木材學復習資料

木材學復習資料㈠材結構：（每個概念的后的數(shù)字為在書本的頁數(shù)，本答案僅供參考 ）1、概念(名詞解釋):心材：在木質(zhì)部中，靠近樹皮（通常顏色較淺）的外環(huán)部分，含水率高，立木時具生理功能的木材稱邊材，擔負著由下往上輸送水分和養(yǎng)分。29邊材：在靠近髓心周圍與邊材之間（通常顏色較深）的木質(zhì)部，在立木時已不具有生理功能的。28早材:在一個生長輪內(nèi)，靠近髓心一側，是樹木生長季節(jié)早期形成的部分，材色較淺，組織松軟，又稱為春材。26晚材:在一個生長輪內(nèi)，靠近樹皮一側，是樹木生長季節(jié)后期形成的部分，材色較深，組織緊密，材質(zhì)堅硬，又稱為秋材。27管孔:導管在橫斷面上的孔穴狀稱管孔。30紋孔:通常指木材細胞壁增厚產(chǎn)生次生壁過程中,初生壁上局部沒有增厚而留下的孔隙.45穿孔:兩個導管分子直徑底壁相通的孔隙.62(8)#字區(qū):螺紋加厚：在細胞次生壁內(nèi)表面上，由微纖絲局部聚集而形成的屋脊狀凸起，呈螺旋狀環(huán)繞著細胞內(nèi)壁。48螺紋裂隙:是應壓木中一種不正常的構造特征,其管胞內(nèi)壁上具有一種貫穿次生壁并且呈螺旋狀的裂隙.49結晶區(qū):沿基本纖絲的長度方向，纖維素大分子鏈的排列狀態(tài)并不都相同。在大分子鏈排列最致密的地方，分子鏈規(guī)則平行排列，定向良好，反映出一些晶體的特征，所以被稱為纖維素的結晶區(qū)。43(12)非結晶區(qū)——當纖維素分子鏈排列的致密程度減小、分子鏈間形成較大的間隙時，分子鏈與分子鏈彼此之間的結合力下降，纖維素分子鏈間排列的平行度下降，此類纖維素大分子鏈排列特征被稱為纖維素非結晶區(qū)（有時也稱作無定形區(qū)）。44氫鍵：：當氫原子以主價健與電負性很強的氧原子結合后再以付價鍵與另一電負性很強的原子相結合所形成的鍵。（14）樹脂道：在針葉材中，由泌脂細胞圍成的特殊孔道。57具有正常樹脂道的針葉樹材主要有松屬、落葉松屬、云杉屬、黃杉屬、銀杉屬及油杉屬。（15）導管：闊葉材各類縱向細胞中有一種直徑較大，專門承擔輸導作用的組織.60（16）木射線等各種細胞：在針葉材中木射線由射線薄壁細胞組成。