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第九章 木材 木材用于建筑工程，已有悠久历史木材作为建筑材料，具有许多优良性能，如轻质高强；有较高的弹性和韧性，耐冲击和振动；易于加工；长期保持干燥或长期置于水中，均有很高的耐久性，导热性低；大部分木材都具有美丽的纹理，装饰性好等但木材也有缺点，如内部结构不均匀，导致各向异性；易随周围环境改变含水率，引起胀缩变形；易腐蚀及虫蛀；易燃烧；天然疵点多等 木材是天然资源，树木的生长较慢，而现在建筑需木材量较大，应节约使用木材第一节 木材的构造 木材分针叶树材和阔叶树材两类 针叶树树干通直而高大，易的大材，纹理平顺，材质均匀，木质较软，易于加工，故又称软木材表观密度和缩胀变形较小，耐腐蚀性强为建筑工程中主要用材，广泛用于承重结构常用树种有松、杉、柏等 阔叶树树干通直部分较短，木质较硬，较难加工，故又称硬木材表观密度和缩胀变形较大，易开裂，强度较高建筑上常用作尺寸较小的构件有些树种具有美丽的纹理，适于作内部装修、家具等常用的树种有榆木、水曲柳、柞木等， 木材的结构决定着木材的性能第一节 木材的构造一、木材的宏观构造木材是由树皮、木质部和髓心等部分组成木质部是建筑材料使用的主要部分，研究木材的构造主要是指木质部的构造。

接近树干中心的部分呈深色，称心材，靠近外围的部分色较浅，称边材，一般说，心材比边材的利用价值大些（图9-1）第一节 木材的构造在显微镜下观察到木材是由无数管状细胞紧密结合而成，如图所示第一节 木材的构造 木材细胞因功能不同可分为管胞、导管、木纤维、髓线等多种针叶树的显微结构简单而规则，主要是有管胞和髓线组成，其髓线较细小，不很明显某些树种在管胞间尚有树脂道，如松树阔叶树的显微结构较复杂，主要是有导管、木纤维及髓线组成，其髓线较发达，粗大而明显导管是壁薄而腔大的细胞，大的管孔肉眼可见第二节 木材的物理和力学性质 木材的主要物理力学性质包括：含水量、湿胀干缩、强度等，其中含水量对木材的物理力学性质影响很大第二节 木材的物理和力学性质 一、含水量 木材的含水量以含水率表示，即指木材中含水的重量占干燥木材重量的百分比 木材中所含水分，可分为自由水和吸附水两种自由水存在于细胞腔和细胞间隙中，吸附水是被吸附在细胞壁内的水分自由水只与木材的容重、保存性、燃烧性、干燥性和渗透性有关，而吸附水是影响木材强度和缩胀的主要因素 当木材中无自由水，仅细胞壁内充满吸附水时，这时木材的含水率称为纤维饱和点纤维饱和点随树种而异，通常介于2535%。

纤维饱和点是木材物理力学性质发生变化的转折点 木材的含水率与空气湿度平衡时的含水量称为平衡含水率新伐木材的含水率常在35%以上，风干木材含水率为1525%，室内干燥的木材含水率为815%第二节 木材的物理和力学性质 二、湿胀干缩 当木材从潮湿状态下干燥至纤维饱和点时，自由水蒸发其尺寸保持不变，继续干燥，吸附水蒸发则引起体积收缩反之，干燥木材吸湿时，体积膨胀直到纤维饱和点为止木材干缩湿胀髓树种而差异，一般表观密度大的、夏材含量多的，胀缩就较大 木材的湿胀干缩对木材的使用有严重影响，使结构发生裂缝或凸起为了避免这种情况，最基本的方法是预先将木材进行干燥，使木材的含水率与将作成构件使用时所处环境的湿度相适应第二节 木材的物理和力学性质木材由于构造不同，使各方向胀缩也不一样，在同一木材中，这种变化沿弦向最大，径向次之，纤维方向最小木材干燥时，弦向干缩为612%，径向干缩为36%，纤维方向0.10.35%，如图所示第二节 木材的物理和力学性质 三、强度 木材的强度分抗压、抗拉、抗弯和抗剪几种由于木材结构构造各项不同，因此强度又分为顺纹和横纹 木材强度与木材中承受外力作用的细胞壁细胞有关，这类细胞数量越多，细胞壁越厚，强度越高。

