木質(zhì)資源材料學(xué)雙語(yǔ)教案 第9章 木材缺陷

§9木材缺陷

(TheDefectsofWood)木材缺陷(defectsofwood)：指降低木材商品價(jià)值和使用價(jià)值的各種特征總稱。①Brown指出：木材缺陷是指降低木材商品價(jià)值的非正常和不規(guī)則部分，它們會(huì)降低木材強(qiáng)度，影響加工和裝飾質(zhì)量或外觀。②Panshin認(rèn)為：木材缺陷是指木材適用于某種特殊用途時(shí)的質(zhì)量缺陷。③cote的觀點(diǎn)是：從經(jīng)濟(jì)的角度，木材缺陷是指降低木材商品價(jià)值的性狀。④我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)木材缺陷的定義：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(diǎn)，均為木材缺陷。.木材缺陷國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將木材缺陷分為10大類：節(jié)子、變色、腐朽、蟲害、裂紋、樹干形狀缺陷、木材構(gòu)造缺陷、傷疤（損傷）、木材加工缺陷和變形。為研究和討論方便，將缺陷分三大類：①天然缺陷采伐前產(chǎn)生的缺陷是生長(zhǎng)過(guò)程中由于生長(zhǎng)和環(huán)境等原因在木材內(nèi)部產(chǎn)生的缺陷。②生物危害缺陷是由于生物對(duì)活立木伐倒木或成材的危害而產(chǎn)生的缺陷③加工缺陷木材在加工、干燥不當(dāng)所產(chǎn)生的缺陷。.木材缺陷學(xué)習(xí)木材缺陷的意義：1．木材缺陷對(duì)木材材質(zhì)評(píng)定具有重要意義，木材的等級(jí)評(píng)定主要依據(jù)木材不同的用途所容許的缺陷限度而定。2．缺陷是相對(duì)的、決定于木材資源、加工利用等技術(shù)的實(shí)際情況，如亂紋，在力學(xué)性質(zhì)意義上是缺陷，在裝飾上是優(yōu)點(diǎn)，可作單板刨片。3．了解缺陷的成因?qū)侠砝媚静模倪M(jìn)加工工藝，促進(jìn)木材改性工業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。.§9-1天然缺陷

(TheNaturalDefects)一、節(jié)子（節(jié)疤）（knot）

節(jié)子在樹木生長(zhǎng)過(guò)程中是不可避免的，節(jié)子是木材中影響最大而又最為普遍的一種天然缺陷。節(jié)子能破壞木材的均勻性，影響成材表現(xiàn)，降低木材某些強(qiáng)度性質(zhì)，不利于木材的加工利用。節(jié)子是木材分等的關(guān)鍵因素，是造成木材降等的主要因素。節(jié)子（knot）——樹木生長(zhǎng)期間、生長(zhǎng)在樹干內(nèi)部的枝條或枯死枝條的基部，在用材中稱節(jié)子。.（一）節(jié)子分類：

1．按斷面形狀分：1）圓形節(jié)（roundknot）——發(fā)生于圓木材表面或成材的弦切面2）條狀節(jié)（splayknot）——徑切面發(fā)生于成材，呈單行排列，長(zhǎng)條狀3）掌狀節(jié)（palmate）——發(fā)生于成材徑切面，呈兩個(gè)對(duì)稱排列的長(zhǎng)條狀2．按節(jié)子與周圍木材的連續(xù)程度分：1）活節(jié)（liveknot）——節(jié)子與周圍木材有機(jī)地連續(xù)，構(gòu)造正常，質(zhì)地堅(jiān)硬2）死節(jié)（deadknot）——節(jié)子與周圍木材全部或部分脫離，是枯死枝條埋藏在樹干的部分3）漏節(jié)（seriouslydecayedknot）——節(jié)子本身構(gòu)造已大部分破壞，呈篩孔狀、粉末狀或空洞，并已延伸到木材內(nèi)部與內(nèi)腐相連。

