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1、为什么说木材的干缩湿胀主要发生在横纹理方向?举例说明木材干缩湿胀对木材加工利用有什么影响。(l0分)答案:原因有3个方面,(1)木材细胞壁主要由纤维素组成,纤维素分子链是轴向排列。在横纹方向是通过氢键或分子间作用力连接,形成结晶区和无定形区,水分子很易进入无定形区。(2)木材细胞壁中微纤丝排列:占细胞壁比例最大的次生壁中层微纤丝排列方向几乎与细胞主轴平行。(3)木材中大多数细胞如阔叶材导管、木纤维,针叶材管胞等都是轴向排列。木材干缩湿胀对木材加工利用的影响:使木材尺寸不稳定,造成木材翘曲、开裂、扭曲等缺陷。2、木材具有各向异性的原因是什么?试从木材的干缩、渗透及力学强度三个方面说明木材的各向异性。(l0分)答案:木材是缘自树木的生物材料,由于其组织构造决定了木材的各向异性。原因:(1)木材年轮的层次性。(2)组成木材的绝大多数细胞和组织呈轴向。,木射线呈径向排列。(3)细胞壁微纤丝在各层上排列方向不同。(4)纤维素微晶呈单斜晶体。木材的横纹理胀缩率远大于顺纹理胀缩率;纵向渗透性远大于横纹理方向,径向大于弦向;从力学强度来看,顺纹理抗拉、压等远大于横纹理方向,而顺纹理抗剪、抗劈力小于横纹理等。3、木材中的水分有几种存在形式?其特点是什么?与纤维饱和点有何关系?(8分)答案:(1)水分存在的形式:自由水、吸着水、化合水。(2)特点:自由水:已游离态存在于木材细胞腔、纹孔腔、细胞间隙等,其蒸发和移动容易。吸着水:以吸附状态存在于细胞壁中,其蒸发和移动较困难,对木材性质影响最大。化合水:与木材细胞壁组成物质是化合结合,化合水难以蒸发。(3)纤维饱和点:是指木材中自由水蒸发完毕,而细胞壁中吸着水处于饱和状态时的一种状态。在纤维饱和点以上,自由水蒸发或移动;在纤维饱和点以下,是吸着水的蒸发或移动,对木材物理力学性质影响最大。1.简述木材的优缺点(7分)(难度系数0.9)回答要点:优点:(1)易于加工。(2)木材强重高。(3)气干材是良好的绝缘材料。(4)木材有吸收能量的作用。(5)木材是弹性朔性体。(6)木材的花纹、光泽、颜色,能起到特殊的装饰作用。(7)木材可以调节小气候。(8)调节生物的生理量和心理量,使之正常。缺点:(1)湿胀、干缩:木材含水率在纤维饱和点以下时,其尺寸也随之变化。(2)木材容易腐朽和虫蛀。(3)木材用作沿海水工建筑材料或木船等,则常为海生钻孔动物所侵害。(4)木材易于燃烧。容易引起火灾。(5)木材的变异性大。(6)木材有许多不可避免的天然缺陷。5画出木材蠕变曲线图说明蠕变过程。(8分)(难度系数1.0)若t0时施加应力OA于木材,在此应力不变下,随时间的延伸,变形继续缓慢地增加,产生蠕变AB。在时间t1时,解除应力,便产生弹性恢复BC1(=OA),至时间t2时,又出现部分蠕变,C1到D是弹性后效变形C1C2,t2以后变形恢复不大,即为残留的永久变形DE。这也是木材的粘弹性1、木材具有干缩湿胀的原因是什么?试举例说明木材的这种特性对其利用的影响。木材干缩湿胀是由于吸着水的减少或增加引起的。木材在失水或吸湿时,木材内所含的水分向外蒸发,或干木材由空气中吸收水分,从而使细胞壁内纤丝间、微纤丝间和微晶间的水层变薄而靠拢或变厚而伸展,从而导致细胞壁乃至整个木材尺寸和体积发生变化。1.解释木材纤维素的两相体系理论。答:木材纤维素是由许多大分子形成的连续结构,在大分子最致密的地方,分子链平行排列,定向良好,形成纤维素的结晶区;当致密度减小,大分子链彼此之间的结合程度亦减弱,而有较大的间隙,排列也趋于不平行,成为纤维素的非结晶区。结晶区与非结晶区之间无明显的绝对界限,由此形成了木材纤维素的两相体系。2,解释木材变形的原因。答:木材变形是由树木生长时细胞组成、排列方式和木材的构造所决定的。木材是有许多失去生活能力的细胞组成。细胞又由中空的细胞腔和坚硬的细胞壁组成,含在细胞腔中的水为自由水,含在细胞壁的为吸附水。含水率在纤维饱和点以上,木材吸收或失去水分时,其尺寸、体积不发生改变,但在纤维饱和点以下,木材将出现吸湿膨胀、失水收缩现象。干缩湿涨的原因是木材具有吸湿性。