1、2015.102015.10第第4章章 木材和竹材木材和竹材4.14.1木材木材 木材外观朴实、性能稳定,具有良好触觉效果,用木材建造的生活空间给人亲切、放松感。木材在园林中运用广泛,古建中的亭、台、楼、阁多为木结构,山西应县的木塔、蓟县独乐寺堪称木结构的杰作。还有园林设施如木栈道、木平台、木种植器、木桌椅等。蓟县独乐寺木材的主要特点:木材的主要特点:1、轻质高强,对热、声和电的传导性能比较低;2、有良好的弹性和塑性、能承受冲击和振动等作用;3、容易加工、木纹美观;4、在干燥环境或长期置于水中均有很好的耐久性;5、构造不均匀,各向异性;6、易吸湿吸水;7、易燃、易腐、天然疵病较多;8、长期处于
2、干湿交替环境中,耐久性变差。4.1.1.14.1.1.1木材的分类木材的分类(1)按树种分类 针叶树材,阔叶树材(2)按材种分类 原条,原木,锯材,枕木4.1.14.1.1木材的分类与构造木材的分类与构造(1)按树种分类种类特点用途树种针叶树(软材)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(硬材)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、水曲柳等表表1 木材按树种分类木材
3、按树种分类木材按材种不同可分为原条、原木、锯材、枕木四类。原条原条是指已经修枝、剥皮但尚未加工造材的木材。原木原木是指伐倒后,经修枝并截成规定长度的木材。原条原条原木原木(1)按材种分类锯材锯材:又称板方材,是指按一定尺寸锯解、加工成的板材和方材。由原木纵向锯成的板材和方材的统称。宽度为厚度三倍以上的称“板材”;宽度不足厚度三倍的矩形木材称“方材”。枕木枕木:是按枕木断面和长度加工而成的方材,主要用于铁道工程。方材板材表表2 木材分类规格及用途木材分类规格及用途 树木因其生长的环境不同,其构造也不同。研究木材的构造通常从宏观和微观两个层次进行。1 1、木材的宏观构造、木材的宏观构造 木材的宏观
4、构造是指用肉眼或借助放大镜能观察到的构造特征。4.1.1.2木材的构造1-横切面2-径切面3-弦切面4-树皮5-木质部6-年轮7-髓线8-髓心8 木材在各个方向上的构造是不一致的。了解木材构造必须从横切面(垂直于树轴)、径切面(重合于树轴)和弦切面(平行于树轴)三个切面进行观察。树干的三个切面树干的三个切面 早材早材形成层的活动受季节影响很大,温带和寒带树木在一年的早期形成的木材,或热带树木在雨季形成的木材,由于环境温度高,水分足,细胞分裂速度快,细胞壁薄,形体较大,材质较松软,材色浅,称为早材。晚材晚材到了温带和寒带的秋季或热带的旱季,树木的营养物质流动缓慢,形成层细胞的活动逐渐减弱,细胞分
5、裂速度变慢并逐渐停止,形成的细胞腔小而壁厚,材色深,组织较致密,称为晚材。横切面上单位长度年轮越多,分布越均匀材质越好。晚材含量越高,木材强度越大,木材质量越好。(1)年轮、早材和晚材横切面上可以看到深浅相间的同心圆,称为年轮。(2)树皮 1.树皮:是指树木木质部以外所有组织的总称。2.树皮的层次 外皮:指树皮外层已死的组织,一般颜色较浅,亦称死皮。内皮:指树皮内层活的组织,颜色较深,亦称活皮。树皮是识别木材的重要依据,在工程中应用价值不大。园林中常用松树皮做地表覆盖材料。树皮的构造树皮的构造(3)边材和心材 在木材横切面或径切面上观察,靠髓心,材色较深部分称心材心材;靠树皮材色较浅部分称边边
6、材材。心材含水量较少,不易翘曲变形,抗蚀性较强;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。相思木相思木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(木射线)。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。(4)髓心和髓线 在显微镜下所见的木材组织称为微观结构。木材是由无数管状细胞紧密结合而成。多数纵向排列,少数横向排列。每一个细胞由细胞壁和细胞腔两部分组成,细胞壁由纤维构成。木材的细胞壁愈厚,腔愈小,木材愈密实,表观密度和强度也越大。但其胀缩变形也大。针叶树针叶树管胞管胞阔叶树阔叶树
