陈志源《土木工程材料》(第3版)(章节题库 第十章 木材)【圣才出品】

第十章木材
一、名词解释
1．木材纤维饱和点
答：湿木材在空气中干燥时，当自由水蒸发完毕而吸附水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，其大小随树种而异，通常介于23％～33％。

纤维饱和点含水率的重要意义在于它是木材许多性质在含水率影响下开始发生变化的转折点。

在纤维饱和点之上，含水量变化是自由水含量的变化，它对木材强度和体积影响甚微；在纤维饱和点之下，含水量变化即吸附水含量的变化将对木材强度和体积等产生较大的影响。

2．平衡含水率
答：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、湿度变化而变化，故各地区、各季节木材的平衡含水率常不相同。

3．标准含水率
答：标准含水率为12％的含水率。

为了正确判断木材的强度和比较试验结果，应根据木材实测含水率将强度按下式换算成标准含水率（12％的含水率）时的强度值。

二、填空题
1．管胞在树木中起和的作用；木质素的作用是将、粘结在一起，构
成坚韧的细胞壁，使木材具有强度和硬度。

【答案】支承；输送养分；纤维素；半纤维素
【解析】木材细胞因功能不同可分为管胞、导管、木纤维、髓线等多种。

管胞在树木中起支承和输送养分的作用；木质素的作用是将纤维素、半纤维素粘结在一起，构成坚韧的细胞壁，使木材具有强度和硬度。

2．木材中的水可分为和两种，其中与木材的强度和尺寸变化有关。

【答案】自由水；吸附水；吸附水
【解析】木材中的水可分为自由水和吸附水两种，是存在于细胞腔和细胞间隙自由水中的水。

木材干燥时，自由水首先蒸发。

自由水的含量影响木材的表观密度、燃烧性和抗腐蚀性。

吸附水是存在于细胞壁中的水分。

木材受潮时，细胞壁首先吸水。

吸附水含量的变化是影响木材强度和湿胀干缩的主要因素。

3．木材由于构造的各向异性，各方向的胀缩变形不同，其中向最小，向居中，向最大。

【答案】纵；径；弦
【解析】木材由于构造的各向异性，各方向的胀缩变形不同，其中纵向（纤维方向）最小，径向居中，弦向最大。

三、选择题
1．木材含水率变化对以下哪种强度影响较大？（）
A．顺纹抗压强度
B．顺纹抗拉强度
C．横纹抗拉强度
D．顺纹抗剪强度
【答案】A
【解析】木材的含水率对木材强度影响很大，但其对木材各种强度的影响程度是不同的，对抗弯和顺纹抗压影响较大，对顺纹抗剪影响较小，而对顺纹抗拉几乎没有影响。

2．在相对湿度不变的条件下，木材的平衡含水率随环境温度升高而（）。

A．增大
B．减小
C．不变
D．不定
【答案】B
【解析】在相对湿度不变的条件下，木材的平衡含水率随环境温度升高而减小。

3．可造成木材腐朽的真菌为（）。

A．霉菌
B．腐朽菌
C．变色菌
D．白蚁
【答案】B
【解析】木材中常见的真菌有霉菌、变色菌、腐朽菌三种。

A项，霉菌生长在木材表面，
是一种发霉的真菌，它对木材不起破坏作用，经过抛光后可去除；B项，腐朽菌对木材危害严重，腐朽菌以木质素为其养料，并通过分泌酶来分解木材细胞壁组织中的纤维素、半纤维素，使木材腐朽败坏；C项，变色菌以木材细胞腔内含物为养料，不破坏细胞壁。

所以霉菌、变色菌只使木材变色，影响外观，而不影响木材的强度。

4．木材在低于纤维和点的情况下干燥时，各方面的收缩值为（）。

A．纵向>径向>弦向
B．径向>弦向>纵向
C．纵向>弦向>径向
D．弦向>径向>纵向
【答案】D
【解析】木材由于构造不均匀，使各方面胀缩也不一样，在同一木材中，这种变化沿弦向最大，径向次之，纤维方向最小，木材干燥时，弦向干缩约为5％～10％，径向干缩3％～6％，纤维方向干缩0.1％～0.35％，这主要是受髓线影响所致，距离髓心较远的一面，其横向更接近典型的弦向，因而收缩较大，使板材背离髓心翘曲。

