建筑木材精品課件

1、建筑木材第1頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三木材的分類與構(gòu)造木材的物理力學(xué)性質(zhì) 木材的防腐與防火 木材的綜合利用 第2頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三木材的分類與構(gòu)造 分類木本植物，分為針葉樹和闊葉樹兩大類。針葉樹理直、木質(zhì)較軟、易加工、變形小，建筑上 廣泛用作承重構(gòu)件和裝修材料。 如杉樹、松樹等。闊葉樹質(zhì)密、木質(zhì)較硬、加工較難、易翹裂、紋理 美觀，適用于室內(nèi)裝修。 如水曲柳、核桃木等。第3頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三木材的構(gòu)造 1.宏觀構(gòu)造木材由樹皮、木質(zhì)部、髓心組成。髓心木質(zhì)部樹皮第4頁，共36頁，2022年，5月

2、20日，8點(diǎn)40分，星期三 從木材的橫切面上看，有許多樹種的木材，靠近樹皮的部分材色較淺，水分較多，稱為邊材。 在髓心周圍部分，材色較深，水分較少，稱為心材。第5頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三微觀構(gòu)造 指借助光學(xué)顯微鏡觀察的結(jié)構(gòu)。各種木材的微觀構(gòu)造是各式各樣的。 針葉樹由管胞和髓線組成。闊葉材細(xì)胞主要由導(dǎo)管、木纖維、木射線和軸向薄壁組織等。有無導(dǎo)管是區(qū)分闊葉材和針葉材的重要標(biāo)志。 第6頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三木材的物理力學(xué)性質(zhì)密度與表觀密度 木材的密度是指構(gòu)成木材細(xì)胞壁物質(zhì)的密度。約為 1.501.56 g/cm3，各材種之間相差不大，

3、實(shí)際計(jì)算和使用中常取1.53 g/cm3。 木材的表觀密度則以木材空隙率、含水率及其他因素的變化而異。木材的表觀密度越大，其濕脹干縮率也越大。 氣干狀態(tài)木材的表觀密度平均為500Kg/m3。第7頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三含水率與吸濕性含水率指木材中水分質(zhì)量占干燥木材質(zhì)量的百分比。木材中水分的劃分：按與木材的結(jié)合和存在形式分為：自由水、吸附水和結(jié)構(gòu)水。 自由水存在于木材細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙，影響木材的表觀密度、抗腐蝕性、燃燒性和干燥性； 吸附水吸附在細(xì)胞壁內(nèi)纖維之間，影響木材強(qiáng)度和木材脹縮變形性能； 結(jié)構(gòu)水木材中的化合水，常溫下不變化，對(duì)木材的性質(zhì)無影響。第8頁，共36

4、頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三 木材干燥時(shí)，首先是自由水蒸發(fā)，而后是吸附水蒸發(fā) 木材受潮時(shí)，先是細(xì)胞壁吸水，細(xì)胞壁吸水達(dá)飽和后，自由水才開始吸入。 木材的纖維飽和點(diǎn)木材中無自由水，細(xì)胞壁內(nèi)吸附水達(dá)到飽和，此時(shí)的木材含水率稱為纖維飽和點(diǎn)。木材的纖維飽和點(diǎn)一般介于2332之間，通常取30。 纖維飽和點(diǎn)是木材性質(zhì)變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在纖維飽和點(diǎn)之上，含水量變化是自由水含量的變化，它對(duì)木材強(qiáng)度和體積影響甚微；在纖維飽和點(diǎn)之下，含水量變化即吸附水含量的變化將對(duì)木材強(qiáng)度和體積等產(chǎn)生較大的影響。故系木材作為結(jié)構(gòu)材料使用時(shí)的一個(gè)重要物理參數(shù)。第9頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期

5、三木材的平衡含水率木材中所含的水分是隨著環(huán)境的溫度和濕度的變化而改變的。當(dāng)木材中的水分進(jìn)入大氣，和大氣中的水蒸氣進(jìn)入木材，兩者間達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的時(shí)候，木材的含水率稱為平衡含水率。 木材的平衡含水率是木材進(jìn)行干燥時(shí)的重要指標(biāo)。木材的平衡含水率隨其所在地區(qū)的不同而異，我國北方為12左右，南方約為18，長江流域一般為 15，杭州為16%。故是木材作為建筑裝飾材料使用時(shí)的一個(gè)重要特征。 第10頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三濕脹與干縮變形 木材具有顯著的濕脹干縮性。 木材含水率在纖維飽和點(diǎn)以下，隨含水率增大，木材體積產(chǎn)生膨脹；含水率減小，木材體積收縮；當(dāng)木材含水率在纖維飽和點(diǎn)以上

