木材的基本知识

5,013 5,130
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木材特性
木材 特性
粘接 活动性 收缩和膨胀
橡树
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生长轮
不是所有的树木都产生明显的年轮，也不是所有树木的年轮都是每年 一轮的。有些树木木质结构的周期性变化如次轻微以至于其年轮很不明显 。在严重干旱的条件下每年生的年轮可能不产生。另一方面，在持续的良 好生长条件下，如在热带，树木可能会一年生长数个年轮 。
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T R L
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吸湿性
吸附是材料表面从空气中吸收水分的过程。它不同于吸收，吸收是指由 于和液体的物理接触而将液体吸收的过程，如海绵。
木材是吸湿的。这就是为什么它的水份含量会随着它周围空气中的 水份 环境而变化。木材能够从空气中吸收水分。这一点是很重要的，因为随 着木材水份含量的变化它的尺寸（增大或缩小）会发生变化，机械性能 也随之改变，且其它的物理性能也会受影响。
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木材的密度生长方向
环孔材的木材密度是由髓心向树皮方 向逐步降低的，靠近髓心部分比接近 树皮部分高20%
散孔材的木材密度由髓心向树皮方向 增大的，其培大数值可达15%-20%
老针叶树材的密度，是髓心向外首先 培大，到一定年龄阶段达到最大值中 ，然后开始降低
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收缩和膨胀
收缩后
原始类型
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膨胀后
枝节疤
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收缩和膨胀
木材类型: 水份含量
平均体积改变量每1％的含水量
橡树
0,25 %
山毛榉
0,32 %
所有的木材种类都有不同程度的收缩和膨胀 性
印茄木板材
长度 宽度
9 % 水份含量
5,0 5,0
13 % 水份含量
H2 O
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木材和水份
105°C烘干, 214-221 F / >24 hours (= 0%)
平衡水分含量 (EMC) = 取决于 RH 木材失去或获得结合水直到它的水份含量与周围的大气中 的水份含量达到平衡。达到平衡点的水份含量被称为平衡 水分含量（EMC）
纤维饱和点 (= 22-30%)
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木材的微观结构
针叶木: 大部分细胞是纵向的但也有 部分细胞是横向的。下图中的大孔 被称为树脂道（rc）. 图中所示的多 数细胞称作“纵向管胞”。
阔叶木: 存在更多的细胞类型。 大 孔是管束，小孔是纤维。木块顶部 导管之间的线是射线细胞束被称为 多粒射线。
红杉和枫桦的电子显微照片
+ H2O - H2O
T 1/1 R 1/2 L 1/10
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收缩和膨胀
木材缩水大部分在年轮方向（切 线向的），一半横过年轮（放射 状），仅有少量（1/10-1/100） 沿着纹理（纵向的）。
放射和切向收缩的联合影响能扭 曲木材形状，因为收缩的不同和 年轮弯曲率的不同。
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针叶木－阔叶木
针叶木内部供应传输水的细胞（管 胞）也为树干提供力学支持
阔叶木内部一些分工已经进化出来 ，一些细胞专门进行水分运输（气 孔或导管） 而其他的提供力学支持
Cross section 20 x
Cross section 20 x
因此阔叶树通常也被称为多孔木材，而针叶树被称为无孔木材
轴向（旋）方向和木质细胞（筋络）是平行 的。
T = 切向 R = 徑向 L = 軸向
T R L
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各向异性
很多材料的机械性能在各个方向 上是一样的。这种材料被称为具 有等方向性。等方向性材料的例 子有钢材，混凝土和塑料。木材 的机械性能随着负载或强度采用 的方向而变化。因此，木料被称 为各向异性材料。
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wood lore
木材相关基础知识
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木材的性质
树木是最初的生产者, 由于他们利用天然的资源来让自己生长.树木的每个 部分都是利用从泥土和空气中吸收来的养料构造出来的，这也是它能再生 的秘密所在。 当你去了解木材时，你会发现它的特性和用途是会令人无限着迷的。 你越了解木材就越想了解更多。
因此：对木材产品进行合理利用要求对它们相互的水份作用有充分的了 解。
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木材和水份
水份以液体形式通过木材或者蒸汽形式通过几种通道。 它们是： 纤维和导管的细胞间隙
射线细胞，纹孔室 （显微镜的开口在细胞壁面上）和它们的纹孔膜 开口
细胞壁本身
水份随பைடு நூலகம்筋络向前移动的速度比穿过筋络快很多倍。
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针叶树－阔叶树
阔叶树并不总是有比针叶树硬的木质（香脂树是最软的木材 ，但是它仍然是阔叶树）
针叶树有针状叶且大部分是常 青的 （如：云杉，松树）。一 些种类的针叶树在秋天会掉落 他们的针状叶（如：落叶松， 花旗松）
阔叶树有叶片且也可能是常青 的（如：桉树） 并在秋天落叶 （如：水曲柳，枫树）
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木材和水份
木材中所含的水份是以结合水或者游离水存在。
游离水被包含于细胞空腔内且不被外力所控制－ 它好比是 水管中的水（液体水或者水蒸气）
结合水 被细胞壁内的物理／化学吸引力控制在细胞壁（水 份仍然在细胞内）
H2 O H2
O
H2 O
H2 O
H2
O
H2
O
H2 O
H2 O
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木材的方向
板材是被切割成很多不同形状的实木。
径向的
切向的
pith
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各向异性
各向异性指结构和性状随不同的方向而变化。
由于细胞形成的方式是tree-truck, 木材有三种 结构方向－径向的， 切向的， 和轴向的。
切向（横）方向和年轮是平行的。
径向方向和木质部射线是平行的。
游离水 / 新木材 (>22% 一直到 100%) 当水份含量大于纤维饱和点时木材在尺寸 上是稳定的
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收缩和膨胀
当木材含水量低于纤维饱和含水量时它就会吸收或 失去水分。
当水从细胞壁失去时它就会缩水，当水从细胞壁获 得水分时它就会涨水。
这种缩、涨能导致木材扭曲、爆裂、工具柄松动、 条状地板裂缝或功能出现问题。因此当认识和考 虑到木制品这些现象是很重要的。