木材学教学课件.ppt

9 木　材 教学目的 教学内容 9.1 木材的分类及构造 9.2 木材的主要性质 9.3 木材的防护 9.4 木材在建筑工程中的应用 9.1 木材的分类及构造 9.1.1 木材的分类 木材是由树木加工而成的，树木分为针叶树和阔叶树两大类，见表9.1。建筑中应用最多的是针叶树。 　 9.1.2 木材的构造 木材的构造是决定木材性质的主要因素。一般对木材的研究可以从宏观和微观两方面进行。 表9.1 树木的分类和特点  9.1.2.1 宏观构造 用肉眼或低倍放大镜所看到的木材组织称为宏观构造。为便于了解木材的构造，将树木切成3个不同的切面，如图9.1所示。 　　 横切面——垂直于树轴的切面； 　　 径切面——通过树轴的切面； 　　 弦切面——和树轴平行与年轮相切的切面。 　　 在宏观下，树木可分为树皮、木质部和髓心三个部分。而木材主要使用木质部。 (1)边材、心材 　　 在木质部中，靠近髓心的部分颜色较深，称为心材。心材含水量较少，不易翘曲变形，抗蚀性较强；外面部分颜色较浅，称为边材。边材含水量高，易干燥，也易被湿润，所以容易翘曲变形，抗蚀性也不如心材 (2)年轮、春材、夏材 　　 横切面上可以看到深浅相间的同心圆，称为年轮。年轮中浅色部分是树木在春季生长的，由于生长快，细胞大而排列疏松，细胞壁较薄，颜色较浅，称为春材(早材)；深色部分是树木在夏季生长的，由于生长迟缓，细胞小，细胞壁较厚，组织紧密坚实，颜色较深，称为夏材(晚材)。每一年轮内就是树木一年的生长部分。年轮中夏材所占的比例越大，木材的强度越高。 (3)髓心、髓线 第一年轮组成的初生木质部分称为髓心(树心)。从髓心成放射状横穿过年轮的条纹，称为髓线。 　　 髓心材质松软，强度低，易腐朽开裂。髓线与周围细胞联结软弱，在干燥过程中，木材易沿髓线开裂。 9.1.2.2 微观构造 在显微镜下所看到的木材组织，称为木材的微观构造(见图9.2和图9.3)。 　　 在显微镜下，可以看到木材是由无数管状细胞紧密结合而成。细胞横断面呈四角略圆的正方形。每个细胞分为细胞壁和细胞腔两个部分，细胞壁由若干层纤维组成。细胞之间纵向联结比横向联结牢固，造成细胞纵向强度高，横向强度低。细胞之间有极小的空隙，能吸附水和渗透水分。 9.2 木材的主要性质 9.2.1 密度与表观密度 不同树种的密度相差不大，平均约为1.55g/cm3，表观密度平均为500kg/m3 ， 木材表观密度的大小随木材的孔隙率、含水量以及其他一些因素的变化而不同，通常以含水率为15%（标准含水率）时的表观密度为准。 (1)木材中的水分 　　 自由水：存在于木材细胞腔和细胞 间隙中的水分 　　 吸附水：吸附在细胞壁内细纤维之间的水分 　　 结合水：形成细胞化学成分的化合水 (2)木材的纤维饱和点 　　 木材受潮时，首先形成吸附水，吸附水饱和后，多余的水成为自由水；木材干燥时，首先失去自由水，然后才失去吸附水。 　　 当吸附水处于饱和状态而无自由水存在时，此时对应的含水率称为木材的纤维饱和点。 　　 纤维饱和点随树种而异，一般为23%~33%，平均为30%。木材的纤维饱和点是木材物理、力学性质的转折点。 (3)木材的平衡含水率 　　 木材的含水率是随着环境温度和湿度的变化而改变的。当木材长期处于一定温度和湿度下，其含水率趋于一个定值，表明木材表面的蒸气压与周围空气的压力达到平衡，此时的含水率称为平衡含水率。 　 　它与周围空气的温度、相对湿度的关系如图9.4所示。根据周围空气的温度和相对湿度可求出木材的平衡含水率。 9.2.3 木材的湿胀干缩 木材细胞壁内吸附水的变化而引起木材的变形，即湿胀干缩。图9.5是木材含水率与胀缩变形的关系。 　　 由于木材构造的不均匀性，在不同的方向干缩值不同。顺纹方向(纤维方向)干缩值最小，平均为0.1%~0.35%；径向较大，平均为3%~6%；弦向最大，平均为6%~12%。 　　 一般来讲，表观密度大、夏材含量多的木材，湿胀变形较大。 9.2.4 强度 9.2.4.1 木材的各种强度 按受力状态，木材的强度分为抗拉、抗压、抗弯和抗剪四种强度。 　　 木材的强度检验是采用无疵病的木材制成标准试件，按《木材物理力学