7、树脂道树脂道髓线髓线导管导管木纤维木纤维髓线髓线 2.2.木材的显微结构木材的显微结构1-管胞;2-髓线;3-树脂道马尾松的显微构造马尾松的显微构造3 31-导管;2-髓线;3-木纤维柞木的显微构造柞木的显微构造 木材细胞因功能不同可分为管胞、导管、木纤维、髓线等。管胞在树木中起支撑和输送养分的作用;木质素的作用是将纤维素、半纤维素粘结在一起,构成坚韧的细胞壁,使木材具有强度和硬度。针叶树的显微结构简单而规则,主要是由管胞和髓线组成,其髓线较细小,不明显。阔叶树的显微结构较复杂,主要由导管、木纤维及髓线组成,其髓线很发达,粗大而明显。导管是壁薄而腔大的细胞,大的管孔肉眼可见。有无导管和有无导管
8、和髓线粗细是鉴别阔叶树和针叶树的重要特征。髓线粗细是鉴别阔叶树和针叶树的重要特征。木材缺陷:我国木材标准木材缺陷:我国木材标准GB/T15787-2006GB/T15787-2006原木检验术原木检验术语语的定义是:凡呈现在原木上能降低质量、影响使用的定义是:凡呈现在原木上能降低质量、影响使用的各种缺点,称为木材缺陷。的各种缺点,称为木材缺陷。木材主要缺陷包括:木材主要缺陷包括:节子、腐朽、虫眼、裂纹、弯曲、偏枯、外夹皮等。节子、腐朽、虫眼、裂纹、弯曲、偏枯、外夹皮等。4.1.1.3木材的缺陷(1 1)节子节子定义:埋在定义:埋在 树干内部的活枝条或枯死枝条的基部称为节子。树干内部的活枝条或枯
9、死枝条的基部称为节子。节子节子的种类:的种类:(1)1)活节:活节:节子与周围木材紧密连生,质地坚硬,构造正节子与周围木材紧密连生,质地坚硬,构造正常。常。节子节子的种类:的种类:(2)2)死节:节子与周围木材大部分或全部脱离,在板材中死节:节子与周围木材大部分或全部脱离,在板材中有时脱落形成空洞的节子。有时脱落形成空洞的节子。节子节子的种类:的种类:(3)3)漏节:节子本身腐朽并已深入树干内部的腐朽。漏节:节子本身腐朽并已深入树干内部的腐朽。37节子节子对材质及加工利用的影响对材质及加工利用的影响 :(1 1)节子破坏了木材结构)节子破坏了木材结构的均匀性及完整性,使木的均匀性及完整性,使木
10、材某些强度如顺纹抗拉、材某些强度如顺纹抗拉、抗弯强度降低,不利于木抗弯强度降低,不利于木材的有效利用。材的有效利用。38节子节子对材质及加工利用的影响对材质及加工利用的影响 :(2 2)活节与死的健全节给加)活节与死的健全节给加工造成困难,如使木材纹工造成困难,如使木材纹理紊乱,增大刀具的切削理紊乱,增大刀具的切削阻力,制浆造纸时节子难阻力,制浆造纸时节子难熬煮,减慢纤维的分离过熬煮,减慢纤维的分离过程,混脏木浆,影响纸张程,混脏木浆,影响纸张颜色等。颜色等。39(2 2)腐朽腐朽概念:木材受木腐菌侵蚀后,不但颜色发生改变,而且其物理、力学性质也发生改变,最后木材结构变得松软、易碎,呈筛孔状或
11、粉末状等形态,这种现象称为腐朽。40腐朽腐朽对材质的影响对材质的影响 腐朽腐朽严重地影响木材的物理、力学性质,使木材重量严重地影响木材的物理、力学性质,使木材重量减轻,吸水性增大,强度和硬度降低。通常在褐腐后期,减轻,吸水性增大,强度和硬度降低。通常在褐腐后期,木材的强度基本丧失。木材的强度基本丧失。41(3 3)裂纹裂纹定义:木材纤维与纤维之间分离所形成的裂隙,叫开裂或裂纹。42裂纹裂纹对材质的影响对材质的影响 裂纹,尤其是贯通裂纹破坏了木材的完整性,降低了裂纹,尤其是贯通裂纹破坏了木材的完整性,降低了木材的强度,影响木材的利用和装饰价值。木材的强度,影响木材的利用和装饰价值。43(4)蛀孔
12、 概念概念 :昆虫或海生钻孔动物蛀蚀木材形成的孔道叫蛀孔。:昆虫或海生钻孔动物蛀蚀木材形成的孔道叫蛀孔。4.1.24.1.2木材的物理特性和力学性能木材的物理特性和力学性能一一、物理性质、物理性质二二、木材的力学性质、木材的力学性质4.1.2.1 木材的物理性质木材的物理性质1 1、密度与表观密度、密度与表观密度木材的密度密度各树种相差不大,一般为1.491.57 g/cm3。木材的表观密度表观密度则随木材孔隙率、含水量以及其他因素的变化而不同。一般有气干表观密度、绝干表观密度和饱水表观密度之分。木材的表观密度愈大,其湿胀干缩率也愈大。大多数木材的表观密度在400600kg/m3范围内,平均为