6、，只是自由水增減變化時(shí)，木材的體積不發(fā)生變化。纖維飽和點(diǎn)是木材發(fā)生濕脹干縮變形的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。木材含水率與脹縮變形關(guān)系第11頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三 木材具有各向異性，各個(gè)方向的干縮率不同。木材弦向干縮率最大。木材在干燥的過程中會(huì)產(chǎn)生變形、翹曲和開裂等現(xiàn)象。木材的干縮濕脹變形還隨樹種不同而異。木材的密度大的、晚材含量多的木材，其干縮率就較大。木材含水率與脹縮變形關(guān)系第12頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三木材的強(qiáng)度及其影響因素木材的強(qiáng)度表現(xiàn)為明顯的各向異性。這是由于木材是一種非均質(zhì)材料所決定的。木材各強(qiáng)度大小的比值關(guān)系見下表：木材各項(xiàng)強(qiáng)度值的比較

7、(以順紋抗壓強(qiáng)度為1)順紋抗壓 橫紋抗壓 順紋抗拉 橫紋抗拉 抗彎 順紋抗剪 橫紋切斷 11/101/3 23 1/201/3 3/22 1/71/3 1/21 第13頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三 木材強(qiáng)度的影響因素：含水率、環(huán)境溫度、負(fù)荷時(shí)間、表觀密度、疵點(diǎn)含水率在纖維飽和點(diǎn)內(nèi)，含水量增加使細(xì)胞壁中的木纖維之間的聯(lián)結(jié)力減弱、細(xì)胞壁軟化，強(qiáng)度降低；當(dāng)水分減少使細(xì)胞壁比較緊密，故強(qiáng)度增高。含水率的變化對(duì)順紋抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度的影響較大，對(duì)順紋抗拉強(qiáng)度和順紋抗剪強(qiáng)度影響較小。 測(cè)定木材強(qiáng)度時(shí)規(guī)定12%為標(biāo)準(zhǔn)含水率。第14頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，

8、星期三環(huán)境溫度的影響 隨環(huán)境溫度升高，木材強(qiáng)度降低。 溫度由25升到50，針葉樹抗拉強(qiáng)度降低1015，抗壓強(qiáng)度降低2024。 木材長期處于60100溫度下時(shí)，會(huì)引起水分和所含揮發(fā)物的蒸發(fā)，強(qiáng)度下降，變形增大。 超過140時(shí)，木材中的纖維素發(fā)生熱裂解，色漸變黑，強(qiáng)度明顯下降。 故長期處于高溫的建筑物，不宜采用木結(jié)構(gòu)。第15頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三負(fù)荷時(shí)間的影響 木材的長期承載能力遠(yuǎn)低于暫時(shí)承載能力。因?yàn)樵陂L期承載下，木材會(huì)發(fā)生纖維等速蠕滑，累積后產(chǎn)生較大變形而使承載能力降低。 木材在長期荷載作用下不致引起破壞的最大強(qiáng)度，稱為持久強(qiáng)度。 持久強(qiáng)度一般為極限強(qiáng)度的50

9、60。一切木結(jié)構(gòu)都處于某種負(fù)荷的長期作用下，故在設(shè)計(jì)木結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷時(shí)間對(duì)木材強(qiáng)度的影響。 第16頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三木材的疵點(diǎn) 系指木材在生長、采伐及保存過程中，所產(chǎn)生內(nèi)部和外部的缺陷。 主要有木節(jié)、斜紋、腐朽及蟲害等，其會(huì)對(duì)木材的力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響，但同一疵病對(duì)木材不同強(qiáng)度的影響不盡相同。第17頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三木節(jié)分為活節(jié)、死節(jié)、松軟節(jié)、腐朽節(jié)等。木節(jié)使木材順紋抗拉強(qiáng)度顯著降低，對(duì)順紋抗壓影響最小。在木材受橫紋抗壓和剪切時(shí)，木節(jié)反而增加其強(qiáng)度。 斜紋為木纖維與樹軸成一定夾角。斜紋木材嚴(yán)重降低其順紋抗拉強(qiáng)度，抗彎次

