木 材

木材

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●树木与木材

树木是生活体，由树冠、树干、树根组成。树干是树木利用的主体，由树皮、形成层、木质部(次生木质部,即木材)、髓组成。

一、木材的定义

由轴向及径向排列的细胞组成的多孔性、湿涨干缩、导热和导电性低、易加工、易开裂变形、易腐、易燃，系多孔性、三维结构、各向异性的有机生物复合材料。分针叶树材和阔叶树材二类,国外称前者为软材、后者为硬材。

（一）多孔性

1.木材系多孔性材料(有管胞、导管、纤维等)。

2.影响1)导热性低，如水松根、轻木作水瓶塞;(2)力学上具回弹性,木材受重载荷和冲击时能吸收相当部分的能量,横纹受力更显著;(3)容易锯切;(4)具一定的浮力;(5)孔隙度高贮存空气量多,腐木菌容易生长;(6)易于化学加工防腐,干燥处理,木材改性;(7)保持油漆性及胶粘性好。

(二)各向异性

1.由于三维结构所致(细胞不是规则几何图形;胞壁亦非均质)。

2.影响:导电导热:纵向＝2倍横向;湿胀干缩:纵向＝十分之几至百分之几倍弦向,弦向＝2倍径向;引起木材翘曲;顺纹弹性模量＝20倍横纹;顺纹抗拉＝40倍横纹;顺纹抗压＝5～10倍横纹;顺纹抗拉最

强,劈开最弱。

(三)变异性

细胞大小、组成性质、发生的变化使化学、物理性质发生变异。

1.株内变异性与树木发育有关。(1)轴向:树基→顶端管状分子长度及密度渐增至一定长度后变短。(2)径向:髓心→树皮管状分子长度及密度渐增至一定阶段后或稳定或继续增加或降低。