13、500kg/m3。2、吸湿率和含水率、吸湿率和含水率木材内所含的水,根据其存在形式可分为三类:自由水自由水是存在于细胞腔和细胞间隙中的水。吸附水吸附水是存在于细胞壁中的水分。化合水化合水是木材化学组成的结合水。当自由水蒸发完毕,而吸附水尚在饱和状态时,木材的含水率称为木材的“纤维饱和点纤维饱和点”。一般在25%35%之间,平均为30%.纤维饱和点的重要纤维饱和点的重要意义:它是所有木意义:它是所有木材性质的转折点。材性质的转折点。如强度、干缩湿胀如强度、干缩湿胀等。等。木材从周围的湿空气中吸收水分能力的大小称之为吸吸湿性湿性。木材的含水率将随周围空气的湿度变化而变化,直到木材含水率与周围空气的
14、湿度达到平衡时为止,此时的含水率称为平衡含水率平衡含水率。平衡含水率随周围大气的温度和相对湿度而变化。新伐木材的含水率一般在35%以上,长期处于水中的木材含水率更高,风干木材含水率为15%25%,室内干燥的木材含水率为8%15%。木材的平衡含水率木材的平衡含水率3、湿胀干缩、湿胀干缩含水量对松木胀缩变形的影响含水量对松木胀缩变形的影响木材含水率在纤含水率在纤维饱和点以内维饱和点以内进行干燥时,会产生长度和体积的收缩,即干缩干缩;而含水率在纤维饱和点以内受到潮湿时,则会产生长度和体积的膨胀,即湿胀湿胀。只有吸附水的改变才影响木材的变形。木材各向变形大小不同木材各向变形大小不同纵向纵向干缩是沿着木
15、材纹理方向干缩是沿着木材纹理方向的干缩,其收缩率数值较小,的干缩,其收缩率数值较小,仅为仅为0.10.35%,对木材的利,对木材的利用影响不大。用影响不大。径向径向干缩是横切面上沿直径方干缩是横切面上沿直径方向的干缩,其收缩率数值为向的干缩,其收缩率数值为36%;弦向弦向干缩是沿着年轮切线方向干缩是沿着年轮切线方向的干缩,其收缩率数值为的干缩,其收缩率数值为612%,是径向干缩的,是径向干缩的2倍左右。倍左右。3.1木材干缩和湿胀对木材加工和使用的影响木材干缩和湿胀对木材加工和使用的影响 3.1.1 变形变形木材干燥后,因为各部分的不均匀干缩而使其形状木材干燥后,因为各部分的不均匀干缩而使其形
16、状改变,谓之变形。改变,谓之变形。(1)板方材横断面上的变形)板方材横断面上的变形 生材或湿材干燥时,由于木材弦向干缩远大于径向生材或湿材干燥时,由于木材弦向干缩远大于径向干缩及二者干缩不一致的共同影响,促使原木解锯干缩及二者干缩不一致的共同影响,促使原木解锯后的方材、板材、圆柱等的端面发生多种形变,后的方材、板材、圆柱等的端面发生多种形变,生材状况下原木横切面上各部位下锯后板材断面形状的变化生材状况下原木横切面上各部位下锯后板材断面形状的变化 若为径切板若为径切板(包含髓心包含髓心)其两其两端干缩甚大,中间干缩较小,结端干缩甚大,中间干缩较小,结果变为纺锤状,图中果变为纺锤状,图中1 1。若
17、为径切板若为径切板(不包含髓心不包含髓心)干干缩颇为均匀,其端面近似矩形,缩颇为均匀,其端面近似矩形,图中图中2 2。若板材表面与年轮成若板材表面与年轮成4545角,角,干缩后两端收缩甚大,长方形变干缩后两端收缩甚大,长方形变为不规则形状,图中为不规则形状,图中3 3。原为正方形,年轮与上下两原为正方形,年轮与上下两边平行,干缩后,因平行于年轮边平行,干缩后,因平行于年轮方向的干缩率较大,垂直于年轮方向的干缩率较大,垂直于年轮的干缩率较小,变为矩形,图中的干缩率较小,变为矩形,图中4 4。木材端面与年轮成对角线,木材端面与年轮成对角线,干缩后,正方形变为菱形,图中干缩后,正方形变为菱形,图中5
18、 5。木材端面为圆形,干缩后,木材端面为圆形,干缩后,变为卵形或椭圆形,图中变为卵形或椭圆形,图中6 6。若为弦切板端面,干缩后,若为弦切板端面,干缩后,两侧向上翘起,图中两侧向上翘起,图中7 7。(2)板方材长度方向上纵切面的变形)板方材长度方向上纵切面的变形原木锯成板材后,如不合理干原木锯成板材后,如不合理干燥,会导致其长度方向(纵切燥,会导致其长度方向(纵切面)上发生很大的变形,表现面)上发生很大的变形,表现形式主要为弯曲,其形状与其形式主要为弯曲,其形状与其在木材横切面上的位置有很大在木材横切面上的位置有很大的关系的关系。板材纵向上变形板材纵向上变形 3.1.2 开裂开裂木材因干燥的不