10、之，對(duì)順紋抗壓強(qiáng)度影響較小。 裂紋、腐朽、蟲害等，會(huì)造成木材構(gòu)造的不連續(xù)性或組織破壞，因此嚴(yán)重影響木材的力學(xué)性質(zhì)。 木材的疵病第18頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三木材的防腐與防火作為土木工程材料，木材的最大缺點(diǎn)是易腐朽、蟲柱和燃燒，故使木材的使用壽命大大縮短，并限制了其應(yīng)用范圍。因此提高木材的耐久性，對(duì)木材的合理使用具重要意義。腐朽與防腐木材的腐朽 木材的腐朽由真菌引起。真菌在木材中生存和繁殖，必須同時(shí)具備四個(gè)條件： 溫度適宜；木材含水率適當(dāng)；有足夠的空氣；適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)料。 第19頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三防腐與防蟲木材防腐有兩種方法： 創(chuàng)造

11、條件，使木材不適于真菌的寄生和繁殖； 把木材變成有毒的物質(zhì)，使其不能作真菌的養(yǎng)料。 木材防腐的基本方法破壞真菌生存的條件注入化學(xué)防腐劑木材常用防腐、防蟲劑的種類和配方 第20頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三濕存保管法和水存保管法 將木材保持在很高的含水率，木材由于缺乏空氣而破壞了真菌生存所需的條件，從而達(dá)到防腐的目的。干法保管法 將木材進(jìn)行干燥，使其含水率降至 20以下。儲(chǔ)存和使用木材，注意通風(fēng)和排濕。木材構(gòu)件表面應(yīng)刷油漆，使木材隔絕空氣和水汽。 破壞真菌生存的條件 第21頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三注入化學(xué)防腐劑化學(xué)保管法 將化學(xué)防腐劑注入

12、木材內(nèi)，使木材變成使真菌無法生存的有毒物質(zhì)。 防腐劑的注入方法有表面涂刷法、表面噴涂法、浸漬法、冷熱槽浸透法、壓力滲透法等，以冷熱槽浸透法和壓力滲透法效果最好。 常用防腐劑的種類： A. 水溶性防腐劑溶于水，應(yīng)用方便，主要用于房屋內(nèi)部，如氟化鈉、氯化鋅、硫酸銅、硼鉻合劑、硼酚合劑等。B. 油溶性防腐劑溶于油不溶于水，可用于室外藥效持久，如林丹五氨酸合劑。第22頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三C. 防腐油不溶于水，藥效持久，但有臭味，且呈暗色，不能油漆，主要用于室外和地下（枕木、坑木、拉木等），如煤焦油等。第23頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三 木

13、材除受真菌侵蝕而腐朽外，還會(huì)遭受昆蟲的蛀蝕。常見的蛀蟲有白蟻、天牛等。 白蟻是世界性的重要害蟲，特別是熱帶和亞熱帶地區(qū)，更為嚴(yán)重。物體受到白蟻危害，表面形似完好，里面千瘡百孔，一旦被人發(fā)現(xiàn)，損失已是相當(dāng)嚴(yán)重，尤其對(duì)建筑物和堤，更有極大的隱患性。白蟻對(duì)建筑物的破壞，特別是對(duì)磚木結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)建筑的破壞，由于其隱蔽在木結(jié)構(gòu)內(nèi)部破壞或破壞其承重部位，往往造成房屋突然倒塌，導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。白蟻不僅危害木結(jié)構(gòu)，而且它分泌的蟻酸也可以腐蝕金屬因此，新建房屋必須進(jìn)行白蟻預(yù)防處理。第24頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三白蟻的防治方法有：生態(tài)防治：根據(jù)白蟻的生活特性 ,把需要保護(hù)的