.（二）節(jié)子對(duì)材質(zhì)的影響

1．破壞木材的均勻性質(zhì)和完整性，是木材評(píng)等分級(jí)的主要因子形成斜紋，彎曲條紋，一般要影響到力學(xué)性質(zhì)強(qiáng)度。2．造成加工困難：①切削阻力上升（由于節(jié)子本身致密，硬度較高）②干燥時(shí)易產(chǎn)生裂紋、翹曲（由于節(jié)子色深，其木紋方向與樹干方向不一致，因此干燥時(shí)收縮不均）③由于節(jié)子中多含樹脂，涂飾油漆困難。3．影響力學(xué)性質(zhì)：降低強(qiáng)度受影響較大的順紋拉伸強(qiáng)度下降，抗彎強(qiáng)度上升。原因：節(jié)子周圍的局部的木材紋理的紊亂和在節(jié)子的內(nèi)部與周圍存在干燥開裂。.二、生長(zhǎng)應(yīng)力缺陷

1．應(yīng)壓木（compressionwood）

針葉樹材傾斜樹干下方，凹面的受壓部位對(duì)材質(zhì)的影響主要如下：①由于S2層的微纖絲傾角大，導(dǎo)致軸向干縮率增大，順紋拉伸強(qiáng)度下降，順紋抗壓強(qiáng)度低。②密度上升，即密度大，15-40%，強(qiáng)重比下降。③不能做樂(lè)器共振材.二、生長(zhǎng)應(yīng)力缺陷

2．應(yīng)拉木（tensionwood）

①因具膠質(zhì)纖維，通常早材上存在膠質(zhì)纖維，切削時(shí)材面起毛，鋸解時(shí)夾鋸②軸向干縮率增大（膠質(zhì)層（G層）的傾角極?。垌槈骸⒖箯潖?qiáng)度加重降低④干燥時(shí)，膠質(zhì)纖維的G層的微纖絲進(jìn)行明顯的集聚，因這種集聚是不可塑的，所以其易產(chǎn)生塌陷。.三、壓壞壓壞——纖維局部的屈伏，在縱切面上呈現(xiàn)皺痕。成因：①?gòu)?qiáng)風(fēng)或大雪使樹木彎曲造成的順紋受壓的永久變形②機(jī)械碰傷。壓壞使木材強(qiáng)度下降，以沖擊韌性為顯著。四、斜紋理（crossgrain）斜紋理——纖維的軸向與成材的長(zhǎng)軸不平行，對(duì)抗拉強(qiáng)度影響最大，斜度>1/20，強(qiáng)度明顯下降，斜度愈大，強(qiáng)度愈小，對(duì)抗壓強(qiáng)度影響較小，斜度<1/10時(shí)不甚明顯。斜紋木材縱向收縮增大，干燥時(shí)易發(fā)生翹曲。

.五、開裂

（shake）開裂是由于風(fēng)造成的樹干的振動(dòng)所致的形成層的損傷。生長(zhǎng)應(yīng)力、嚴(yán)重的霜凍等各種自然原因，在立木的樹干內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力破壞了木質(zhì)部而引起的。輪裂（ringshake）也叫環(huán)裂即平行于生長(zhǎng)輪的縱向開裂，主要原因是風(fēng)引起的樹干的振動(dòng)所造成的，故也稱風(fēng)裂，實(shí)質(zhì)上生長(zhǎng)應(yīng)力在樹干內(nèi)引起的徑向拉應(yīng)力產(chǎn)生的。星裂即心裂，裂隙走向垂直于生長(zhǎng)輪。主要是由于生長(zhǎng)應(yīng)力在樹干內(nèi)部形成的周圍方向的拉應(yīng)力而產(chǎn)生的。.六、霜害

由于冰點(diǎn)以下的低溫在立木的木質(zhì)部引起的1．霜凍輪：在年輪內(nèi)呈褐色線條平行于年輪，形成層尚未木質(zhì)化，出現(xiàn)不正常多的薄壁組織，射線增多，影響木材的強(qiáng)度。2．凍裂：①是在徑向產(chǎn)生的從立木基部附近的韌皮部穿過(guò)其內(nèi)側(cè)的木質(zhì)部的樹干軸向開裂。②嚴(yán)寒季節(jié)，闊葉材基部、徑向開裂，老樹易發(fā)生，是因?yàn)槟静牡膶?dǎo)熱性差。.七、樹脂缺陷

