 柏树等
榆树、 桦树、 水曲柳
等
9.1.1 宏观构造
用肉眼或低倍放大镜所看到的木材组织称为 宏观构造。为便于了解木材的构造，将树木切成 3个不同的切面，如图9.1所示
它与周围空气的温度、相对湿度的关系如图 9.4所示。根据周围空气的温度和相对湿度可求出
图9.4 木材的平衡含水率
9.2.1.2 湿胀干缩
木材细胞壁内吸附水的变化而引起木材的变 形，即湿胀干缩。图9.5是木材含水率与胀缩变形 的关系。
由于木材构造的不均匀性，在不同的方向干 缩值不同。顺纹方向(纤维方向)干缩值最小，平 均为0.1%~0.35%；径向较大，平均为3%~6%； 弦向最大，平均为6%~12%。
(1)含水率 当含水率在纤维饱和点以上变化时，仅仅是
自由水的增减，对木材强度没有影响；当含水率 在纤维饱和点以下变化时，随含水率的降低，细 胞壁趋于紧密，木材强度增加。如图9.7所示。
我国木材试验标准规定，以标准含水率(即含 水率12%)时的强度为标准值，其他含水率时的强 度，可按下式换算成标准含水率时的强度。
9.2.2 木材的力学性质
9.2.2.1 木材的强度 按受力状态，木材的强度分为抗拉、抗压、
抗弯和抗剪四种强度。 木材的强度检验是采用无疵病的木材制成标
准试件，按《木材物理力学试验方法》(GB 1927—1943—91)进行测定。
木材受剪切作用时，由于作用力对于木材纤 维方向的不同，可分为顺纹剪切、横纹剪切和横 纹切断三种，如图9.6所示。
当以木材的顺纹抗压强度为1时，木材理论 上各强度大小关系见表9.2。
图9.6 木材的剪切
(a)顺纹剪切；(b)横纹剪切；(c)横纹切断
表9.2 木材各种强度间的关系
抗压
顺纹 横纹
1
10~1/3
抗拉 顺纹 横纹 2~3 ½~1
抗弯 1.5~2
抗剪 顺纹 横纹 1/7~2 ½~1
9.2.2.2 影响木材强度的因素
一般来讲，表观密度大、夏材含量多的木材，
图9.5 木材含水率与胀缩变形的关系
9.2.1.3 木材的密度
不同树种的密度相差不大，平均约为 1.55g/cm3
9.2.1.4 表观密度
木材表观密度的大小随木材的孔隙率、含水 量以及其他一些因素的变化而不同。因此确定木 材的表观密度时，应在含水率为标准含水率情况 下进行。
在显微镜下，可以看到木材是由无数管状细 胞紧密结合而成。细胞横断面呈四角略圆的正方 形。每个细胞分为细胞壁和细胞腔两个部分，细 胞壁由若干层纤维组成。细胞之间纵向联结比横 向联结牢固，造成细胞纵向强度高，横向强度低。 细胞之间有极小的空隙，能吸附水和渗透水分。
图9.2 显微镜下松木的横切片示意图
1—细胞壁；2—细胞腔；3—树脂流出孔；4—木髓线
为心材。心材含水量较少，不易翘曲变形，抗蚀 性较强；外面部分颜色较浅，称为边材。边材含 水量高，易干燥，也易被湿润，所以容易翘曲变 形，抗蚀性也不如心材
(2)
横切面上可以看到深浅相间的同心圆，称为 年轮。年轮中浅色部分是树木在春季生长的，由 于生长快，细胞大而排列疏松，细胞壁较薄，颜 色较浅，称为春材(早材)；深色部分是树木在夏 季生长的，由于生长迟缓，细胞小，细胞壁较厚， 组织紧密坚实，颜色较深，称为夏材(晚材)。每 一年轮内就是树木一年的生长部分。年轮中夏材 所占的比例越大，木材的强度越高。
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本章提要
本章简要介绍了木材的分类及木材的宏观 构造和微观构造。详细地论述了木材的物理性 质和力学性质。应深刻领会木材的各向异性、 湿胀干缩性、含水率对木材性质的影响，影响 木材强度大小的因素等。此外，还应了解木材 在建筑工程中的主要用途及木材的综合利用途 径，木材wenku.baidu.com腐朽原理及防腐途径。
本章内容
9.1 木材的分类及构造 9.2 木材的主要性质 9.3 木材的应用