國開-建筑材料課件第十二章 木材 學習資料

第十二章材料工程系木材及制品土木與交通學院目錄CONTENTS01木材的分類與構(gòu)造02木材的物理力學性能03木材的腐朽與防止04木材的綜合利用及常用制品05人造木板材甲醛釋放量的控制本章教學目標1.掌握木材的分類與構(gòu)造2.

熟悉木板材的力學性能3.

了解木材的腐朽與防治4.了解木材的綜合利用5.能夠根據(jù)工程實際，選擇常用木材01木材的分類與構(gòu)造分類一針葉樹的樹葉細長呈針狀，樹干通直高大，紋理順直，材質(zhì)均勻，木質(zhì)較軟且易于加工，故又稱為軟木材。針葉樹材強度較高，表觀密度及脹縮變形較小，耐腐蝕性較強，為建筑工程中的主要用材，被廣泛用作承重構(gòu)件。常用樹種有松樹、杉樹、柏樹等。1闊葉樹的多數(shù)樹種樹葉寬大呈片狀，多為落葉樹，樹干通直部分較短，材質(zhì)堅硬，較難加工，故又稱硬木材。闊葉樹材一般較重，強度高，脹縮和翹曲變形大，易開裂，在建筑中常用于尺寸較小的裝飾構(gòu)件。對于具有美麗天然紋理的樹種，特別適合于做室內(nèi)裝修家具及膠合板等。常用樹種有水曲柳、榆木、木等。212.1木材的分類與構(gòu)造構(gòu)造二12.1木材的分類與構(gòu)造（一）宏觀構(gòu)造宏觀構(gòu)造是指用肉眼或放大鏡能觀察到的樹木組織。由于樹木是各向異性的，可通過橫切面（樹縱軸相垂直的橫向切面）、徑切面（通過樹軸的縱切面）和弦切面（與樹軸平行的縱向切面）了解其構(gòu)造，如圖所示。1-橫切面；2-徑切面；3-弦切面；4-樹皮；5-木質(zhì)部；6-髓心；7-髓線；8-年輪圖12-1

木材的宏觀構(gòu)造本章教學目標12.1木材的分類與構(gòu)造構(gòu)造二（二）微觀構(gòu)造在顯微鏡下所見到的木材組織稱為微觀構(gòu)造。針葉樹和闊葉樹的微觀構(gòu)造不同，如圖所示。1-管胞；2-髓線；3-樹脂道圖12-2

針葉樹馬尾松微觀構(gòu)造1-導管；2-髓線；3-木纖維圖12-3

闊葉樹柞木微觀構(gòu)造02木材的物理力學性能本章教學目標12.2木材的物理力學性能木材的物理力學性質(zhì)主要有密度、含水量、濕脹干縮、強度等，其中含水量對木材的物理力學性質(zhì)影響較大。密度一木材的密度平均約為1.55g/cm，體積密度平均為0.50g/cm，體積密度大小與木材種類及含水率有關(guān)，通常以含水率為15%（標準含水率）時的體積密度為準。含水量二木材的含水量用含水率表示，指木材所含水的質(zhì)量占木材干燥質(zhì)量的百分率。圖12-4

木材的平衡含水率12.2木材的物理力學性能濕脹干縮三木材細胞壁內(nèi)吸附水含量的變化會引起木材的變形（膨脹或收縮），即濕脹干縮木材含水量大于纖維飽和點時，表示木材的含水率除吸附水達到飽和外，還有一定數(shù)量的自由水。此時，木材如受到干燥或受潮，只是自由水改變。但含水率小于纖維飽和點時，則表明水分都吸附在細胞壁的纖維上，它的增加或減少才能引起體積的膨脹或收縮。即只有吸附水的改變才影響木材的變形。圖12-5

松木含水率對其膨脹的影響1-弓形成橄欖核狀；2、3、4-成反翹的弦切板；5-通過髓心的徑切板兩頭縮小成紡錘形；6-圓形成橢圓形；7-與年輪成對角線的正方形變菱形；8-兩邊與年輪平行的正方形變長方形；9、10-長方形板的翹曲；11-邊材徑向鋸板較均勻圖12-6

