2018一级建筑师考试《建筑材料与构造》知识点：木材

第八节木 材

　　一、木材的分类与构造

　　从木材树叶的外观形状可将木材树分为针叶树和阔叶树两大类：

　　(一)针叶树

　　树干通直高大，纹理平顺，材质均匀，表观密度和胀缩变形小，耐腐蚀性较强，易加工，多数质地较软，故又称为软木树，为建筑工程中主要用材，多用作承重构件。常用的有红松(也叫东北松)、白松(也叫臭松或臭冷杉)、樟子松(海拉尔松)、鱼鳞松(也叫鱼鳞云杉)、马尾松(也叫本松或宁国松，纹理不匀，多松脂，干燥时有翘裂倾向，不耐腐，易受白蚁侵害。一般只可做小屋架及临时建筑等，不宜用做门窗)及杉木(又叫沙木)等。

　　(二)阔叶树

　　质地一般较硬，故又称硬木树。一般强度较高，胀缩、翘曲变形较大，易开裂，较难加工，有些树种具有美丽的纹理，适于作室内装修、制作家具等。常用的有水曲柳、榆木、柞木(又叫麻栎或蒙古栎)、桦木、艳木(又叫槭木或枫树)、椴木(又叫紫椴或籽椴，质较软)、黄菠萝(又叫黄檗或黄柏)及柚木、樟木、榉木等，其中榆木、黄菠萝及柚木等多用作高级木装修等。 ·

　　木材由树皮、木质部和髓心等部分组织，木质部是木材的主要使用部分。在靠近髓心的部分颜色较深，称为心材;外面颜色较浅的部分称为边材。边材含水量较大，易翘曲变形，抗腐蚀性较差。从横切面上可看到深浅相间的同心圆，称为年轮，其中深色较密实部分是夏秋季生长的，称为夏材;浅色较疏松部分是春季生长的，故称春材。夏材部分越多，木材强度越高，质量越好。

　　从显微镜下可以看到木材的组织。木材是由无数管状细胞紧密结合而成的，每个细胞都有细胞壁与细胞腔两部分，细胞壁由若干细纤维组成，其纵向联结较横向牢固，细纤维间具有极小的空隙，能吸附与渗透水分。

　　二、木材的主要性质

　　(一)含水率

　　木材中所含的水可分为自由水与吸附水两类。自由水为存在于细胞腔与细胞间隙中的水;吸附水为被吸附在细胞壁内的水。当木材中细胞壁内被吸附水充满，而细胞腔与细胞间隙中没有自由水时，该木材的含水率被称为纤维饱和点，它一般约为20%一35%。纤维饱和点是木材物理力学性质发生改变的转折点，它是木材含水率是否影响其强度和干缩湿胀的临界值。

　　木材具有较强的吸湿性。当木材的含水率与周围空气相对湿度达到平衡时，此含水率称为平衡含水率。我国各地的年平均平衡含水率一般在10%～18%之间。木材使用前，须干燥至使用环境长年平均平衡含水率，以免制品变形、干裂。

　　(二)湿胀干缩

　　木材的湿胀干缩变形是由于细胞壁内吸附水量的变化引起的。当木材由潮湿状态干燥. 至纤维饱和点时，其尺寸不变，而继续干燥到其细胞壁中的吸附水开始蒸发时，则木材开始发生体积收缩(干缩)。在逆过程中，即干燥木材吸湿时，随着吸附水的增加，木材将发生体积膨胀(湿胀)，直到含水率到达纤维饱和点为止，此后，尽管木材含水量会继续增加，即自由水增加，但体积不再发生膨胀。木材的胀缩性随树种而有差异，一般体积密度大的、夏材含量多的，胀缩较大;另外各方向胀缩也不一样，顺纹方向最小，径向较大，弦向最大。胀缩会使木材构件接头松弛或凸起。

　　(三)强度

　　木材的组织结构决定了它的许多性质为各向异性，在强度方面尤为突出。同一木材，以顺纹抗拉强度为最大，抗弯、抗压、抗剪强度，依次递减，横纹抗拉、抗压强度比顺纹小得多。见表20-40。