木材的细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木素组成。在这些物质的分子结构上含有亲水性基团—游离羟基,它们有极性,对水分有很强的亲合力,极易从周围大气中吸着水蒸气,形成吸附结合,是木材的体积膨胀,反之,失去水分时体积收缩。更主要的是,木材的干缩湿涨具有各向异性,即木材的纵性、径向和弦向的干缩湿涨不一致,使木材在各方向的尺寸变化不一致,导致形状改变。综上所述,构成木材的物质具有吸湿性——吸湿后体积膨胀——失水后体积收缩——干缩湿涨各向异性——木材的尺寸、体积发生变化,最终导致木材变形。1、描述木材细胞壁壁层结构答:由初生壁(P)次生壁橱(S1S2S3)外中内以及两细胞间存在的胞间层(ML)图略(书上P61)微纤丝倾角:相对厚度:S360—900%~8%S210-3070~90S150-7010~22P无规则大于1ML很薄2、针阔叶树材构造的异同(见书P85)相同点:这个不知道,大家自己总结一下吧不同点:组成分子针叶树材阔叶树材导管不具有具有管胞管胞是主要分子,不具韧性纤维有些树材具有管胞纤维横切面呈四边或六边形,早晚材的管胞差异较大纤维是主要分子,细胞横切面不规则,早晚材差异不大榭线具射线管胞,组成射线细胞都是横卧的,多数单列。具有横向树脂道的树种会形成纺锥形榭线不具射线管胞,也都是横卧多数为多列射线,有些含聚合射线胞间道仅松科某些属具有树脂道,其分布多为是散,或短切线状(轴向正常的为两个树脂道隔着榭线并列,而创伤呈短切线状弦向排列)具树胶道,某些具有轴向和横向两种,多数仅有横向矿物质仅少数还有草酸钙结晶,不含二氧化硅很多含有草酸钙结晶,结晶形状多样。有些热带树种含有二氧化硅3、纤维素与半纤维素的异同相同点:相同点:同属于多糖,都是键连接,可以脂化(已)或醚化;在适当条件下水解;在碱性条件下降解;均含游离羟基具亲水性。不同点:纤维素半纤维素结构单元简单2种以上(糖)结构形式线状,结晶度高现状带支链,结晶度低,无定形物质分子量大7000~10000小150~200物理性质吸湿润胀性小吸湿润胀性大化学性质稳定不稳定,易分解功能骨架物质基本物质4、半纤维素对木材性质和加工利用的影响?(见书P118)1木材经过热处理后,半纤维素损失,降低了木材的韧性和抗弯强度,硬度和耐磨性。2半纤维素主链和侧链上含有多羟基,羧基等亲水基团,是木材中吸湿性强的组分,是木材产生吸湿膨胀,变形开裂的原因之一。3半纤维素是木材呈现酸性的主要原因之一。4半纤维素的存在与变化对纤维板生产工艺有一定影响。5阿拉伯半聚乳糖的作用,对落叶松木材性质,加工和利用有明显不亮影响5、什么是纤维饱和点?为什么说它是木材性质变化的转折点?(书P134)①纤维饱和点:指湿材防止在空气中进行干燥,由于蒸汽压的不同,木材蒸发水分,首先蒸发的是自由水,当自由水蒸发完毕,而吸着水仍在饱和状态时木材含水率称纤维饱和点含水率,词典称纤维饱和点。②因为纤维饱和点是一个临界点状态,一般自由水的量对木材的各项物理性质的影响不大,而结合水含量的多少则对木材的各项物理力学性质都有极大地影响6、什么是吸湿滞后?其原理是什么?(见书P137)吸湿滞后:在一定条件下,由吸着过程达到的木材的平衡含水率低于由解吸过程达到的平衡含水率,称吸湿滞后现象。原理:见书P137最后一段,太多了不打了7、什么叫木材缺陷?有哪几种?(见书P212)木材缺陷:指降低木材商品价值和使用价值的各种特征的总称种类:1、生长缺陷:节子、裂纹、树干形状缺陷、木材构造缺陷、损伤2、生物危害缺陷:变色、腐朽、虫害、湿材3、加工缺陷:锯割缺陷、干燥缺陷8、简述木材力学性质的影响因素(见书P205)(1)木材密度(2)含水率(3)温度(4)长期载荷(5)纹理方向及超微构造(6)缺陷5、现有4块未贴标签的木材标本,只知它们是马尾松、南方铁杉、榉木和黄檀,根据哪些宏观构造特征能将它们识别出来?(6分)要点:有无管孔可把马尾松和南方铁杉分为一类,榉木和黄檀分为一类。南方铁杉有创伤树脂道,马尾松有正常树脂道。榉木径面呈银光花纹,黄檀弦面有波痕。
本文标题:木材简答题
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