19、均匀与各方干缩的差异,造成开裂,裂木材因干燥的不均匀与各方干缩的差异,造成开裂,裂缝大多垂直于年轮而平行于木射线,此乃木材纵向分子缝大多垂直于年轮而平行于木射线,此乃木材纵向分子与木射线相交之处的结合力弱所致。与木射线相交之处的结合力弱所致。木材各种开裂形式木材各种开裂形式 木材的湿胀干缩对木材的使用有严重影响,干缩使木结构构件连接处产生隙缝而致接合松弛,湿胀则造成凸起。为了避免这种情况的发生,最根本的办法是预先将木材进行干燥,使木材的含水率与构件所使用的环境湿度相适应,亦即将木材预先干燥至比地区平衡含水率低2%-3%使用。3.2减少木材干缩、湿胀的方法减少木材干缩、湿胀的方法 3.2.1 高
20、温干燥、降低木材吸湿性高温干燥、降低木材吸湿性 高温干燥处理木材是目前减少木材干缩湿胀的主要方法,高温干燥处理木材是目前减少木材干缩湿胀的主要方法,应用广泛。应用广泛。高温干燥主要是使木材干缩微纤丝之间的距离逐渐缩小,减少非晶区纤维素分子链状分子上游离羟基数目,形成新的氢键结合;同时,半纤维素降解物与木素分子上基团聚合封闭羟基,降低木材吸湿性。3.2.2 利用径切板利用径切板木材径向干缩是弦向干缩的一半,利用径切板可比弦切木材径向干缩是弦向干缩的一半,利用径切板可比弦切板木材干缩少一半。板木材干缩少一半。3.2.3 利用胶合木利用胶合木将细木条(顺纹)用合成树脂胶粘成合木,这样不过分将细木条(
21、顺纹)用合成树脂胶粘成合木,这样不过分考虑木材的年轮方向,杂乱相胶,结果总是趋于径切板,考虑木材的年轮方向,杂乱相胶,结果总是趋于径切板,很少为弦切板。此种方式已广泛用于地板、木芯板及木很少为弦切板。此种方式已广泛用于地板、木芯板及木材工业生产。材工业生产。3.2.4 利用胶合板(机械抑制)利用胶合板(机械抑制)胶合板中将单板纵横交错用胶压合而成,这样就能以干胶合板中将单板纵横交错用胶压合而成,这样就能以干缩极小的纵向,机械地抑制横纹干缩,将胀缩减小到最缩极小的纵向,机械地抑制横纹干缩,将胀缩减小到最小。同时木材横纹方向强度小,顺纹方向木材强度高,小。同时木材横纹方向强度小,顺纹方向木材强度高
22、,可以弥补木材横纹方向强度小的特点,使材料趋于均匀可以弥补木材横纹方向强度小的特点,使材料趋于均匀一致。一致。胶合木胶合木胶合板胶合板3.2.5 表面涂饰油漆表面涂饰油漆利用涂料、油漆涂刷木材表面,减少木材与湿空气接触,利用涂料、油漆涂刷木材表面,减少木材与湿空气接触,阻碍水分的渗入,从而使纤维表面包裹起来,可以降低阻碍水分的渗入,从而使纤维表面包裹起来,可以降低木材对大气湿度变化敏感性,延缓木材吸湿速度,减少木材对大气湿度变化敏感性,延缓木材吸湿速度,减少胀缩。胀缩。3.2.6 综合树脂处理综合树脂处理利用综合树脂浸渍薄木,再将薄木重叠在高温高压下而利用综合树脂浸渍薄木,再将薄木重叠在高温高
23、压下而成,称为木材的层积塑料。不但可防止木材的收缩,而成,称为木材的层积塑料。不但可防止木材的收缩,而且可以增加木材的强度和坚固性。且可以增加木材的强度和坚固性。4、其他物理性质、其他物理性质木材的导热系数随其表观密度的增加而增大。顺纹方向的导热系数大于横纹方向。干木材具有很高的电阻。当木材的含水量提高或温度升高时,木材电阻会降低。木材还具有较好的吸声性能。4.1.2.2、木材的力学性质、木材的力学性质木材力学性质的各向异性木材力学性质的各向异性(材料力学的基本假设)(材料力学的基本假设)与一般钢材、混凝土及石材等材料不同,木材属生物与一般钢材、混凝土及石材等材料不同,木材属生物 材料,其构造
24、的各向异性导致其力学性质的各向异性。材料,其构造的各向异性导致其力学性质的各向异性。因此,木材力学性质指标有顺纹、横纹、径向、弦向因此,木材力学性质指标有顺纹、横纹、径向、弦向 之分。之分。学习木材力学性质的意义学习木材力学性质的意义 掌握木材的特性,合理选才、用材。掌握木材的特性,合理选才、用材。前述木材物理性质(干缩性、热、电、声学等)构造性前述木材物理性质(干缩性、热、电、声学等)构造性质各向异性,同样木材力学性质亦存在着各向异性。木质各向异性,同样木材力学性质亦存在着各向异性。木材大多数细胞轴向排列,仅少量木射线径向排列。木材材大多数细胞轴向排列,仅少量木射线径向排列。木材为中空的管状
