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主要缺点: ①构造不均匀,各向异性; ②容易吸水或失水,导致构件发生变形、翘曲或开裂; ③容易燃烧,耐火性差; ④天然疵病多,如木节、开裂等,影响木材的均匀性和完整性; ⑤易腐朽或遭受虫蛀。 1.木材的宏观构造 木材:树皮、木质 部和髓心构成。 2.木材的微观构造 木材由无数管状细 胞构成,每个细胞包 括细胞壁(纵向连接 大于横向)和细胞腔 木材中所含水可分为自由水、吸附水和化合水。自由水是存在于细胞腔和细胞间隙中的水;吸附水存在于细胞壁中的水;化合水是木材化学成分中的结合水。 纤维饱和点:当木材中细胞壁内被吸附水充满,而细胞腔间隙中没有水时,此时的含水率称为纤维饱和点。 平衡含水率:当木材的含水率与周围空气相对湿度达到平衡时的含水率 木材的湿胀干缩是由 细胞壁内吸附水量的 变化引起的。 规律 受纤维饱和点控制。 右图 木材的强度表现为各向异性,顺纹抗拉强度为最大,抗弯、抗压、抗剪强度,递减,横纹抗拉、抗压强度比顺纹小得多。 影响木材强度的主要因素: 1.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;当木材含水率在纤维饱和点以上时,木材的强度等性能稳定。 含水率对木材的顺纹抗压及抗弯强度影响最大,而对顺纹抗拉强度几乎无影响。 2.负荷时间,温度及木材缺陷 木材对长期荷载的抵抗能力与 对暂时荷载不同,木材在外力 作用下,只有当其应力远低于 强度极限的某一定范围以下 时,才可避免木材因长期负荷 而破坏。 (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。 方法:窑干(含水率不应大于12%、气干不应大 于平衡含水率) (二)木材的防腐 木材中的腐朽菌生长的条件是水分、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。 将木材置于通风、干燥处或浸没在水中或深埋于地下,或表面涂油漆、注化学有毒药剂(如氟化钠、杂酚油等)。 * * 本章教学目标 掌握:木材的主要性质,纤维饱和点, 平衡含水率 熟悉:木材的应用 了解:木材的分类及构造 木材与水泥、钢材、化学建材并称为建筑四大材 主要优点: ①轻质高强,热、声和电的传导性都比较低; ②具有较好的弹性和韧性,能承受振动和冲击作用; ③容易加工且木纹美观; ④随着温度变化而发生的胀缩比较小; ⑤绿色建材,成本较低。 ⑥在适当的保养条件下,有较好的耐久性。 概 述 针叶树:树干通直高大,表观密度和胀缩 变形小,材质软,强度较高,耐腐蚀性强 木材 阔叶树:树干通直部分短、材质较硬,较难 加工,一般强度较高,胀缩变形大,易翘曲 开裂。 第一节 木材的分类与构造 一、木材的分类 细胞腔 细胞壁 二、木材的构造 (一)木材的宏观构造 横切面 径切面 弦切面 年轮、髓心和髓线 木材不同切面的构造特征 年轮就是显示在木材横切面上的许多深浅相间的同心圆环 。 一般树木每年生长一圈,同一年轮有深浅两部分 髓心居于树干中心,是最早形成的木质部分,材质松软, 强度较低,易腐朽。 髓线是以髓心为中心横贯年轮而成放射状分布的横向 细胞组织,它长短不一,起横向输送和贮藏养料的作用。 靠近树干中心的内圈颜色较深,其中的细胞已失去生机, 称心材;位于心材四周的外圈,颜色较浅,称为边材。 (二)木材的微观构造 针叶树材的微观构造 1—管胞;2—髓线;3—树脂沟 阔叶树材的微观构造 1—导管;2—髓线;3—木纤维 针叶树材主要由管胞和髓线等组成 阔叶树材主要由木纤维、导管和髓线组成 导管壁薄而腔大,主要起输送养分的作用 有无导管以及髓线粗细是区分阔叶树材和针叶树材的重要特征。 木材的细胞壁由纤维素、半纤维素和木质素所组成的 细胞是由细胞壁和细胞腔两部分构成的 第二节 木材的主要性质 一、含水率 二、湿胀干缩 三、强度 规定木材强度亦含水率为12%时的数值为标准值 木材含水率对其强度的影响 1—顺纹抗拉;2—抗弯; 3—顺纹抗压;4—顺纹抗剪 木材使用温度超过50℃时,强度会有明显的下降 荷载持续时间 持久强度 木材强度 四、木材的干燥、防腐与防火
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