木材干燥后截面形狀的改變12.2木材的物理力學性能木材的強度四（一）強度的種類按受力狀態(tài)分為抗拉、抗壓、抗彎和抗剪四種強度，而抗拉、抗壓和抗剪強度又有順紋和橫紋之分。（所謂順紋是指作用力方向與纖維方向平行；橫紋是指作用力方向與纖維方向垂直。）12.2木材的物理力學性能木材的強度四（二）影響強度的主要因素木材含水率木材含水率在纖維飽和點以下時，含水率降低，吸附水減少，細胞壁緊密，木材強度增加，反之，強度降低。當含水率超過纖維飽和點時，只是自由水變化，木材強度不變木材含水率對其各種強度的影響程度是不相同的，受影響最大的是順紋抗壓強度，其次是抗彎強度，對順紋抗剪強度影響小，影響最小的是順紋抗拉強度。12.2木材的物理力學性能木材的強度四（二）影響強度的主要因素木材負荷時間木材在長期外力作用下，只有在應力遠低于強度極限的某一定范圍之下時，才可避免因長期負荷而破壞。而它所能承受的不致引起破壞的最大應力，稱為持久強度。12.2木材的物理力學性能木材的強度四（二）影響強度的主要因素環(huán)境溫度溫度對木材強度有直接影響，當溫度從25℃升至50℃時，將因木纖維和其間的膠體軟化等原因，使木材抗壓強度降低20%~40%，抗拉和抗剪強度降低12%~20%。當溫度在100℃以上時，木材中部分組織會分解、揮發(fā)、木材變黑，強度明顯下降。因此，環(huán)境溫度長期超過50℃時，不應采用木結(jié)構(gòu)。12.2木材的物理力學性能木材的強度四（二）影響強度的主要因素木材缺陷

木材在生長、采伐、儲存、加工和使用過程中會產(chǎn)生一些缺陷，如木節(jié)、斜紋、裂縫腐朽和蟲蛀等。這會破壞木材的構(gòu)造，造成材質(zhì)的不連續(xù)性和不均勻性，從而使木材的強度大大降低，甚至可失去其使用價值。03木材的腐朽與防止12.3木材的腐朽與防止木材的腐朽一木材受到真菌侵害后，其細胞改變顏色，結(jié)構(gòu)逐漸變松、變脆，強度和耐久性降低，這種現(xiàn)象稱為木材的腐朽。木材的防腐二木材防腐基本原理在于破壞真菌及蟲類生存和繁殖的條件。12.3木材的腐朽與防止木材的防腐二常用方法有以下兩種：是將木材干燥至含水率在20%以下，保證木結(jié)構(gòu)處在干燥狀態(tài)，對木結(jié)構(gòu)物采取通風防潮、表面涂刷涂料等措施；二是將化學防腐劑施加于木材，使木材成為有毒物質(zhì)，常用的方法有表面噴涂法、浸漬法、壓力滲透法等。常用的防腐劑有水溶性的、油溶性的及漿膏類的。水溶性防腐劑多用于內(nèi)部木構(gòu)件的防腐，常用氯化鋅、氟化鈉、銅鉻合劑、硼氟酚合劑、硫酸銅等。油溶性防腐劑藥力持久、毒性大、不易被水沖走、不吸濕，但有臭味，多用于室外。04木材的綜合利用及常用制品12.4木材的綜合利用及常用制品木材的綜合利用一木材的綜合利用就是將木材加工過程中的大量邊角、碎料、刨花、木屑等，經(jīng)過再加工處理，制成各種人造板材，有效提高木材利用率，這對彌補木材資源嚴重不足有著十分重要的意義。（一）膠合板膠合板亦稱層壓板。由蒸煮軟化的原木，旋切成大張薄片，然后將各張木纖維方向相互垂直放置，用耐水性好的合成樹脂膠黏結(jié)，再經(jīng)加壓，干燥、鋸邊、表面修整而成的板材。12.4木材的綜合利用及常用制品木材的綜合利用一（二）細木工板細木工板是利用木材加工過程中產(chǎn)生的邊角廢料，經(jīng)整形、刨光施膠、拼接、貼面而成的一種人造板材。板一般采用充分干燥的短小木條，板面采用單層薄木或膠合板。（三）纖維板纖維板是將樹皮、刨花、樹枝等廢料經(jīng)破碎、浸泡、研磨成木漿，再經(jīng)加壓成型、干燥處理而制成的板材。12.4木材的綜合利用及常用制品木材的綜合利用一（四）刨花板、木絲板、木屑板刨花板、木絲板、木屑板是利用木材加工中產(chǎn)生的大量刨花、木絲、木屑為原料，經(jīng)干燥，與膠結(jié)料拌合、熱壓而成的板材，所用膠結(jié)料有動植物膠（豆膠、血膠）、合成樹脂膠（酚醛樹脂、脲醛樹脂等）、無機膠凝材料（水泥、苦七等）。05人造木板材甲醛釋放量的控制本章教學目標12.5人造木板材甲醛釋放量的控制人造木板材是裝修材料中使用得最多的材料之一，我國幾種主要的人造木板材（刨花板膠合板、細木工板、纖維板等）的總產(chǎn)量居世界前位。人造木板材在我國普遍采用的膠粘劑是酚醛樹脂和脲醛樹脂，二者皆以甲醛為主要原料，使用中會散發(fā)有害、有毒氣體，影響環(huán)境質(zhì)量。一般情況下，脲醛樹脂中的游離甲醛濃度約3%，酚醛樹脂中