25、细胞组成,其各个方向施加外力,木材破为中空的管状细胞组成,其各个方向施加外力,木材破坏时产生的极限应力不同。坏时产生的极限应力不同。例如顺纹抗拉强度可达120.0-150.0Mpa,而横纹抗拉强度仅3.0-5.0Mpa(C-H,H-O),在顺纹方向,木材的抗拉和抗压强度都比横纹在顺纹方向,木材的抗拉和抗压强度都比横纹方向要高得多。方向要高得多。1.木材的强度木材的强度 按受力状态,木材的强度分为按受力状态,木材的强度分为抗拉、抗压、抗弯和抗剪抗拉、抗压、抗弯和抗剪四种强度。四种强度。顺纹是指作用力与纤维方向平行,横纹是指作用力与纤顺纹是指作用力与纤维方向平行,横纹是指作用力与纤维方向垂直。维方
26、向垂直。抗压抗拉抗弯抗剪顺纹横纹顺纹横纹顺纹横纹11/101/3231/201/33/221/71/31/21木材各种强度的大小关系表木材各种强度的大小关系表根据作用力与木材纤维方向的不同,木材的剪切有:顺纹剪切、横纹剪切和横纹切断三种,横纹切断一般为顺心剪切的4-5倍。木材的剪切(a)顺纹剪切;(b)横纹剪切;(c)横纹切断2 2、影响木材强度的主要因素、影响木材强度的主要因素含水含水率率的影响的影响木材的含水率对木材强度影响很大,当细胞壁中水分增多时,木纤维相互间的连接力减小,使细胞软化。含水率在纤维饱和点以上变化时,只有自由水的变化,含水率在纤维饱和点以上变化时,只有自由水的变化,因而不
27、影响木材强度,在纤维饱和点以下时,随含水因而不影响木材强度,在纤维饱和点以下时,随含水率降低,吸附水减少,细胞壁趋于紧密,木材强度增率降低,吸附水减少,细胞壁趋于紧密,木材强度增大。大。木材含水率的变化,对木材各种强度的影响程度是不同的,对抗弯和顺纹抗压影响较大,对顺纹抗剪对抗弯和顺纹抗压影响较大,对顺纹抗剪影响较小,而对顺纹抗拉几乎没有影响。影响较小,而对顺纹抗拉几乎没有影响。含水量对木材强度的影响1-顺纹受拉2-抗弯3-顺纹受压4-顺纹受剪负荷时间的影响负荷时间的影响木材抵抗长期荷载的能力低于抵抗短期荷载的能力。木材在长期荷载下不致引起破坏的最大强度,称为持持久强度久强度。木材的持久强度比
28、短期荷载作用下的极限强度小得多,一般仅为极限强度的50%60%。温度的影响温度的影响当环境温度升高时,木材中的胶结物质处于软化状态,其强度和弹性均降低。当温度降到0以下时,其中水分结冰,木材强度增大,但木材变得较脆。一旦解冻,各项强度都将比未解冻时的强度低。疵病的影响疵病的影响木材在生长、采伐、保存过程中,所产生的内部和外部的缺陷,统称为疵病。木材的疵病主要有木节、斜纹、裂纹、腐朽和虫害等。木节是木材中最常见的疵病。木节分为活节、死节、松软节和腐朽节几种。裂纹、腐朽、虫害等疵病,会造成木材构造的不连续或其组织的破坏,严重影响木材的力学性质,有时甚至能使木材完全丧失使用价值。(5)试件部位)试件
29、部位(6)晚材含量)晚材含量3.3木材的韧性木材的韧性木材的韧性较好,因而木结构具有良好的抗震性。木材的韧性受很多因素影响,如木材的密度愈大,冲击韧性愈好;高温会使木材变脆,韧性降低;而负温则会使湿木材变脆,韧性降低;任何缺陷的存在都会严重降低木材的冲击韧性。3.4木材的硬度和耐磨性木材的硬度和耐磨性木材的硬度木材的硬度是指木材抵抗其他物体压入木材的能力。木材端面的硬度最大,弦面次之,径面稍小端面的硬度最大,弦面次之,径面稍小。木材的耐磨性木材的耐磨性指木材抵抗磨损的能力。作木地板的国产阔叶材树种中以荔枝叶红豆耐磨性最大,南方的泡桐树耐磨性为最小。木材的硬度和耐磨性主要取决于细胞组织的紧密度。
30、木材在各个截面上的耐磨性相差很悬殊。木材横截面木材横截面的硬度和耐磨性都较径切面和弦切面为高。髓线发达的硬度和耐磨性都较径切面和弦切面为高。髓线发达的木材其弦切面的硬度和耐磨性均比径切面高,阔叶的木材其弦切面的硬度和耐磨性均比径切面高,阔叶材的耐磨性较针状材的耐磨性强。材的耐磨性较针状材的耐磨性强。树树种种密度密度端面硬度端面硬度(Mpa)(Mpa)产产地地泡桐泡桐杉木杉木紫椴紫椴香樟香樟水曲柳水曲柳柞木柞木槭木槭木黄檀黄檀蚬蚬木木0.2830.2830.3760.3760.4510.4510.5350.5350.6430.6430.7480.7480.8800.8800.9230.9231.