在松科某些屬（松、云杉、落葉松等）中也有射線管胞。在闊葉材中闊葉樹材的木射線主要有射線薄壁細胞組成，僅極少數(shù)具聚合射線的樹種，射線中才夾雜有木纖維和軸向薄壁組織。69（17）異同型：（18）異型射線：射線組織由方形或直立射線細胞核橫臥射線細胞共同組成（19）同型射線：射線全部由橫臥射線細胞組成712、木材特點：樹木來自種子植物，可分為兩大類：裸子植物，針葉樹材，無孔材，軟材；被子植物，闊葉樹材，有孔材，硬材。闊葉材——木本雙子葉被子植物針葉材——木本裸子植物竹材——禾本單子葉被子植物3、樹木生長時高生長和直徑生長共同作用的結果；分別起源于頂端分生組織和側向分生組織分生活動;韌皮部的細胞:4、形成層原始細胞的種類及功能：形成層有兩種原始細胞：紡錘形原始細胞和射線原始細胞。前者為木質(zhì)部中縱行排列細胞的來源，后者為木質(zhì)部中橫行細胞的來源。5、針闊葉材特有細胞：（紅字）針葉樹材由篩胞、石細胞、韌皮纖維、韌皮軸向薄壁細胞，韌皮射線細胞組成闊葉樹材由篩管、伴胞、石細胞、韌皮纖維，韌皮軸向薄壁細胞，韌皮射線細胞組成。6、闊葉材管孔的排列分布：根據(jù)管孔在橫切面上一個生長輪內(nèi)的分布和大小情況，可將闊葉材劃分為環(huán)孔材、半環(huán)孔材和散孔材（其包括：輻射孔材、切線孔材、花樣孔材（或交叉孔材））31散孔材生長輪內(nèi)木材管孔的排列方式，分為下列四類：分散型、傾斜型、弦列型、徑列型。環(huán)孔材晚材管孔排列方式分為五類：星散型、火焰型、榆木型7、闊葉樹材軸向薄壁組織的分類：根據(jù)軸向薄壁組織與導管的連生與否可分為離管型薄壁組織、傍管型薄壁組織兩大類。宏觀：離管型薄壁組織：星散狀（網(wǎng)狀）、切線狀、離管帶狀、輪界狀。傍管型薄壁組織：環(huán)管束狀、翼狀、聚翼狀、傍管帶狀。微觀：離管型薄壁組織：星散狀、輪界狀、切線狀、離管帶狀、梯狀、網(wǎng)狀傍管型薄壁組織：稀疏傍管狀、單側傍管狀、環(huán)管束狀、翼狀、聚翼狀、傍管帶狀。8、樹木的從小到大結構單元和壁層結構：從四個方面了解各壁層：厚度比例、薄層數(shù)、化學組成、纖絲傾角