因此，木材的表观密度越大，夏材含量越多，则强度越高 （一）抗拉强度 木材顺纹抗拉强度最大（即作用力方向与纤维方向平行），当受拉破坏时，纤维并未拉断，只是产生纤维的撕裂和联结的破坏木材横纹抗拉强度为顺纹的2.55%，其受拉破坏主要是木材纤维细胞联结的破坏，因此，使用时应尽量避免木材横纹拉力 （二）抗压强度 木材的顺纹抗压强度是木材各种力学性质中的基本指标，其中又分为径向与弦向两种指标当作用力与年轮垂直时，则为径向顺纹受压；当作用力与年轮相切时，则为弦向横纹受压；顺纹抗压强度比横纹抗压强度大第二节 木材的物理和力学性质（三）抗剪强度木材的剪切形式有顺纹剪切、横纹剪切和横纹切断顺纹剪切方向与纤维方向平行强度较低，一般为同一方向抗压强度的1530%横纹切断为剪力方向与纤维方向垂直，而剪切面与纤维方向平行这种剪力切断纤维中的横向联结，因此木材的横纹剪切强度比顺纹剪切强度还要低横纹切断为剪切方向和剪切面都与纤维方向垂直，这种剪切破坏是将纤维切断，因此这种强度较大，一般为顺纹剪切的45倍第二节 木材的物理和力学性质（四）抗弯强度木材抗弯强度的大小与含水率及木材本身的缺陷有关受弯时上部纤维受顺纹抗拉，下部受顺纹抗拉，水平面受剪。

因此抗弯强度较大，为顺纹抗压强度的1.52倍为了方便比较，现将木材各种强度之间数值大小关系列于表中抗 压 抗拉 抗弯 抗剪 顺纹横纹顺纹横纹顺纹横纹切断11/101/3231/201/31.52 1/71/31/21木材各强度大小关系 表9-1我国建筑工程上常用木材的主要物理力学性质见表9-2所列常用树种的木材主要物理力学性质 表9-2树种名称 产地 气干表观密度 g/cm3干缩系数 顺纹抗拉强度 MPa横纹抗拉强度 MPa抗弯强度 MPa抗剪强度 MPa径向 弦向 径面 弦面 针叶树 杉木湖南0.3710.1230.27738.877.263.84.24.9四川0.4160.1360.28639.193.568.46.05.9红松东北0.4400.1220.32132.898.165.36.36.9马尾松安徽0.5330.1400.27041.999.080.77.37.1落叶松东北0.6410.1680.39855.7129.9109.48.56.8云松东北0.4510.1710.34942.4100.975.16.26.5冷松四川04330.1740.34138.897.370.05.05.5阔叶树 柞栎东北0.7660.1990.31655.6155.4124.011.812.9麻栎安徽0.9300.2100.38952.1155.4128.615.918.0水曲柳东北0.6860.1970.35352.5138.1118.611.310.5榔榆浙江0.81849.1149.4103.816.418.4第二节 木材的物理和力学性质（五）影响木材强度的主要因素1、含水量的影响木材的强度随含水量的变化而异。

含水量在纤维饱和点以上变化时，木材强度不变，在纤维饱和点以下时，含水率降低，木材强度增大；反之，强度减小试验证明，木材含水量的变化，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，对顺纹抗剪影响小，而对顺纹抗拉几乎没有影响第二节 木材的物理和力学性质 2、负荷时间 木材对长期荷载的抵抗能力与对暂时荷载是不同的木材在外力长期作用下，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 木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为持久强度木材的持久强度比极限强度小得多，一般为极限强度的5060% 3、温度的影响 木材随温度的升高会降低，当温度升高到50，针叶树抗拉强度降低1015%，抗压强度降低2024%因此，长期处于高温的建筑物，不宜采用木结构第二节 木材的物理和力学性质 4、疵点的影响 木材在生产、采伐、保存过程中，所产生的内部和外部的缺陷，统称为疵点木材的疵点主要有木节、斜纹、裂纹、腐朽和虫害等木节可分为活节、死节、松软节、腐朽节等几种活节影响较小木节使木材顺纹抗拉强度显著降低，对顺纹抗压强度影响较小对横纹抗压和剪切强度反而会增加斜纹木材严重降低其顺纹抗拉强度，抗弯次之。

