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木材具有什么特性？
發(fā)布時(shí)間：
2021-03-16
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木材具有什么特性？
1.木材強(qiáng)度
質(zhì)地不均勻，各方面強(qiáng)度不一致是木材之重要特點(diǎn)，也是其缺點(diǎn)。木材沿樹(shù)干方(習(xí)慣叫順紋)之強(qiáng)度較垂直樹(shù)干之橫向(橫紋)大得多。例圖為松木與雜木三方向之抗壓強(qiáng)度。各方面強(qiáng)度之大小，可以從管形細(xì)胞之構(gòu)造、排列之方面找到原因。木纖維縱向聯(lián)結(jié)最強(qiáng)，故順紋抗拉強(qiáng)度最高。木材順紋受壓，每個(gè)細(xì)胞都好象一根管柱，壓力大到一定程度細(xì)胞壁向內(nèi)翹曲然后破壞。故順紋抗壓強(qiáng)度比順紋抗拉強(qiáng)度小。橫紋受壓，管形細(xì)胞容易被壓扁，所以強(qiáng)度僅為順紋抗壓強(qiáng)度之1/8左右，彎曲強(qiáng)度介于抗拉，抗壓之間。
木材順紋抗拉強(qiáng)度最高，是指用標(biāo)準(zhǔn)試件作拉力試驗(yàn)得出數(shù)值，實(shí)際上，木材常有木節(jié)、斜紋、裂縫等“疵病”，故抗拉強(qiáng)度將降低很多，強(qiáng)度值不穩(wěn)定，一般木材多用作柱、樁、斜撐、屋架上弦等順紋受壓構(gòu)件，疵病對(duì)順紋抗壓強(qiáng)度影響不是很大，強(qiáng)度值也較穩(wěn)定。木工師傅常說(shuō)“立木頂千斤”，很好地表達(dá)了木材順紋抗壓較強(qiáng)之特點(diǎn)。木材也用作受彎構(gòu)件，如梁、板。對(duì)受彎構(gòu)件之木材須嚴(yán)格挑選，避免疵病之影響。
2.木材含水量對(duì)強(qiáng)度，干縮之影響
木材之另一特性是含水量大小值直接影響到木材強(qiáng)度和體積，木材含水量即木材所含水分之重量與木材干重之比，亦稱(chēng)為含水率，取一塊木材稱(chēng)一下重量，假定是4.16Kg，把它烘干到絕對(duì)干燥狀態(tài)，再稱(chēng)重量是3.4Kg，則此木材之干重為3.4Kg，所含水分之重量為4.16-3.4=0.76Kg。這塊木材之含水率為：
含水率（w%）=（含水木材之重量-干木材之重量）/（干木材之重量） x100%=0.76/3.4x100%=22.3%
新伐木材，細(xì)胞間隙充滿(mǎn)水，100%含有水分，在場(chǎng)地堆放時(shí)，細(xì)胞腔里之水先蒸發(fā)出去，此時(shí)木材總重量減輕，但體積和強(qiáng)度都沒(méi)有什么變化。到一定時(shí)候，細(xì)胞腔之水都蒸發(fā)完畢，可細(xì)胞壁里還充滿(mǎn)水，此情況叫“纖維飽和”。這時(shí)含水率約為30%，為方便起見(jiàn)，就規(guī)定含水率30%為“纖維的飽和點(diǎn)”。含在細(xì)胞壁之水繼續(xù)蒸發(fā)，引起細(xì)胞壁變化，這時(shí)，木材不但重量減輕，體積也開(kāi)始收縮，強(qiáng)度開(kāi)始增加。
木材強(qiáng)度隨含水率變化是因?yàn)榧?xì)胞壁纖維間之膠體是“親水”之故。水分蒸發(fā)后，膠體塑性減小，膠結(jié)力增加，可以和纖維共同抵抗外力之作用，含水量變化對(duì)順紋抗拉強(qiáng)度影響較小，對(duì)順紋抗壓強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度影響較大。例如松木在纖維飽和點(diǎn)順紋抗壓強(qiáng)度約為3KN/CM2。
木材因含水量減少引起體積收縮之現(xiàn)象叫作干縮，干縮也叫作“各向異性”例如從纖維飽和點(diǎn)降到含水率0%時(shí)，順紋干縮甚小，為0.1~0.3%，橫紋徑向干縮為3.66%，弦向干縮最大竟大9.63%，體積干縮為13.8%，所以當(dāng)木材紋理不直不勻，表面和內(nèi)部水分蒸發(fā)速度不一致，各部分干縮程度不同時(shí)，就出現(xiàn)彎、扭等不規(guī)則變形、干縮不勻就會(huì)出現(xiàn)裂縫。
木材強(qiáng)度變化和干縮，為使用木材帶來(lái)諸多不便，我們不可能消除這種客觀(guān)存在之不利變化，但能認(rèn)識(shí)掌握其變化規(guī)律，控制此變化。木材水分可以被蒸發(fā)到空氣中，空氣中水分也會(huì)被吸進(jìn)來(lái)，后一現(xiàn)象為“吸濕”，吸濕為木材之特性，主要是木材含水率達(dá)到相對(duì)飽和點(diǎn)，其含水率過(guò)高，或過(guò)低都會(huì)給木材基本物理性能帶來(lái)不利因素。例圖為空氣濕度與相對(duì)濕度關(guān)系因素。
對(duì)應(yīng)某一空氣濕度和相對(duì)濕度，就有一個(gè)木材含水率數(shù)值，這個(gè)值稱(chēng)為“平衡含水率”。例：當(dāng)?shù)厥覂?nèi)平均濕度32。，相對(duì)濕度55%。從圖中查出平衡含水率為10%，家具類(lèi)高檔用材，一般含水率為15%，一般木材制品（含木制包裝），有關(guān)部門(mén)定為18%~25%左右為達(dá)標(biāo)產(chǎn)品，因木材在含水率18%以下，木腐菌就無(wú)法生存繁殖。
3.木材密度之大概值
所有木材之密度幾乎相同，約為1.44~1.57，平均值為1.54，其表現(xiàn)密度因樹(shù)種不同而稍有不同。（例表）
不同木材之表現(xiàn)密度(Kg/m3)
沙木（376）
紅松（440）
柏木（588）
鐵杉（500）
樺木（635）
水曲柳（686）
柞木（376）
樟木（529）
楠木（610）
麻櫟（956）
梗木（702）
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