。層 厚度比例

/%

薄層數(shù)

化學組成

纖 絲

傾 角次P

<1%

/層

/

/%

木素60～90%

/°松散不規(guī)則S1S2S3

10～22%70～90%2～8%

4～6早30～40晚1501～6層

木素40%半：闊>針纖為主闊：半>木纖維素>半>木素（最少）

50～70°10～30°60～90°9、針葉材組成的細胞分子:針葉樹材的解剖分子較簡單，排列規(guī)則，主要有軸向管胞、木射線、軸向薄壁組織和樹脂道10、闊葉材組成的細胞分子：闊葉材主要有導管約占 20%，木纖維占50%，木射線占17%，軸向薄壁組織占 2%～50%。㈡木材化學性質(zhì)11、學組成：木材是由少量組分和細胞壁主要組分組成的少量組分由無機物和有機物組成；細胞壁主要組分由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成的。木材細胞壁三要素:纖維素-骨架物質(zhì)、半纖維素-填充物質(zhì)、木質(zhì)素-結殼物質(zhì)纖維素是由D-葡萄糖基構成的直鏈狀高分子化合物。纖維素的化學結構是 1，4-β-D-吡喃式失水聚葡萄糖組成。半纖維素是兩種或兩種以上單糖組成的不均一聚糖，分子量較低，聚合度小，大多帶有支鏈。構成半纖維素的主鏈的主要單糖是：木糖、甘露糖和葡萄糖，構成半纖維素的支鏈的主要單糖是：半乳糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、巖藻糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸等木質(zhì)素是一種天然的高分子聚合物。是由苯基丙烷結構單元通過醚鍵和碳-碳鍵聯(lián)接而成、具有三維結構的芳香族高分子化合物。苯基丙烷單元分成三類：愈瘡木基丙烷（G）、紫丁香基丙烷（S）和對羥基丙烷（H）。12、抽提物：木材的少量化學成分是一組不構成細胞壁、胞間層的游離的低分子化合物，可被極性和非極性有機溶劑、水蒸汽或水提取，所以稱抽提物或浸出物。一般約占絕干木材的2%-5%。抽提物可分為：多元酚類化合物、樹脂類化合物、生物堿及黃酮類化合物、碳水化合物13、纖維素的化學結構：結構特點：①葡萄糖基的連接為1、4-β-甙鍵聯(lián)結。②單元是D—葡萄糖基，相鄰的葡萄糖基旋轉180度。③葡萄糖基包含三個醇羥基，分別位于2、3、6三個碳原子上。④C1位置具隱性醛基，顯還原性。⑤葡萄糖基為環(huán)式結構。半纖維素成分和結構是由兩種或兩種以上的糖基所組成分子量較小的高分子化合物，其構型為支鏈型，常帶有各種短側鏈。僅含有150-200個半纖維素糖基。木質(zhì)素是木質(zhì)素的結構單元按照連續(xù)脫氫聚合作用機理，用幾種形式相互無規(guī)則地連接起來，形成一個三維網(wǎng)狀的聚酚化合物。苯丙烷作為木質(zhì)素的主體結構單元，共有三種基本結構，即愈瘡木基結構、紫丁香基結構和對羥苯基結構。針葉樹以愈瘡木基結構單元為主，紫丁香基結構單元和對羥苯基結構單元極少。闊葉樹以紫丁香基結構單元和愈瘡木基結構單元為主，含有少量的對羥苯基結構單元，草類木質(zhì)素與闊葉樹木質(zhì)素結構相似。半纖維素與纖維素的比較：1）共同點共屬于多聚糖，都是甙鍵連接，可以酯化（乙?；┗蛎鸦?；在適當條件下水解；在堿性條件下降解；均含游離羥基具有親水性。（２）不同點：纖 維 素 半 纖 維 素1.糖基種類（分子結構）? 單糖基構成的高聚物 兩種或兩種以上的糖基構成2．結構型（分子形態(tài)）? 典型的線型高聚糖無側鏈 支鏈型，主要是線型的但帶? 有各種短側鏈（多聚糖）3．物理結構? 由結晶區(qū)和無定形區(qū)交錯 一般無結晶區(qū)聯(lián)接而成的二相體系4．聚合度很高，平均7000～150005．在細胞壁中的作用骨架物質(zhì)6．吸濕性和潤脹度吸附水只能進入無定形區(qū)，結晶區(qū)對潤脹有限制作用㈢木材物理性質(zhì)生材重量14、生材密度生材體積絕干材重量絕干密度絕干材體積