　　影响木材强度的主要因素：

　　L含水率

　　当木材含水率在纤维饱和点以下时，其强度随含水率增加而降低，这是由于吸附水的增加使细胞壁逐渐软化所致。当木材含水率在纤维饱和点以上时，木材的强度等性能基本稳定，不随含水率的变化而变化。含水率对木材的顺纹抗压及抗弯强度影响较大，而对顺纹抗拉强度几乎无影响。

　　我国标准规定，以含水率为15%时的强度值作为标准，其他含水率时的强度可通过公式换算。

　　2.负荷时间、温度及木材缺陷

　　木材长期负荷下的强度，一般仅为极限强度的50%～60%。木材如果使用环境温度长期超过50℃时，强度会因木材缓慢炭化而明显下降，故这种环境下不应采用木结构。

　　木材的缺陷有木节、斜纹、裂纹、腐朽及虫害等，一般讲，缺陷越多，木材强度越低。木节主要使顺纹抗拉强度显著降低，而对顺纹抗压强度影响较小。

　　三、木材的干燥、防腐与防火

　　(一)木材的干燥

　　其目的是防止木材腐蚀、虫蛀、翘曲与开裂，保持尺寸及形状的稳定性，便于做进一步的防腐与防火处理。干燥方法有自然干燥与人工干燥两种方法。为防止造成木门窗等细木制品在使用中开裂、变形，应将木材采用窑干法进行干燥，含水率不应大于12%;当受条件限制，除东北落叶松、云南松、马尾松、桦木等易变形的树种外，可采用气干木材，其制作时含水率不应大于当地的平衡含水率。

　　(二)木材的防腐

　　木材的腐朽是由真菌中的腐朽菌寄生引起的，腐朽菌在木材中生存与繁殖必须同时具备水分、空气与温度三个条件。当木材含水率在15%～50%、温度在25～30℃，又有足够空气时，腐朽菌最适宜繁殖。另外，木材还会受到白蚁、天牛等昆虫蛀蚀。防腐方法有：

　　L将木材置于通风干燥的环境中或表面涂油漆等;

　　2.用化学防腐剂处理，如氟化钠、杂酚油等，可喷淋、浸泡或注入木材。

　　(三)木材的防火

　　常用方法是：

　　1.在木材表面涂刷或覆盖难燃材料(如金属)，常用的防火涂料有膨胀型丙烯酸乳胶 防火涂料等;

　　2.溶液浸注法，可用磷—氮系列及硼化物系列防火剂等浸注。

　　四、木材的应用

　　(一)木材的种类与规格

　　按加工程度和用途的不同，木材可分为原条、原木、锯材和枕木四种，见表20-41。建筑工程中多用锯材。按缺陷可将锯材分为特等锯材和普通锯材两个级别。普通锯材又可分为一等、二等、三等三个等级。原木的径级以原木的小头直径来衡量，并统按2cm进级。

　　(二)人造板材

　　以木材或其他含有一定量纤维的植物为原料加工而成。

　　1.胶合板

　　用数张(一般为3～13层，层数为奇数)由原木沿年轮方向旋切的薄片，使其纤维方向互相垂直叠放，经热压而成。胶合板克服了木材各向异性的缺点，木材缺陷可剔除。可分为普通胶合板与特种胶合板两类，普通胶合板按特性分为I类(耐气候，耐沸水)、Ⅱ类(耐水)、Ⅲ类(耐潮)以及Ⅳ类(不耐潮)。

　　2.纤维板

　　以树皮、刨花、树枝等为原料的研磨成木浆加工而成。纤维板材质均匀，各向强度一致，不易翘曲开裂与胀缩。

　　3.刨花板

　　以木质刨花或木质纤维材料(如木片、锯屑、亚麻等)为原料压制而成。

　　4.热固性树脂装饰层压板(标记ZC)

　　以专用纸浸渍氨基树脂、酚醛树脂为原料，经热压而成。用于室内装饰。

　　5.旋切微薄木

　　由艳木、桦木或树根瘤多的木段软化后旋切成厚o.1mm左右的薄片，胶合在坚韧的薄纸上制成，多为卷状材。可压贴在胶合板等表面，作墙、门等的面板。

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