建筑材料第九章第九章 木材

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第二节 木材的性质
一、木材的物理性质 二、木材的力学性能
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一、木材的物理性质
（一）含水率
木材的含水率是指木材中所含水的质量占干燥木材质 量的百分比。木材内部所含水分，可以分为以下三种： （1）自由水。存在于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、燃烧性、干燥性和渗透性。 （2）吸附水。吸附在细胞壁内的水分。它是影响木材强度 和胀缩的主要因素。 （3）化合水。木材化学成分中的结合水，对木材的性能无 太大影响。
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二、木材的力学性能
（二）木材的抗压强度
木材的抗压强度有顺纹抗压强度和横纹抗压强度两种。 （1）顺纹抗压强度即外力与木材纤维方向相平行的抗压强度。由 木材标准小试件测得的顺纹抗压强度，为顺纹抗拉强度的40％～ 50％。由于木材的缺陷对顺纹抗压强度的影响很小，因此，木构 件的受压工作要比受拉工作可靠得多。屋架中的斜腹杆、木柱、木 桩等均为顺纹受压构件。 （2）横纹抗压强度即外力与木材纤维方向相垂直的抗压强度。木 材的横纹抗压强度远小于顺纹抗压强度。
章目录腐菌生存繁殖的条件 三、木材的自然防腐等级 四、木材的防腐
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一、木材腐朽的分类
按腐朽在树干上分布的部位不同，分为外部 腐朽和内部腐朽两种。 （1）外部腐朽。外部腐朽（边材腐朽）分布在树 干的外围，大多是由于树木伐倒后因保管不善或 堆积不良而引起的；枯立木受腐朽菌侵蚀也能形 成外部腐朽。 （2）内部腐朽。内部腐朽（心材腐朽）分布在树 干的内部，大多是因腐朽菌通过树干的外伤、枯 枝、断枝或腐朽节等侵入木材内部而形成的。
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二、胶合板
胶合板是用原木旋切成薄片，经干燥处 理后，再用胶粘剂按奇数层数，以各层纤维 互相垂直的方向，胶合热压而成的人造板材， 一般为3～13层，装饰工程中常用的是三合 板和五合板。针叶树和阔叶树均可制作胶合 板。胶合板的特点是材质均匀、强度高、无 明显纤维饱和点存在、吸湿性小、不翘曲开 裂、无疵病、幅面大、使用方便、装饰性好。
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二、木腐菌生存繁殖的条件
（一）水泥混合砂浆配合比计算
木腐菌生存繁殖必须同时具备以下四个条件： （1）水分。木材的含水率在18％以上即能生存； 含水率在30％～60％之间更为有利。 （2）温度。在2～35 ℃即能生存，最适宜的温度 是15～25 ℃，高出60 ℃无法生存。 （3）氧气。有5％的空气即足够存活使用。 （4）营养。以木质素、储藏的淀粉、糖类及分解 纤维素葡萄糖为营养。
图9-1 针叶树马尾松微观构造 1—管胞；2—髓线；3—树脂道
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图9-2 阔叶树柞木微观构造 1—导管；2—髓线；3—木纤维
二、木材的宏观构造
宏观构造是指肉眼或放大镜能观察到的木材组织。由于木材具有各向异性， 可通过横切面、径切面、弦切面了解其构造，如图9-3所示。
图9-3 木材的宏观构造 1—横切面；2—径切面；3—弦切面；4—树皮；5—木质部；6—髓心；7—髓线；8—年轮
建筑材料
第九章 木材
第九章 木材
第一节 木材的基本构造 第二节 木材的性质 第三节 木材的防腐 第四节 木材的综合利用
第一节 木材的基本构造
一、木材的微观构造 二、木材的宏观构造
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一、木材的微观构造
在显微镜下所见到的木材组织称为微观构造。针叶树和阔叶树的微观构造不 同，如图9-1和图9-2所示。
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三、细木工板
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细木工板属于特种胶合板的一种， 芯板用木板拼接而成，两面胶粘一层 或两层木质单板，经热压熟合制成。 细木工板按结构不同，可分为芯板条 不胶拼的和芯板条胶拼的两种；按面 板的材质和加工工艺质量不同，可分 为一级、二级、三级等3个等级。它 集木板与胶合板之优点于一身，具有 质坚、吸声、隔热等特点，适用于家 具和建筑物内装修。
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一、木材的物理性质
（二）湿胀干缩
木材具有显著的湿胀干缩特征。当木材的含水率在纤 维饱和点以上时，含水率的变化并不改变木材的体积和尺 寸，因为只是自由水在发生变化。当木材的含水率在纤维 饱和点以内时，含水率的变化会由于吸附水而发生变化。
木材的湿胀干缩对其使用影响较大，湿胀会造成木材 凸起，干缩会导致木材结构连接处松动。如长期湿胀干缩 交替作用，则会使木材产生翘曲开裂。为了避免这种情况， 通常在加工使用前将木材进行干燥处理，使木材的含水率 达到使用环境湿度下的平衡含水率。
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三、木材的自然防腐等级
表9-2是按树脂及特殊气味定出的木材的自然防腐等级。
级别
表9-2 木材的自然防腐等级 树种举例
用途
第一级（最耐腐） 侧柏、梓、桑、红豆杉、杉等 可做室外用材
第二级（耐腐）
槐、青岗、小叶栎、粟、银杏、 可做室外用材，最好做保