頗低僅含150-200個糖基基體物質(zhì)為無定形物質(zhì)，水分子容易進入故吸濕性和潤脹度比纖維素高。氣干材重量氣干密度氣干材體積絕干材重量基本密度生材體積15、吸濕是指木材由空氣中吸收水分或蒸發(fā)水分的性能。木材具有吸濕性的原因有二：其一：許多自由羥基（-OH），它們在一定溫度和濕度條件具有很強的吸濕能力。其二：具高的空隙率和巨大的表面，胞壁微毛細管內(nèi)水面上的飽和蒸汽分壓小于木材周圍空氣中的飽和水蒸汽分壓，所以木材有強烈的吸附性和毛細管凝結現(xiàn)象。16、木材中水分存在的狀態(tài)：自由水：游離狀態(tài)存在于木材細胞腔、細胞間隙、紋孔腔等大毛細管系統(tǒng)空隙中，與液態(tài)水的性質(zhì)接近吸著水：在于細胞壁纖絲等微（瞬間）毛細管系統(tǒng)中，又稱結合水?？煞譃楸砻娼Y合水、被束縛水、凝結水，其影響所有的材性化合水17、平衡含水率由于木材具有吸、解濕特性，當外界的溫濕度條件發(fā)生變化時，木材能相應地從外界吸收水分或向外界釋放水分，從而與外界達到一個新的水分平衡體系。木材在平衡狀態(tài)時的含水率稱為該溫濕度條件下的平衡含水率。18、吸著滯后現(xiàn)象：相同的溫濕度條件下，由吸著過程達到的木材平衡含水率總是低于由解吸過程達到的平衡含水率，這個現(xiàn)象稱為吸著滯后現(xiàn)象。、含EMC解吸水EMC吸著率時間木材的水分吸著滯后現(xiàn)象吸著滯后現(xiàn)象產(chǎn)生原因:（1）吸濕的木材必定是經(jīng)過干燥，而在這一過程中，木材的微毛細管系統(tǒng)內(nèi)的空隙已有一部分被透進來的空氣所占鋸， 這就妨礙了木材對水分的吸收；2）木材解吸干燥后，用以吸取水分的羥基借氫鍵直接相連，使大部分羥基相互飽和而減少了對水分的吸著(-OH數(shù)量↓)；3）木材的塑性。19、木材纖維飽和點：假設把生材置在常溫、相對濕度為100%的環(huán)境中，細胞腔中的自由水慢慢蒸發(fā)，當細胞腔中沒有自由水，而細胞壁中結合水的量處于飽和狀態(tài)，這時含水率稱為纖維飽和點。F.S.P 是材性變化的轉折點：①體積 W﹥Wf:W↑↓→V恒定(最大)W﹤Wf:W↑↓→V↑↓成正比W→0時V→最?、趶姸萕﹥Wf:W↑↓→σ恒定(最小)W﹤Wf:W↑↓→ σ↓↑成反比W→0時σ→最大③導電性 木材是絕緣體、水是導體W﹥Wf:W↑↓→P增加幾十倍。W﹤Wf:W↑↓→P↑↓（成正比）→WfP增加幾百萬倍20、試陳述縱向和橫向干縮濕脹的差異，并分析根源所在？木材縱向、橫向干縮濕脹差異的原因 :木材縱向干縮濕脹﹤﹤橫向干縮濕脹是由木材的構造特點造成的，絕大多數(shù)細胞都是縱向排列;而細胞主要取決于次生壁中層(S2)微纖絲的排列方向。因此原因有二：1）細胞壁微纖絲是由平行排列的大分子鏈所組成的，大分子鏈長度方向可移動的距離是大分子鏈橫向之間的0.2%～0.05%，纖絲間距離的變化主要表現(xiàn)在橫向。2）S2微纖絲的排列與細胞主軸成10?-30?幾乎相平行，干縮濕脹時表現(xiàn)在縱向的量：asinα；表現(xiàn)在橫向的量：acosα。sinα﹤﹤cosα21、試陳述徑弦向干縮濕脹的差異，并分析根源所在？木材徑向干縮濕脹﹤弦向干縮濕脹。原因如下：1）木射線對徑向收縮的抑制（2）早晚材差異的影響3）徑向壁和弦向壁中的木質(zhì)素含量差別的影響4）徑壁、弦壁紋孔數(shù)量的影響㈣木材力學性質(zhì)22、概念：強度 是抵抗外部機械力破壞的能力。硬度 硬度是抵抗其它剛性物體壓入的能力。剛性 剛性是抵抗外部機械力造成尺寸和形狀變化的能力。韌性 韌性是木材吸收能量和抵抗反復沖擊荷載；或抵抗超過比例極限的短期應力。粘彈性 木材具有彈性固體和黏性流體的特性，具有兩者不同機制的形變，并體現(xiàn)彈性固體和流體的綜合特性。