針葉樹材在生長(zhǎng)過(guò)程中由于形成層受傷害，在木質(zhì)部中局部地發(fā)生樹脂過(guò)分聚集的現(xiàn)象，構(gòu)成木材利用時(shí)的缺陷。1．樹脂條痕：樹脂充滿細(xì)胞腔，進(jìn)一步滲透到細(xì)胞壁，為此在木質(zhì)部?jī)?nèi)產(chǎn)生含有樹脂的斑點(diǎn)或條痕。滲透性下降，密度上升，影響收縮，表面涂飾性能差。2．樹脂囊(resinpocket)又名油眼，為年輪中間全部或局部充塞樹脂的條狀槽溝。成因：形成層受傷，停止分生管胞，在短期內(nèi)分生樹脂分泌細(xì)胞流出的樹脂污染木制品表面，影響涂飾和膠合，小構(gòu)件中影響強(qiáng)度。.八、夾皮

(inbark)系立木的木質(zhì)部中埋藏著小塊樹皮疤。影響木材構(gòu)造的均勻性，對(duì)材質(zhì)的影響視其在成材中的位置大小數(shù)量而定，如夾皮本身帶腐朽，還會(huì)引起樹干腐朽，則影響更加嚴(yán)重。.§9-2生物危害所造成的木材缺陷

一、真菌（fungus）分兩大類：木腐菌、著色菌真菌生長(zhǎng)的四個(gè)必要條件：（1）適宜的溫度（2）有一定的氧氣供應(yīng)（3）有足夠的水分（4）有適宜于真菌生長(zhǎng)的養(yǎng)料.一、真菌

1．木腐菌(decayfungiofwood)其能侵蝕并能分解木材的細(xì)胞壁，攝取所需的養(yǎng)分破壞木材，根據(jù)材色化分為：（1）白腐菌(whitedecayfungi)：破壞胞壁中的木素，改變木素的性質(zhì)（2）褐腐菌(browndecayfungi)：破壞纖維素總之，木腐菌會(huì)改變寄生體——木材的物理化學(xué)性質(zhì)，主要變化是材色、氣味、密度和強(qiáng)度的明顯降低，還有木素和纖維素由于酶的作用而降解，間接地減少了木漿得率，增加了紙的色澤，影響了紙的強(qiáng)度。.一、真菌

2．著色菌(stainfungi)：霉(mould)：發(fā)生于木材表面，僅使表面變色，可以擦掉。邊材變色菌：侵入邊材內(nèi)部而變色，這種變色不易除去，針、闊葉材的青變就是這種菌造成的?？偟恼f(shuō)來(lái)，只改變材色，對(duì)物理力學(xué)性質(zhì)影響不大。但造紙時(shí)不易漂白。.二、昆蟲主要危害利用前的未干燥木材和主要危害利用后的干燥過(guò)的木材

1．木材使用之前受到蟲害（立木和伐倒后來(lái)經(jīng)干燥的階段）（1）髓斑(pithflecks)：由于昆蟲的幼蟲侵吞形成層所致，常見于某些闊葉材，除小構(gòu)件之外，對(duì)木材的物理，力學(xué)性質(zhì)無(wú)影響。（2）小蟲孔（smallinsecthole）φ=0.025-0.6cm系小蠹蟲為害造成的（3）大蟲孔（largeinsecthole）

：φ=0.3-2.5cm系某些昆蟲的成蟲，幼蟲排泄蟲卵所造成的蟲孔，對(duì)材性的影響取決于孔的數(shù)量和作用于該部分的應(yīng)力。.二、昆蟲主要危害利用前的未干燥木材和主要危害利用后的干燥過(guò)的木材

2．木材在使用中受到的蟲害（1）粉蠹（甲蟲），小的幼蟲將木材蛀孔，造成的孔穴其中充滿細(xì)粉末，未經(jīng)消化的木材。它在木材中化蛹，當(dāng)成蟲在晚春和早夏從材面出來(lái)時(shí)，留下的蟲孔直徑約為0.16-0.22cm，可從中散出粉末來(lái)，故稱為粉蠹蟲。這種蟲的幼蟲以淀粉為主要食物，所以淀粉多的邊材容易受害。受害木材可能全是窟窿，而外表并無(wú)可見的征狀，嚴(yán)重削弱木材的強(qiáng)度。（2）白蟻類：以纖維素為食料，筑白蟻巢。一般分為地下型，干材型，濕材型。而且地下型最常見，破壞性最大，干材型和濕材型白蟻都是在分巢時(shí)從空中直接侵入木材內(nèi)部