31、1281.12819.519.526.526.534.434.440.240.259.959.972.972.9108.8108.8112.4112.4142.3142.3河南河南湖南湖南黑黑龙龙江江安徽安徽黑黑龙龙江江黑黑龙龙江江安徽安徽浙江浙江广西广西木材密度与硬度的关系木材密度与硬度的关系 木材的硬度与木材的密度密切相关,密度大其硬度则高,木材的硬度与木材的密度密切相关,密度大其硬度则高,反之则低。反之则低。4.1.3木材的干燥、防腐和防火一、木材的干燥一、木材的干燥木材在采伐后,使用前通常都应经干燥处理。干燥处理可防止木材受细菌等腐蚀,减少木材在使用中发生收缩裂缝,提高木材的强度和耐久
32、性。干燥方法有自自然干燥然干燥和人工干燥人工干燥两种方法。二、木材的防腐二、木材的防腐1、木材的腐朽原因木材腐朽主要是因为木材是天然有机材料,易受真菌、真菌、昆虫昆虫的侵害而腐朽变质。而真菌种类很多,常见的有霉菌、变色菌和腐朽菌霉菌、变色菌和腐朽菌三种。霉菌、变色菌影响木材的外观,而不影响木材的强度;腐朽菌对木材危害严重。蛀蚀木材的昆虫如:白蚁、天牛、蠹(d)虫等2、木材腐朽的条件真菌的生存和繁殖必须具备的条件:适宜的温度温度、足够的空气空气和适当的湿度湿度。温度为2530,含水率在纤维饱和点以上到50%,又有一定量的空气,最适合真菌的繁殖。当温度大于60或小于5,真菌不能生长。如含水率小于2
33、0%或将木材浸泡在水中,真菌也难于存在。3、木材的防腐木材常用的防腐措施:通风、干燥、水浸泡、深通风、干燥、水浸泡、深埋于地下和表面涂油漆埋于地下和表面涂油漆等方法。此外还可以采用化学有毒药剂,经喷淋、浸泡或注入等方法,从而抑制或杀死菌类、虫类,达到防腐的目的。防腐剂种类很多,常用的有水溶性防腐剂、油剂防腐剂和复合防腐剂。木材的防火,就是指将木材经过具有阻燃性能的化学物质处理后,变成难燃的材料,以达到遇小火能自熄,遇大火能延缓或阻止燃烧蔓延,从而赢得补救时间。要阻止和延缓木材燃烧,可有以下几种措施:(1)抑制木材在高温下的热分解(2)阻止热传递(3)增加隔氧作用 三、木材的防火三、木材的防火木
34、材防火处理方法有:表面涂敷法即在木材表面涂敷防火涂料,既防火又具防腐和装饰作用。溶液浸注法分常压浸注和加压浸注两种。浸注处理前,要求木材必须达到充分气干,并经初步加工成型,以免防火处理后进行大量锯、刨等加工,使木料中浸有阻燃剂的部分被除去。3、木装饰品及应用、木装饰品及应用木地板是由硬木树种和软木树种经加工处理而制成的木板面层。木地板可分为实木地板、强化木地板、实木复合地板、竹材地板和软木地板。3.1 木地板木地板实木地板可分为平口实木地板、企口实木地板、拼方拼花实木地板、竖木地板、指接地板、集成地板等。如图8.5、图8.6所示3.1.1 实木地板实木地板图8.5木地板块(a)平口实木地板;(
35、b)企口实木地板;(c)拼花实木地板;(d)竖木地板 图8.6 拼装图案(1)平口实木地板)平口实木地板六面均为平直的长方体及六面体或工艺形多面体木地板。主要规格有155mm22.5mm8mm、250mm50mm10mm、300mm60mm10mm平口实木地板可作地板外,也可作拼花板、墙裙装饰以及天花板吊顶等室内装饰。(2)企口实木地板(又称榫接地板或龙冈地板)企口实木地板(又称榫接地板或龙冈地板)板面呈长方形,其中一侧为榫,另一侧有槽,其背面有抗变形槽。由于铺设时榫和槽必须结合紧密,因而生产技术要求较多,木质也要求要好,不易变形。实木长条企口地板被公认为是良好的室内地面装饰材料,适用于办公室
36、、会议室、会客室、休息室、旅馆客房、住宅起居室、卧室、幼儿园及仪器室等场所。(3)拼方、拼花实木地板拼方、拼花实木地板由多块条状小木板以一定的艺术性和规律性的图案拼接成方形。拼花木地板的木块尺寸一般为长250300mm,宽4060mm,板厚2025mm。有平头接缝地板和企口拼接地板两种。适用于高级楼宇、宾馆、别墅、会议室、展览室、体育馆和住宅等的地面装饰。(4)竖木地板)竖木地板以木材的横切面为板面,呈矩形,正方形,正五、六、八边形等正多面体或圆柱体拼成的木地板称为竖实木地板,简称竖木地板。目前,竖木地板一般采用整张化工序。不仅可作木地板,还可作天花板、墙裙装饰材料,用于宾馆、饭店、招待所、影