裂纹、腐朽、虫害等疵点会造成木材结构的不连续性或破坏其组织，因此严重的影响木材的力学性质，甚至使木材失去使用价值第三节 木材的腐朽和防腐 一、木材的腐朽 木材腐朽由真菌所致引起木材变质腐朽的真菌有三种：即霉菌、变色菌和腐朽菌霉菌和变色菌对木材影响不大腐朽菌是以细胞壁为养料，供自身生长繁殖，使细胞壁遭致完全破坏，从而使木材腐朽 真菌在木材中生存繁殖，必须同时具有三个条件，即适当的水分、空气和温度当木材含水率在3550%，温度在2530，和空气时最适合腐朽菌的繁殖第三节 木材的腐朽和防腐 二、木材的防腐 木材防腐通常采用两种形式，一种是创造条件，使木材不适于真菌寄生和繁殖，即使木材干燥，表面刷漆等；另一种是把木材变成含毒的物质，使其不能作真菌的养料，如化学防腐剂灌注法、表面涂刷法，浸渍法、压力渗透法等 木材腐蚀除真菌所致外，还会遭到蠹虫、天牛、白蚁等蛀蚀，防止的方法通常是向木材中注入防虫剂第四节 木材的综合利用 建筑用木材通常以原木、板材、枋材三种供应 原木是指去枝去皮后按规格锯成一定长度的木料；板材是指宽度为厚度的三倍或以上的木料；而枋材是指宽度不足三倍厚度的木料 木材加工时会留下大量的碎块废屑。

将这些下脚料进行加工处理，就可造成各种人造板材（胶合板原料除外）常用的人造板材有以下几种第四节 木材的综合利用 一、胶合板 胶合板是将原木沿年轮切成大张薄片，再用胶粘合压制而成木片层数为奇数，一般为313层，纤维互相垂直是合理利用、充分节约木材的有效方法，同时还能改善木材的物理力学性能 胶合板的特点是能制成宽幅的板材，且板面有美丽的木纹，消除各向异性，收缩率小，没有木节和裂纹等缺陷同时产品规格化，便于使用 胶合板用途很广，通常用作隔墙、天花板、家具及室内装修等耐水胶合板可用作混凝土模板第四节 木材的综合利用 二、纤维板 纤维板是将下脚料经破碎、研磨成木浆，再经湿压成型、干燥处理而成它可使木材得到高度充分利用（木材利用率达90%以上），且材质构造均匀，各向强度一致，弯曲强度大（可达55MPa）、不易胀缩和翘曲开裂、耐磨、不腐蚀、无木节、虫眼等缺陷，并有一定绝缘性能 硬质纤维板的应用很广，可代替普通木板用于室内墙壁、地板、门窗、家具、装修等软质纤维板多用作绝热、吸声材料第四节 木材的综合利用 三、刨花板、木丝板、木屑板 它们是利用刨花碎片、短小废料加工刨制的木丝、木屑等，经过干燥，拌以胶料压制而成的板材。

这类制品表观密度较小，强度不高，主要用作吸声及保温绝热材料，不宜受潮 四、镶拼地板 镶拼地板是将下脚料加工成小木条，预先贴在一块小布上，五块为一联，作地板应用它是木材综合利用的新途径第十章 沥青材料 沥青材料是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）的衍生物所组成的混合物对于沥青材料的命名和分类，目前世界各国尚未取得统一的标准现就我国的命名和分类简述如下：第十章 沥青材料 沥青是指这类材料的总称沥青分为两大类： 第一大类是由石油系统得到的称为地沥青 地沥青按其产源不同又分为天然沥青和石油沥青二类 天然沥青是指石油在天然条件下，在长时间的地球物理因素的作用下最后所形成的产物 石油沥青是指石油经各种炼制加工工艺后所得到的产品 第二大类是由各种有机物（如煤、页岩、木材等）干馏所得到的焦油，经再加工所得到的产物，故称为焦油沥青 焦油沥青按其加工的有机物名称而命名，如由煤干馏的煤焦油，经再加工后所得到的沥青，即称为煤沥青 页岩沥青按其技术性质接近石油沥青，按其生产工艺接近焦油沥青，目前分类暂属焦油沥青类 以上这些类型的沥青中，在道路建筑中最主要是石油沥青和煤沥青两类，其次是天然沥青，我国亦有较大储量。

第一节 石油沥青 一、石油沥青的生产工艺概述.石油的基属分类石油是炼制石油沥青的原料，石油沥青的性质首先与石油的基属有关我国目前的原油分类是按照“。