木材的這種特性稱為木材的黏彈性蠕變：在恒定應力下，木材應變隨時間的延長而逐漸增大的現(xiàn)象。松弛 在恒定應變條件下應力隨時間的延長而逐漸減少的現(xiàn)象。OA-----加載后的瞬間彈性變形 AB----- 蠕變過程，（t0→t1）t↗→ξ↗BC1---- 卸載后的瞬間彈性回復， BC1==OAC1D----蠕變回復過程，t↗→ξ緩慢回復蠕變AB包括兩個組分：彈性的組分C1C2——初次蠕變（彈性后效變形）剩余永久變形C2C3=DE——二次蠕變（塑性變形）23、單軸應力下木材的變形與破壞特點順紋壓縮、橫紋壓縮、順紋拉伸、橫紋拉伸、順紋剪切25、影響木材力學性質(zhì)的主要因素：木材密度的影響：σ=kρn或σ=αρ+b密度增大，木材強度和剛性增高；含水率的影響：σ 12=σw[1+α（W－12）]木α材越大的說明蠕含變水率曲對該線強度影響越顯著。溫度的影響: 室溫范圍內(nèi)影響較??；高溫和極端低溫下影響較大。木材強度隨溫度升高而較為均勻地下降。濕材強度隨溫度升高而下降的程度明顯高于干材。負溫度影響不同，冰凍木材強度有所增加。長期荷載的影響: 木材的荷載持續(xù)時間會對木材強度有顯著的影響。 木材長期受力而不被破壞的最大應力為長期強度σ長；木材σ長/σ瞬隨樹種和強度類型而不同，為0.5-0.64。紋理方向及超微構造的影響:拉伸強度和壓縮強度均為順紋方向最大，橫紋方向最小。荷載與紋理方向的夾角為0°強度最大，傾斜10°降低50％．細胞壁的次生壁 S2微纖絲傾角對強度影響較大，α２↑↓→σ↓↑．如：輻射松彈性模量隨α2從10°增大到35°，E↓50％．木材缺陷的影響:.節(jié)子有節(jié)子的木材一旦受到外力作用，節(jié)子及節(jié)子周圍產(chǎn)生應力集中，與同一比重的無節(jié)木材相比，表示出小的強度。２.斜紋理３.樹干形狀的缺陷４.裂紋５.應力木６.木材的變色與腐朽７.蟲眼26、木材物質(zhì)力學性質(zhì)的主要統(tǒng)計指標有5項——算術平均數(shù)、均方差、變異系數(shù)、均值誤差和準確指數(shù)。27、三段型是針葉樹材和闊葉樹材環(huán)孔材徑向受壓時的特征曲線 :橫紋壓縮應力——應變曲線OA-早材的彈性曲線AB-早材壓損過程曲線BC-晚材彈性曲線弦向壓縮時不出現(xiàn) 3段式曲線（四）環(huán)境學特性28、環(huán)境學特性：木材的視覺特性；木材的觸覺特性；木材的濕度調(diào)節(jié)；木材空間聲學性質(zhì)；木材的生物體調(diào)節(jié)特性29、顏色三屬性：明度、色調(diào)、色飽和度30、木材的調(diào)濕功能：相對濕度的對數(shù)與溫度之間呈近似的線性關系，直線的斜率定義為B值。木材的濕度調(diào)節(jié)能力一般可以用B值來衡量。HT如果材料的吸放濕特性可以使相對濕度在任意溫度下保持恒定值，那么log()和T之間的關系曲線的斜率為0，即B值為0℃-1。相反，如果材料完全沒有濕度調(diào)節(jié)功能，斜率（B值）達到最小值。該值約為-0.0245℃-1。氣積比是指空間內(nèi)裝飾材料的表面積（A）與室內(nèi)空間的體積（V）之間的比值（A/V）。隨著氣積比的增加，木材對室內(nèi)環(huán)境的濕度調(diào)節(jié)能力呈上升趨勢（五）缺陷和竹材31、我國國家標準中規(guī)定，凡呈現(xiàn)在木材上能降低其質(zhì)量，影響其使用的各種缺點均定為木材缺陷。32、缺陷十種類：節(jié)子、變色、腐朽、蛀孔、裂紋、樹干形狀缺陷、木材構造缺陷和損傷。此外，鋸材還有木材加工缺陷和變形33、木材缺陷形成的原因（1）生理原因；（2）病理原因；（3）人為原因34、根據(jù)木材缺陷的形成過程，通常分為