马尾松、樟、榉等
护处理
第三级（尚可）
合欢、黄榆、白栎、三角枫、核 适于保护处理或防腐处理
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二、木材的力学性能
（四）木材的抗剪强度
（1）顺纹抗剪强度即剪力方向和剪切面均与木材纤维方向平行时的抗剪 强度。木材顺纹受剪时，绝大部分是破坏在受剪面中纤维的连接部分， 因此，木材顺纹抗剪强度是较小的。 （2）横纹抗剪强度即剪力方向与木材纤维方向相垂直，而剪切面与木材 纤维方向平行时的抗剪强度。木材的横纹抗剪强度只有顺纹抗剪强度的 1/2左右。 （3）剪断强度即剪力方向和剪切面都与木材纤维方向相垂直时的抗剪强 度。木材的剪断强度约为顺纹抗剪强度的3倍。
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二、木材的力学性能
（三）木材的抗弯强度
木材的抗弯强度介于横纹抗压强度和 顺纹抗压强度之间。木材受弯时，在木材的 横截面上有受拉区和受压区。 梁在工作状态时，截面上部产生顺纹压应力， 截面下部产生顺纹拉应力，且越靠近截面边 缘，所受的压应力或拉应力也越大。由于木 材的缺陷对受拉区影响大，对受压区影响小， 因此，对大梁、搁栅、檩条等受弯构件，不 允许在其受拉区内存在节子或斜纹等缺陷。
（d）
图9-4 木构件受力状态 （a）受拉；（b）受压；（c）受弯；（d）受剪
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二、木材的力学性能
（一）木材的抗拉强度
木材的抗拉强度有顺纹抗拉强度和横纹抗拉强度两种。 （1）顺纹抗拉强度即外力与木材纤维方向相平行的抗拉强度。由木材标 准小试件测得的顺纹抗拉强度，是所有强度中最大的。但节子、斜纹、 裂缝等木材缺陷对抗拉强度的影响很大。因此，在实际应用中，木材的 顺纹抗拉强度反而比顺纹抗压强度低。木屋架中的下弦杆、竖杆均为顺 纹受拉构件。工程中，对于受拉构件应采用选材标准中的Ⅰ等材。 （2）横纹抗拉强度即外力与木材纤维方向相垂直的抗拉强度。木材的横 纹抗拉强度远小于顺纹抗拉强度。对于一般木材，其横纹抗拉强度为顺 纹抗拉强度的1/10～1/4。所以在承重结构中不允许木材横纹承受拉力。
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二、木材的力学性能
木材的力学性能是指木材抵抗外力的能力。木构件在外力作用下，其内部 单位截面积上所产生的内力，称为应力。木材抵抗外力破坏时的应力，称为木 材的极限强度。根据外力在木构件上作用的方向、位置不同，木构件的工作状 态分为受拉、受压、受弯、受剪等，如图9-4所示。
（a）
（b）
（c）
六、刨花板、木丝板和木屑板
刨花板、木丝板和木屑板是利用木材 加工中产生的大量刨花碎片、木丝、木屑为 原料，经干燥、拌胶料辅料，经热压成型制 得的板材。所用胶料有动植物胶（如豆胶、 血胶等）、合成树脂胶（酚醛树脂、脲醛树 脂等）和无机胶凝材料（水泥、菱苦土等）。 表观密度小、强度低的板材主要用做吸声和 绝热材料。经饰面处理后，还可用做吊顶板 材等；表观密度大、强度高的板材经饰面处 理可用做隔断板材等。
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二、木材的力学性能
（四）木材的抗剪强度
外力作用于木材，使其一部分脱离邻近部分而滑动时，在滑动面上 单位面积所能承受的外力，称为木材的抗剪强度。木材的抗剪强度有顺 纹抗剪强度、横纹抗剪强度和剪断强度三种。其受力状态如图9-5所示。
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（a）
（b）
（c）
图9-5 木材受剪形式 （a）顺纹剪切；（b）横纹剪切；（c）剪断
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第四节 木材的综合利用
一、纤维板
四、涂饰人造板
二、胶合板
五、保丽板
三、细木工板
六、刨花板、木丝板和木屑板
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一、纤维板
纤维板是以植物纤维为主要原料， 经切片、浸泡、密浆、施胶、成型及干 燥或热压等工序制成的人造板材。纤维 板原料丰富，木材采伐加工剩余物如板 皮、刨花、树枝、稻草、麦秸、玉米秆、 竹材等均可使用。纤维板的特点是材质 均匀，完全避免了节子、腐朽、虫眼等 缺陷，且胀缩小、不翘曲开裂。
四、涂饰人造板
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涂饰人造板是指表面用涂料 涂饰制成的装饰板材，主要品种 有透明涂饰纤维板和不透明涂饰 纤维板等。它生产工艺简单、板 面美观平滑、立体感较强，主要 用于中、低档家具及墙面、顶棚 的装饰。
五、保丽板
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保丽板是将在树脂中浸渍 的基层板材与装饰胶纸一起在高 温低压下塑化复合而成的。它光 泽柔和、耐热、耐水、耐磨，主 要用于家具和室内装饰。同时， 可以调节生产工艺和掺入不同的 添加剂生产高耐磨装饰板、浮雕 装饰板和耐燃装饰板等。
桃木、枫杨、梧桐等
的室外、室内使用
第四级（最差）
柳、杨木、南京椴、毛泡桐、乌 非经防腐处理不适于室外
桕、榔榆、枫香等
使用
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四、木材的防腐
木材防腐的基本原理在于破坏真菌及虫类生 存和繁殖的条件，常用方法有以下两种：一是将 木材干燥至含水率在20％以下，保证木结构处在 干燥状态，对木结构物采取通风、防潮、表面涂 刷涂料等措施；二是将化学防腐剂施加于木材， 常用的方法有表面喷涂法、浸渍法、压力渗透法 等。常用的防腐剂有水溶性的、油溶性的及浆膏 类的几种。