《木材学教学》ppt课件

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1、9木　材教学目的1、了解木材的分类及木材的宏观构造和微观构造；2、理解木材的各向异性、湿胀干缩性、含水率对其物理性质和力学性质的影响；3、了解木材在建筑工程中的主要用途及木材的综合利用途径；4、了解木材的腐朽原理及防腐途径。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树木的分类和特点种类特点用途树

2、种针叶树树叶细长，成针状，多为常绿树；纹理顺直，木质较软，强度较高，表观密度小；耐腐蚀性较强，胀缩变形小是建筑工程中主要使用的树种，多用作承重构件、门窗等松树、杉树、柏树等阔叶树树叶宽大，叶脉呈网状，大多为落叶树；木质较硬，加工较难；表观密度大，胀缩变形大常用作内部装饰、次要的承重构件和胶合板等榆树、桦树、水曲柳等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

3、部分。而木材主要使用木质部。图9.1树干的3个切面1—树皮；2—木质部；3—年轮；4—髓线；5—髓心(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

4、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

5、渗透水分。图9.2显微镜下松木的横切片示意图1—细胞壁；2—细胞腔；3—树脂流出孔；4—木髓线图9.3细胞壁的结构1—细胞腔；2—初生层；3—细胞间层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9.2.2含水量(2)木材的纤维饱和点木材受潮时，首先形

6、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。图9.4木材的平

7、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。图9.5木材含水率与胀缩变形的关系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、