37、剧院、体育场、办公室和家庭住宅等场所。(5)指接地板)指接地板由宽度相等、长度不等的小木板条粘结而成的木地板。不易变形并开有榫和槽,与企口实木地板的结构基本相同。实木指接企口地板常见规格有(18304000)mm(4075)mm(1218)mm。(6)集成地板(又称拼接地板、横拼地板)集成地板(又称拼接地板、横拼地板)由宽度相等的小木板条指接起来,再将多片指接体横向拼接而成的木地板。该木地板幅面大,性能稳定,不易变形,给人一种天然的美感。集成企口实木地板规格为(18304000)mm(150200)mm(1218)mm,常见规格为1830mm150mm15mm。(1)强化木地板的结构)强化木地
38、板的结构强化木地板是由耐磨层、装饰层、芯层、防潮层胶合而成的木地板,如图8.7所示。强化木地板的耐磨层是采用Al2O3或碳化硅覆盖在装饰纸上。强化木地板的芯层,也称基材层,多采用高密度纤维板(HDF)、中密度纤维板(MDF)或特殊形态的优质刨花板,前两者居多。防潮层也叫底层,其作用是防潮和防止强化木地板变形。3.1.2 强化木地板强化木地板图8.7强化木地板的结构(2)强化木地板的特点与技术要求)强化木地板的特点与技术要求强化木地板的优点:耐磨耗、花色品种多、色彩典雅大方、规格尺寸大、稳定性好、强度高、抗静电、耐污染、耐腐蚀、耐香烟灼烧等。国家标准室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放量(G
39、B/T185802001)中规定甲醛释放量必须小于或等于1.5mg/L的标准。强化木地板常见的尺寸规格为(11201400)mm(180200)mm(610)mm,榫面宽度不小于3mm。实木复合地板是利用优质阔叶材或其他装饰性很强的合适材料作表层,以材质软的速生材或以人造材作基材,经高温高压制成多层结构。(1)实木复合地板的分类)实木复合地板的分类实木复合地板可分为三层实木复合地板、多层实木复合地板和细木工贴面地板。3.1.3 实木复合地板实木复合地板三层实木复合地板由三层实木交错层压而成,表层为优质硬木规格板条镶拼板,芯层为软木板条,底层为旋切单板。见图8.8。多层实木复合地板是以多层胶合板
40、为基材,其表层以优质硬木片镶拼板或刨切单板为面板,涂布脲醛树脂胶,经热压而成。细木工贴面地板是以细木工板作为基材板层,表面用名贵硬木树种作为表层,经过热压机热压而成。图8.8三层实木复合地板(2)实木复合地板的特点)实木复合地板的特点其优点为:规格尺寸大、不易变形、不易翘曲、板面具有较好的尺寸稳定性、整体效果好、铺设工艺简捷方便、阻燃、绝缘、隔潮、耐腐蚀等。实木复合地板也存在缺点:胶粘剂中含有一定的甲醛,必须严格控制,严禁超标。实木复合地板结构不对称,生产工艺复杂,成本较高。竹材地板是经选料粗加工、碳化、蒸煮漂白、粗材胶合、板材成型等工艺过程制成。(1)按结构不同,竹材地板一般可分为径面式竹材
41、地板、弦面式竹材地板和竹木复合地板。见图8.9。(2)按使用材料不同,竹材地板一般可分全竹地板和竹木复合地板。(3)按地板颜色不同,竹材地板一般可分本色竹地板和碳化竹地板。3.1.4 竹木地板竹木地板图8.9竹材地板类型与结构 软木地板是以软木为原料经压缩烘焙等加工而成的。软木地板的优点:不仅具有可压缩性、弹性、不透气、不透水,耐油、耐酸、耐皂液等多种液体,绝热、减振、吸声、隔声、摩擦系数大、耐磨等优异性能,而且经漂染可成为彩色拼花地板,具有隔声、阻燃、无声的特性,可取代地毯。3.1.5 软木地板软木地板用木材装饰室内墙面,按主要原料不同可分为两类。一类是薄木装饰板,此类板材主要由原木加工而成
42、,经选材干燥处理后用于装饰工程中;另一类是人工合成木制品,它主要由木材加工过程中的下脚料或废料经过机械处理,生产出人造材料。3.2 木饰面板木饰面板(1)胶合板)胶合板 胶合板是用原木旋切成薄片,再用胶粘剂按奇数层数,以各层纤维互相垂直的方向粘合热压而成的人造板材。按胶合板的层数,可分为三夹板、五夹板、七夹板和九夹板,前两种最常用。胶合板的幅面尺寸见表8.2。胶合板的特点胶合板的特点改变了木材的各向异性,材质均匀改变了木材的各向异性,材质均匀吸湿变形小、幅面大、不易翘曲吸湿变形小、幅面大、不易翘曲有着美丽的花纹有着美丽的花纹使用非常广泛的装饰板材之一使用非常广泛的装饰板材之一。胶合板的分类胶合
43、板的分类按照胶粘性能分类特点及使用范围类(耐气候胶合板)耐久、耐沸煮或蒸汽处理;能在室外使用类(耐水胶合板)耐冷水浸泡或短时间热水浸泡,不耐沸煮;在室内使用类(耐潮胶合板)耐短时间冷水浸泡;在室内使用类(不耐潮胶合板)主要在室内使用表表8.2普通胶合板的幅面尺寸普通胶合板的幅面尺寸 宽度(mm)长度(mm)915122018302135244091591512201830213512201220183021352440(2)细木工板)细木工板细木工板为芯板用板拼接而成,两面胶粘一层或二层单板的实心板材。细木工板按结构不同,可分为芯板不胶拼和芯板胶拼的两种;按表面加工状况可分为一面砂光、两面砂光
