基本种类折叠
木材可分为针叶树材和阔叶树材两大类。杉木及各种松木、云杉和冷杉等是针叶树材;柞木、水曲柳、香樟、檫木及各种桦木、楠木和杨木等是阔叶树材。中国树种很多,因此各地区常用于工程的木材树种亦各异。东北地区主要有红松、落叶松(黄花松)、鱼鳞云杉、红皮云杉、水曲柳;长江流域主要有杉木、马尾松;西南、西北地区主要有冷杉、云杉、铁杉。
基本构造折叠
树干由树皮、形成层、木质部(即木材)和髓心组成。从树干横截面的木质部上可看到环绕髓心的年轮。每一年轮一般由两部分组成:色浅的部分称早材(春材),是在季节早期所生长,细胞较大,材质较疏;色深的部分称晚材(秋材),是在季节晚期所生长,细胞较小,材质较密。有些木材,在树干的中部,颜色较深,称心材;在边部,颜色较浅,称边材。针叶树材主要由管胞、木射线及轴向薄壁组织等组成,排列规则,材质较均匀。阔叶树材主要由导管、木纤维、轴向薄壁组织、木射线等组成,构造较复杂。由于组成木材的细胞是定向排列,形成顺纹和横纹的差别。横纹又可区别为与木射线一致的径向;与木射线相垂直的弦向。针叶树材一般树干高大,纹理通直,易加工,易干燥,开裂和变形较小,适于作结构用材。某些阔叶树材,质地坚硬、纹理色泽美观,适于作装修用材。
相关缺陷折叠
1 天然缺陷。如木节、斜纹理以及因生长应力或自然损伤而形成的缺陷。木节是树木生长时被包在木质部中的树枝部分。原木的斜纹理常称为扭纹。对锯材则称为斜纹。
2 生物为害的缺陷。主要有腐朽、变色和虫蛀等。
3 干燥及机械加工引起的缺陷。如干裂、翘曲、锯口伤等。缺陷降低木材的利用价值。
4 干燥的木材极易着火。
为了合理使用木材,通常按不同用途的要求。限制木材允许缺陷的种类、大小和数量,将木材划分等级使用。腐朽和虫蛀的木材不允许用于结构。因此影响结构强度的缺陷主要是木节、斜纹和裂纹。
物理性质折叠
密度折叠
密度是某一物体单位体积的质量,通常以g/cm³ 或kg/m³ 表示。木材系多孔性物质,其外形体积由细胞壁物质及孔隙(细胞腔、胞间隙、纹孔等)构成,因而密度有木材密度和木材细胞物质密度之分。前者为木材单位体积(包括孔隙)的质量;后者为细胞壁物质(不包括孔隙)单位体积的质量。
木材密度:是木材性质的一项重要指标,根据它估计木材的实际重量,推断木材的工艺性质和木材的干缩、膨胀、硬度、强度等木材物理力学性质。
木材密度,以基本密度和气干密度两种为最常用。
1、基本密度
基本密度因绝干材重量和生材(或浸渍材)体积较为稳定,测定的结果准确,故适合作木材性质比较之用。在木材干燥、防腐工业中。亦具有实用性。
2、气干密度
气干密度,是气干材重量与气干材体积之比,通常以含水率在8%~20%时的木材密度为气干密度。木材气干密度为中国进行木材性质比较和生产使用的基本依据。
木材密度的大小,受多种因素的影响,其主要影响因子为:木材含水率的大小、细胞壁的厚薄、年轮的宽窄、纤维比率的高低、抽提物含量的多少、树干部位和树龄立地条件和营林措施等。中国林科院木材工业研究所根据木材气干密度(含水率15%时),将木材分为五级(单位:g/cm³):
很小:≤0.350;小:0.;中:0.;大:0.;很大:>0.950。[1]
木材含水率折叠
指木材中水重占烘干木材重的百分数。木材中的水分可分两部分,一部分存在于木材细胞胞壁内,称为吸附水;另一部分存在于细胞腔和细胞间隙之间,称为自由水(游离水)。当吸附水达到饱和而尚无自由水时。称为纤维饱和点。木材的纤维饱和点因树种而有差异,约在23~33%之间。当含水率大于纤维饱和点时,水分对木材性质的影响很小。当含水率自纤维饱和点降低时,木材的物理和力学性质随之而变化。木材在大气中能吸收或蒸发水分。与周围空气的相对湿度和温度相适应而达到恒定的含水率,称为平衡含水率。木材平衡含水率随地区、季节及气候等因素而变化,约在10~18%之间。
胀缩性折叠
木材吸收水分后体积膨胀。丧失水分则收缩。木材自纤维饱和点到炉干的干缩率,顺纹方向约为0.1%。径向约为3~6%,弦向约为 6~12%。径向和弦向干缩率的不同是木材产生裂缝和翘曲的主要原因。
力学性质折叠
木材有很好的力学性质。但木材是有机各向异性材料,顺纹方向与横纹方向的力学性质有很大差别。木材的顺纹抗拉和抗压强度均较高,但横纹抗拉和抗压强度较低。木材强度还因树种而异,并受木材缺陷、荷载作用时间、含水率及温度等因素的影响,其中以木材缺陷及荷载作用时间两者的影响最大。因木节尺寸和位置不同、受力性质(拉或压)不同,有节木材的强度比无节木材可降低30~60%。在荷载长期作用下木材的长期强度几乎只有瞬时强度的一半。
等级介绍折叠
一木材的等级折叠
建筑用木材,通常以原木、板材、枋材三种型材供应。原木系指去枝、去皮后按规格加工成一定长度的木料;板材是指宽度为厚度的三倍或三倍以上的型材;而枋材则为宽度不足三倍厚度的型材。
按照国家标准,根据木材的缺陷情况对各种商品木材进行了等级划分,通常分为一、二、三、四等。结构和装饰用木材一般选用等级较高的木材。对于承重结构用的木材,又根据《木结构设计规范》(gbj5--88)的规定,按照承重结构的受力要求对木材进行分级,即分为i、ii、iii三级,设计时应根据构件的受力种类选用适当等级的木材。例如承重木结构板材的选用,根据其承载特点,一般i级材用于受拉或受弯构件;ii级材用于受弯或受压弯的构件;iii级材用于受压构件及次要受弯构件。(未完待续。。)