木材材质变异与木材缺陷概述

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1、第七章木材变异性与木材缺陷本章重点与难点：重点：①木材材质变异性、幼龄材与成熟材、速生材材性。②木材缺陷的种类、名称、形成原因及其对材质的影响。③结合各专业介绍如何减少材质变异及预防木材缺陷产生的途经与措施。难点：①木材材质变异的产生原因及其影响因素。②木材主要缺陷形成及其对材质影响的机理。1本章主要内容：7.1木材材性变异概况7.2幼龄材与成熟材7.3生长速度对材性的影响7.4木材缺陷概述7.5木材主要缺陷名称、检量方法及对材质的影响27.1木材材性变异概况⑴细胞尺寸的变异：针叶材管胞和阔叶材木纤维长度，早材部分最小，并向晚材部分增长达到

2、最大。7.1.1单株树木内木材性质的变异1.一个生长轮内的材性变异31.一个生长轮内的材性变异导管分子长度的变化有两种形式：①环孔材的导管分子长度：从早材到晚材变化曲线近似抛物线。导管分子直径较早材小得多②散孔材的导管分子长度：从早材到晚材略有增加，变化不大。41.一个生长轮内的材性变异(2)木材密度的变异：密度在生长轮内的变化趋势与木材细胞长度的变化相似，早材开始处木材密度最小；向着晚材方向，木材密度逐渐增加，至晚材末端密度最大。(3)木材力学性质的变异：木材力学性质与木材密度和细胞长度具有相似的变化模式。从早材起到横过生长轮而增加，到早

3、、晚材过渡区急剧上升，晚材处最大。52.树干半径方向的材性变异(1)细胞长度的径向变异：从随心向外侧移动，管胞长度呈急剧增长的趋势。下图为：不同树龄马占相思木纤维长度变异曲线。62.树干半径方向的材性变异(2)细胞直径的径向变异：针叶树材管胞直径从髓到树皮逐步增加，但阔叶树材木纤维直径则变小。下图为：不同树龄马占相思木纤维直径变异曲线。72.树干半径方向的材性变异⑶细胞双壁厚的径向变异：针叶树材管胞直径从髓到树皮逐步有所增加。但阔叶树材木纤维双壁厚则变化不大。下图为：不同树龄马占相思木纤维直径变异曲线。82.树干半径方向的材性变异(4)细胞

4、长宽比的径向变异：管胞的长宽比的径向变异模式与管胞长度相似。下图为：不同树龄马占相思木纤维长宽比的变异曲线。92.树干半径方向的材性变异（5)细胞壁腔比的径向变异：管胞壁腔比的径向变异模式与管胞双壁厚相似。下图为：不同树龄马占相思木纤维壁腔比的变异曲线。102.树干半径方向的材性变异(6)纤丝角径向变异：细胞壁纤丝角的是从髓心向树皮开始逐渐减小，到达一定年轮后，趋于稳定。下图为：10年生马占相思木纤维纤丝角的径向变异曲线。112.树干半径方向的材性变异(5)木材密度的变异：木材密度的径向变异有三种模式：第一，密度平均值从髓心到树皮增加，呈连

5、续直线或曲线的变化。第二，密度平均值从髓心向外逐步降低，然后又升高，直到树皮为止，靠树皮木材密度比髓心的密度高或低。第三，靠髓心的木材密度平均值高于近树皮的木材密度平均值，向外呈直线或曲线下降。122.树干半径方向的材性变异(6)化学成分：从髓心到树皮，纤维素含量增大的方式类似管胞长度。而木质素、半纤维素含量从髓心到树皮一般下降。132.树干半径方向的材性变异(7)力学强度：由髓心向外，木材力学强度逐渐增大，至第12—13轮后木材强度增加明显变缓，之后相对稳定和波动，这种规律对木材顺纹抗压、抗弯强度、抗拉强度和抗弯弹性模量等力学性状特别明显

6、。143.沿树干方向木材材性变异(1)心材率和生长轮宽度纵向变异：由树干基部向上，心材率和生长轮宽度随树干高度升高而减少。153.沿树干方向木材材性变异(2)木材密度：针叶树主干下方较外围部分木材密度最大。自树皮向内及由树干基部向上，密度递减，树干中心部分密度最小，树干外部基底木材密度最大，树冠及其较低的树干中央，具有较高的密度值，这是因为树节较多所致.163.沿树干方向木材材性变异(3)干缩性质与力学性能：木材冲击韧性、硬度、顺纹抗拉强度、抗弯强度、抗弯弹性模量及顺纹抗压强度等指标，随着树干高度的增加而有所减小，干缩系数随着高度的增加逐渐

7、增大。原因是树干上方近树冠区的梢头部位，幼龄材比例高，所以木材力学强度就低，而干缩率会升高。177.1.2树木株间材性材质的变异1.遗传因子引起的变异：林木立地条件相同时，引起株间变异的原因便是遗传差异造成的。2.地理分布与气候引起的变异：马尾松木材密度和管胞长度在种源间、试验点间有显著或极显著差异，并有极显著的种源地点效应，来自不同地区种源的木材密度,具有从西南往东北增大的地理变异趋势。183.立地条件对木材材性的影变异:表现在立地指数大的林分，树木生长率和木材纤维宽度大，但纤维长度、纤维长宽比、木材基本密度、顺纹抗压强度和抗弯弹性模量小

8、。立地指数相差两级的年轮宽度、纤维宽度、纤维长度和微纤维丝角的差异显著或非常显著。197.2幼龄材与成熟材1幼龄材与成熟材的概念：幼龄材是在树干的髓心周围呈近于圆柱状的木材，是树