44、和不砂光三种;按所使用的胶合剂不同,可分为类胶细木工板、类胶细木工板两种;按面板的材质和加工工艺质量不同,可分为一、二、三等三个等级。细木工板的尺寸规格、技术性能见表8.3。表表8.3细木工板的尺寸规格和技术性能细木工板的尺寸规格和技术性能 长度(mm)宽度(mm)厚度(mm)技术性能 915122015201830213824409151830213591516192225含水率:10%3%静曲强度厚度为16mm,不低于15MPa厚度16mm,不低于12MPa胶层剪切强度不低于1MPa12201830213524401220(3)纤维板)纤维板纤维板以木质纤维或其他植物纤维材料为主要原料,经
45、破碎、浸泡、研磨成木浆,再加入一定的胶料,经热压成型、干燥等工序制成的一种人造板材。按纤维板的体积密度不同可分为硬质纤维板、中密度纤维板、软质纤维板三种;按表面分为一面光板和两面光板两种;按原料不同分为木材纤维板和非木材纤维板。硬质纤维板的强度高,耐磨、不易变形,可用于墙壁、门板、地面、家具等。硬质纤维板按其物理力学性能和外观质量分为特级、一级、二级、三级四个等级。中密度纤维板品种很多,(根据GB1171899)按产品的公称密度可分为80型板、70型板和60型板。中密度纤维板按产品的技术指标(根据GB/T117899)可分为优等品、一等品、合格品。按所用胶合剂分脲醛树脂中密度纤维板、酚醛树脂中
46、密度纤维板、异氰酸酯中密度纤维板。按用途可分为室内用板、室外用板、特种用途板。软质纤维板的结构松散,故强度低,但吸音性和保温性好,主要用于吊顶等。(4)刨花板)刨花板刨花板是利用施加胶料和辅助料或未施加胶料和辅助料的木材或非木材植物制成的刨花材料压制成的板材刨花板按原料不同分为木材刨花板、甘蔗渣刨花板、亚麻屑刨花板、棉秆刨花板、竹材刨花板、水泥刨花板、石膏刨花板;按表面分为未饰面刨花板和饰面刨花板;按用途分为家具、室内装饰等一般用途的刨花板和非结构建筑用刨花板刨花板属于中低档装饰材料,且强度较低,一般主要用作绝热、吸声材料,用于地板的基层(实铺),还可用于吊顶、隔墙、家具等。(5)装饰木材)装
47、饰木材装饰木板是由各种原木经锯切、刨光加工而成的板材。能用于装饰的树木品种很多,常用的有柚木、水曲柳、红松、榉木、樱桃木、白松、樟子松、鱼鳞松等。装饰木板用于室内墙面装饰中,板材的厚度一般为9.518mm,宽度为1935mm,长度为18m。(6)薄木贴面装饰板)薄木贴面装饰板薄木贴面装饰板是采用珍贵木材,通过精密加工而成的非常薄的装饰面板。薄木按厚度不同可分为厚薄木和微薄木。薄木按制造方法不同分旋切薄木、刨切薄木和半圆旋切薄木。木装饰线条简称木线,是选用质硬、结构细密、材质较好的木材,经过干燥处理后,再机械加工或手工加工而成。木线在室内装饰中主要起着固定、连接、加强装饰饰面的作用。木线种类繁多
48、,各种木线的外形及规格见图8.10、图8.11。3.3 木装饰线条木装饰线条3.3.1 木装饰线条的形状和种类木装饰线条的形状和种类木装饰线条木装饰线条材质材质功能功能款式款式杂木木线杂木木线水曲柳木线水曲柳木线胡桃木木线胡桃木木线白木木线白木木线榉木木线榉木木线压边线压边线压角线压角线墙腰线墙腰线柱角线柱角线天花角线天花角线外凸式外凸式内凹式内凹式凸凹结合式凸凹结合式嵌槽式嵌槽式图8.10木装饰角线 图8.11木装饰边线 线按材质不同可分为硬度杂木线、进口洋杂木线、白元木线、水曲柳木线、山樟木线、核桃木线、柚木线等;按功能可分为压边线、柱角线、压角线、墙角线、墙腰线、上楣线、覆盖线、封边线、
49、镜框线等;按外形可分为半圆线、直角线、斜角线、指甲线等;从款式上可分为外凸式、内凹式、凸凹结合式、嵌槽式等。木线具有表面光滑,棱角、棱边、弧面弧线垂直,轮廓分明,耐磨、耐腐蚀,不劈裂,上色性好、粘结性好等特点,在室内装饰中应用广泛,主要用于天花线和天花角线。(1)天花线(2)天花角线 3.3.2 木装饰线条的应用木装饰线条的应用软木贴面装饰板是采用软木,通过精密加工(先是软木片生产,后是软木片贴面装饰生产)而成的非常薄的装饰面板。由于软木具有耐磨、弹性好、减振、吸音、隔声、防浸、防潮、阻燃、保温、可压缩、电绝缘等优点。3.3.3 软木帖面装饰板软木帖面装饰板 关于人造木板材的甲醛释放量控制问题关于人造木板材的甲醛释放量控制问题具体根据民用建筑工程室内环境污染控制规范规定。
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