四、简答题
1．木材腐朽的原因有哪些？如何防止木材腐朽？
答：（1）木材腐朽的原因有：
木材的腐朽是由真菌在木材中寄生而引起的。

侵蚀木材的真菌有三种，即霉菌、变色菌和木腐菌。

①霉菌一般只寄生在木材表面，并不破坏细胞壁，对木材强度几乎无影响。

②变色菌多寄生于边材，对木材力学性质影响不大。

但变色菌侵入木材较深，难以除去，损害木材外观质量。

③木腐菌侵入木材后，分泌酶把木材细胞壁物质分解成可以吸收的简单养料，供自身生长发育。

腐朽初期，木材仅颜色改变；以后真菌逐渐深入内部，木材强度开始下降；至腐朽后期，木材呈海绵状、蜂窝状或龟裂状等，材质极松软，甚至可用手捏碎。

（2）防止木材腐朽的方法有：
真菌在木材中生存必须同时具备以下三个条件：水分、氧气和温度，可从破坏菌虫生存条件和改变木材的养料属性着手，进行防腐防虫处理，延长木材的使用年限。

①干燥。

采用气干法或窑干法将木材干燥至较低的含水率，并在设计和施工中采取各种防潮和通风措施，如在地面设防潮层、木地板下设通风洞、木屋顶采用山墙通风等，使木材处于通风干燥状态。

②涂料覆盖。

木材防腐应采用耐水性好的涂料。

涂刷涂料可在木材表面形成完整而坚韧的保护膜，从而隔绝空气和水分，并阻止真菌和昆虫的侵入。

③化学处理。

化学防腐是将对真菌和昆虫有毒害作用的化学防腐剂注入木材中，使真菌、昆虫无法寄生。

防腐剂主要有水溶性、油溶性和油质防腐剂三大类。

室外应采用耐水性好的防腐剂。

防腐剂注入方法主要有表面涂刷、常温浸渍、冷热槽浸透和压力渗透法等。

五、论述题
1．影响木材强度的因素有哪些？规律怎样？
答：影响木材强度的因素及规律如下：
（1）木材纤维组织。

木材受力时，主要靠细胞壁承受外力，细胞纤维组织越均匀密实，强度就越高。

如夏材比春材的结构密实、坚硬，当夏材含量高时，木材强度较高。

（2）含水率。

当木材含水率在纤维饱和点以下变化时，含水率增大，强度降低，反之，则强度增大。

但是，含水率在纤维饱和点以上变化时，木材强度不变。

木材含水率变化一般对抗弯和顺纹抗压强度的影响较大，对顺纹抗剪强度影响较小，而对顺纹抗拉强度几乎没有影响。

（3）温度。

温度提高，因木纤维和木纤维间胶体的软化等原因，木材强度降低。

在木材加工中，常通过蒸煮的方法来暂时降低木材的强度，以满足切锯木片的需要。

（4）外力作用时间。

木材极限强度表示的是木材在短期荷载作用下抵抗外力破坏的能力，而木材在长期荷载作用下所能承受的最大应力则称为持久强度。

由于木材受力后将产生塑性变形，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％。

（5）疵病。

木材的疵病包括天然生长的缺陷（如木节、斜纹、腐朽和病虫害等）和加工后产生的缺陷（如裂缝、翘曲等）。

木节使木材顺纹抗拉强度显著降低，对顺纹抗压影响较小。

在木材受横纹抗压和剪切时，木节反而增加其强度。

当木纤维方向与数轴成一定夹角时便会形成斜纹。

斜纹可严重减低木材的顺纹抗拉强度，并对抗弯强度也有较大影响，但对顺纹抗压强度影响较小。

斜纹还会使板材容易开裂和翘曲，但当用作装饰板材时，木材斜纹反而会形成各种花纹，从而表现出良好的装饰效果。

同一疵病对不同强度的影响不尽相同。