项目八建筑木材提纲8.1木材的认识针叶树多为常绿树，其树干通直高大，树叶细长如针，纹理顺直，材质一般较软，有的含树脂，故又称软材。针叶树材强度较高，表观密度及缩胀变形较小，耐腐蚀性强，为建筑工程中的主要用材。常见的针叶树种有红松、樟子松、落叶松、云杉、冷杉、铁杉、杉木、柏本、云南松、华山松、马尾松等。表8-1木材的树种和分类1）树木主要由树皮、髓心和木质部组成。建筑用木材主要使用木质部，木质部是髓心和树皮之间的部分，是木材的主体。在木质部中，靠近髓心的部分颜色较深，称为心材；靠近树皮的部分颜色较浅，称为边材。心材含水量较小，不易翘曲变形，耐腐蚀性较强；边材含水量较大，易翘曲变形，耐腐蚀性也不如心材，所以心材利用价值更大。2）从横切面可以看见深浅相间的同心圆，称为年轮。每一年轮中，色浅而质软的部分是春季长成的，称为春材或早材；色深而质硬的部分是夏季长成的，称为夏材或晚材。相同的树种，夏材越多，木材强度越高；年轮越密且均匀，木材质量越好。木材横切面上，有许多径向的，从髓心向树皮呈辐射状的细线条，或断或续地穿过数个年轮，称为髓线，是木材中较为脆弱的部位，干燥时常沿髓线发生裂纹。从显微镜下可以看到，木材是由有无数细小空腔的圆柱形细胞紧密结合组成，每个细胞都有细胞壁和细胞腔，细胞壁是由若干层细胞纤维组成，其连接纵向较横向牢固，因而造成细胞壁纵向的强度高，而横向的强度低，在组成细胞壁的纤维之间存在有极小的空隙，能吸附和渗透水分。细胞本身的组织构造在很大程度上决定了木材的性质，如细胞壁越厚，腔越小，木材组织越均匀，则木材越密实，表观密度与强度越大，同时缩胀变形也越大。木材细胞因功能不同主要分为管胞、导管、木纤维、髓线等。针叶树显微结构较为简单而规则，由管胞、树脂道和髓线组成，管胞主要为纵向排列的厚壁细胞，约占木材总体积的90%。针叶树的髓线较细小而不明显。阔叶树的显微结构复杂，主要由导管、木纤维及髓线等组成。导管是壁薄而腔大的细胞，约占木材总体积的20%。木纤维是一种厚壁细长的细胞，它是阔叶树的主要成分之一，占木材总体积的50%以上。阔叶树的髓线发达而明显。导管和髓线是鉴别阔叶树的显著特征。3）木材的平衡含水率木材的含水率与周围空气的相对湿度达到平衡时，称为木材的平衡含水率。即当木材长时间处于一定湿度和温度的空气中，其水分蒸发和吸收趋于平衡，含水率相对稳定，此时的含水率为平衡含水率。木材平衡含水率随大气的湿度变化而变化。为了避免木材的使用过程中因含水率变化太大而引起变形或开裂，木材使用前，须干燥至使用环境常年平均的平衡含水率。我国平衡含水率平均为15%（北方约为12%，南方约为18%）。木材的湿胀干缩木材细胞壁内吸附水含量的变化会引起木材的变形，即湿胀干缩。木材含水量大于纤维饱和点时，表示木材的含水率除吸附水达到饱和外，还有一定数量的自由水。此时，木材如果受到干燥或受潮，只是自由水改变。但含水率小于纤维饱和点时，则表明水分都吸附在细胞壁的纤维上，它的增加或减少能引起体积的膨胀或收缩，即只有吸附水的改变才影响木材的变形。由于木材构造的不均匀性，木材的变形在各个方向上也不相同；顺纹方向最小，径向较大，弦向最大。因此，湿材干燥后，其截面尺寸和形状会发生明显的变化。松木的含水率对其膨胀性的影响见图8-6。湿胀干缩将影响木材的使用。干缩会使木材翘曲、开裂、连接处松动、拼缝不严。湿胀可造成表面鼓凸，所以木材在加工或使用前应预先进行干燥，使其接近于与环境湿度相适应的平衡含水率。图8-5木材的平衡含水率（%）图8-6松木含水率对膨胀性的影响2）影响木材的强度的主要因素木材强度出本身组织构造因素决定外，还与含水率、疵点（木节、斜纹、裂缝、腐朽及虫蛀等）、负荷持续时间、温度等因素有关。(1)含水率：木材含水率在纤维饱和点以下时，含水率降低，吸附水减少，细胞壁紧密，木材强度增加，反之，强度降低。当含水率超过纤维饱和点时，只是自由水变化，木材强度不变。（2）负荷时间；木材在长期外力作用下，只有在应力远低于强度极限的某一定范围之下时，才可避免因长期负荷而破坏。而它所能承受的不致于引起破坏的最大应力，称为持久强度。木材的持久强度仅为极限强度的50%-80%。（3）环境温度：温度对木材强度有直接影响，当温度从25℃升至50℃时，将因木纤维和其间的胶体软化等原因，使木材抗压强度降低20%-40%，抗拉和抗剪强度降低12%-20%。当温度字100℃以上时，木材中部分组织会分解、挥发、木材变黑、强度明显下降。因此，环境温度长期超过50℃时，不应采用木结构。（4）缺陷：木材在生长、采伐、储存、加工和使用过程中会产生一些缺陷，如木节、裂纹、腐朽和虫蛀等。这会破坏木材构造，造成材质的不连续和不均匀，从而使木材的强度大大降低，甚至失去可用价值。