2.株间变异性－主要是立地条件的影响。植株密度也相差很大。

（四)细胞壁的厚薄反映木材密度的大小,即标志木材之重轻和强度高低。木材重量(或密度)还受细胞比量的影响。

1.针叶树材因管胞占90%以上所以变化较小。

2.阔叶树材纤维比量大者(特别是壁厚者)密度增大。

二、良材及材质评价

1．良材的一般概念

（1）外观:长、粗、干形通直、无缺陷。

（2）内在:尺寸稳定、不翘曲开裂、加工性良好(油漆、着色、胶粘、锯切等等)。

（3）良材只是相对的材质好一些,适应性大一些, 用途广泛一些。

2．严格说来,凡符合或比较适合用材对材质要求者,都应是良材;因为没有一个树种木材可以适应一切用途,也没有一个树种的木材毫无用处。

由于构成木材的解剖分子的种类、数量、排列不同，所以必须从三个切面上观察。

（一）横切面

1.与树干主轴(或木材纹理)垂直方向的切面。

2.在肉眼或放大镜下识别木材特别重要。

二）纵切面

1.弦切面,与木材纹理或生长轮正切与木射线垂直的切面。

2.径切面,与木材纹理平行,与木材射线平行的切面;实际上径切面是弦切面通过髓心的一个特殊的切面。

(一)正常边材

位于树干的外部，在生活的树木中包含有活细胞和储藏物质的木材部分，具输导树液、机械支持、储藏营养物质等功能。

通常色浅。宽度有一定的鉴定价值，宽者如马尾松7cm～9cm，28轮；窄者如板栗2cm，2～5轮。

(二)内涵边材

指包含于心材内的木材之具有边材外貌和性质者，无活细胞，但储藏物质仍可被保留。

(三)正常心材

指在生活的树木中不含活细胞，无输导与储藏的功能，由边材逐渐转变形成，形成的时间从3年(刺槐)至30年以上(马尾松、银杏)。

通常色深。商业上常指树心部分有显著的材色者。

（四）假心材(伪心材)：某些树种的心边材的材色本无区别，但因菌类的感染、病害等创伤而使心材部分变深者，如杨属(红心材)，槭树(水心材)等。

（五）心边材有明显区别的树种苦楝、香椿。

（六）心材无区别的树种枫香、黄檀。

（七）心边材介于上述两者之间

生长即逐渐加深的树种:山枣(心材红褐,边材黄褐);龙眼(心材暗红褐,边材浅红褐)。

（八）心边材的区别表（见下表）

心材边材

1．材色深材色浅

2．阔叶树材心材含水率通常较边材高针叶树边材含水率通常较心材高3．含水率与边材相等是较重较轻

4．含水率与边材相等时，心边材抗强无差异（某些树种，如刺槐心材的力学性质比边材强，如除去渗入物则无显著区别）

5．较耐爽（渗入物有一定毒性）较不耐爽

6．渗透性小（渗透五阻碍）。不易干燥。渗透性好，易干燥。

7．主司机械支持作用主司副导，储藏和支持作用

(一)生长轮

1．(正常)生长轮：指在横切面上所见的一个生长层,通常包括早材带和晚材带两部分。

2．温带地区树木的生长轮通常明显，特别是环孔材，如麻栎等。热带地区某些树木特别是散孔材的生长轮可能不明显,如榕树等。

3．生长轮界(线)：生长轮界线明显与否，主要依据头一年生长末期的木材与第二年早期生长的管孔大小和分布、木纤维或轴向管胞胞壁的厚薄和径向伸长的程度，以及轮界状薄壁组织存在和射线膨胀来决定。

①规则：多数树种；

②不规则或波浪形；

A.外凸：如桤木等；

B.内凹：如鹅耳枥等。

4．生长轮宽度计算方法1)每轮多少厘米;(2)每厘米多少轮。

(二)年轮

指在木材横切面上所见一年内木材和树皮生长层而言。

1.一个年轮内可以仅包括一个生长轮或两个以上的生长轮。

2.一个年轮内只包括一个生长轮者，年轮等于生长轮；一个年轮内有两个或两个以上的生长轮者，前者称双轮，后者称复轮。

(三) 假年轮(伪年轮)

指双轮或复轮中的一个生长轮而言。产生原因:

1.晚霜后树木暂时落叶(霜轮);

2.长期干旱后下雨和有适合树木生长的气温(旱轮);

3.因虫害损坏树叶;

4.深秋后遇到温暖气候树木重新生长;

5.火灾。

真假年轮的区分:

1.假年轮的晚材带不仅向内是由早材渐变,且向外至第二生长轮也是渐变。

2.真年轮的晚材带与第二个生长轮的早材带,其细胞的大小和壁厚均为急变。

1.早材带,指在一个生长轮内质较疏、细胞较大之首先形成的部分。晚材带:指在一个生长轮内质较密、细胞较小之晚些时候形成的部分。

2.早材和晚材仅适用于针叶树材及阔叶材之环孔材及半环孔材。

3.早材至晚材急变者,晚材硬度显然较早材大,材色显然深。早材至晚材渐变者,晚材硬度显然较早材小,材色亦显然略深。

4.早晚材带的区别

管孔为导管或维管管胞应用在横切面的一个名词。而导管一词则指轴向的细胞合成或无定长之有节的管状结构, 导管间的纹孔是具缘纹孔,导管的功能在于输导水分和矿物质。

(一) 生长轮类型(管孔分布类型)

生长轮的外部界限在木材横切面上,如最末一行晚材管胞与邻接的第二个生长轮早材管胞,在细胞的大小及胞壁厚度上没有显著差别者,称为生长轮不明显；反之,则称为生长轮明显。根据同一生长轮内横切面上的情况,阔叶树材可以分为环孔材、半环孔材和散孔材三种类型。

1．环孔材:指木材的生长轮早材管孔显然比晚材管孔大,且形成一环明显的带或轮者。如麻栎等。环孔材的早材带有管孔一行(列)，