14、物質(zhì) (如埋地電纜 )盡量避開白蟻密集區(qū) ,避開其生存、活動(dòng)的最佳區(qū)域 。白蟻猖獗地區(qū)和場(chǎng)所多系濕熱陰暗和通風(fēng)不良之處 ,因此預(yù)防白蟻必須從建筑物的設(shè)計(jì)開始考慮建筑物的良好透光、通風(fēng)和防潮條件 ,同時(shí)選擇抗蟻蛀的木材和其它建筑材料 ,以創(chuàng)造出不利于白蟻的環(huán)境條件 ,這也是生態(tài)防治之一 。 生物防治：就是保護(hù)白蟻的天敵 (如穿山甲等 )。物理防治：用燈光誘捕分飛的翅蟻及鏟除蟻穴 ,切斷白蟻的食源及水源 ,加強(qiáng)檢疫以杜絕蟻。第25頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三化學(xué)防治：直接殺滅白蟻的化學(xué)藥物有亞砒酸、滅蟻靈、開蓬等 。預(yù)防白蟻的化學(xué)藥物有氯丹、林丹、艾氏劑、滅氏劑、狄氏劑

15、、硅白靈、白蟻靈、二氯苯醚菊酯、CCA等第26頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三 木材常用防腐、防蟲劑的種類和配方 見表9.2第27頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三 8.3.2木材的防火 木材是可燃性建筑材料。在木材被加熱過程中，析出可燃?xì)怏w，隨著溫度不同，析出的可燃?xì)鉂舛纫膊煌?，此時(shí)若遇火源，析出的可燃?xì)庖矔?huì)出現(xiàn)閃燃、引燃。若無火源，只要加熱溫度足夠高，也會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象。 對(duì)木材及其制品的防火保護(hù)有浸漬、添加阻燃劑和覆蓋三種方法。第28頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三 浸漬 浸漬按工藝可分為常壓浸漬、熱浸漬和加壓浸漬三種。

16、 常壓浸漬 在常壓室溫條件下，將木材浸漬在粘度較低的含有阻燃劑的溶液中，使阻燃劑溶液滲入到木材表面的組織中，經(jīng)干燥使水分蒸發(fā)，阻燃劑留在木材的淺表面層內(nèi)。這種方法由于浸入的阻燃劑不多，阻燃效果受到一定的限制，但其方法簡單，適用干阻燃效果要求不高，木材密度不大的薄板材。第29頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三熱浸漬在常壓下將木材放入熱的阻燃劑溶液中浸漬，直至藥液冷卻。因?yàn)槟静氖軣幔瑑?nèi)部氣體膨脹而釋放出來，等到阻燃劑冷卻后，木材內(nèi)部孔隙就可以多吸收些阻燃劑溶液，然后干燥將阻燃劑留在木材孔隙內(nèi)。第30頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三加壓浸漬先將木材放在高

17、壓容器中，抽真空到7.98.6 kPa，并保持15 min到1 h，再注入含有阻燃劑的浸清渡并加壓到1.20 MPa，在65的溫度下保持7 h，解除壓力后，排除阻燃劑藥液，為避免木材取出時(shí)繼續(xù)滴液，可再次抽真空數(shù)分鐘。最后放入烘窯進(jìn)行干燥。加壓浸漬適用于阻燃要求高的木材。浸漬效果好壞與木材密度關(guān)系很大。密度大的木材，如柞木、落葉松，由于其內(nèi)部孔隙少，浸清液很難滲入到內(nèi)部；而密度小的木材，如毛白楊、棋木，內(nèi)部孔隙多，浸漬液比較容易滲入。第31頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三 添加阻燃劑 在生產(chǎn)纖維板、膠合板、刨花板、木屑板的過程中可添加適量的阻燃劑。添加型阻燃劑應(yīng)與膠粘劑

18、及其它添加劑能很好地相溶。第32頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三 覆蓋 覆蓋就是在需要進(jìn)行阻燃處理的木材表面覆蓋防火材料。這種防火涂料，除了要求具有好的阻燃劑以外，還要求具有較好的著色性、透明度、粘著力、防水、防腐蝕等普通涂料所具有的性能。 柚木復(fù)合地板第33頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三8.4 木材的綜合利用 木質(zhì)人造板是利用木材、木質(zhì)纖維、木質(zhì)碎料或其它植物纖維為原料，加膠粘劑和其它添加劑制成的板材。 常用的木質(zhì)人造板有膠合板、膠合木、木屑板、木絲板、刨花板等。不少人造板存在游離甲醛釋放的問題，國家標(biāo)準(zhǔn)GB 185802001室內(nèi)裝飾裝修用人造板及其制品中甲醛釋放限量對(duì)此作出了規(guī)定，以防止室內(nèi)環(huán)境受到污染。第34頁，共36頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)40分，星期三(1) 膠合板 膠合板是將一組單