5建筑装饰材料

木材5.1建筑装饰材料—木材木材5.1木材的检测与应用5.1.1木材的分类、构造和性质5.1.2木材的规格和等级标准5.1.3木材的应用5.1.4木材的防腐与防火木材5.1.1木材的分类、构造和性质木材的种类很多，木材是取自于树木躯干或枝干的材料，按树种的不同常分为针叶树材和阔叶树材。（1）针叶树材：树叶细长如针，多为常绿树，树干通直而高大，易得大材，纹理平顺，材质均匀，木质较软，易于加工，故又称软木材。针叶树表观密度和胀缩变形较小，强度较高，耐腐蚀性较好，多用作承重构件。针叶树常用品种有松、柏、杉等1.木材的分类木材5.1.1木材的分类、构造和性质（2）阔叶树材：阔叶树叶宽大，多为落叶树，树干通直一般较短，其木质较硬，疤结较多，难以加工，故又称为硬木材。阔叶树表观密度较大，强度较高，经湿度变化后变形较大，容易产生翘曲或开裂，在建筑中常用作尺寸较小的装饰和装修构件。阔叶树常用的材质较硬的品种有榆木、水曲柳、柞木等，材质较软的品种有椴木、杨木、桦木等。1.木材的分类木材2.木材的构造土木工程中使用的木材是由树木加工而成，树木的种类不同，木材的性质及应用也不同树木分为针叶树和阔叶树两大类。建筑中应用最多的是针叶树。木材的构造是决定木材性质的主要因素。一般对木材的研究可以从宏观和微观两方面进行。木材(1)木材的宏观构造用肉眼或低倍放大镜所看到的木材组织称为宏观构造。为便于了解木材的构造，将树木切成3个不同的切面。横切面——垂直于树轴的切面；径切面——通过树轴的切面；弦切面——和树轴平行与年轮相切的切面。在宏观下，树木可分为树皮、木质部和髓心三个部分。而木材主要使用木质部。木材树干的3个切面1—树皮；2—木质部；3—年轮；4—髓线；5—髓心木材一般树的树皮覆盖在木质部外面，起保护树木的作用。髓心是树木最早形成的部分，贯穿整个树木的干和枝的中心，材性低劣，易于腐朽，不适宜作结构材。土木工程使用的木材均是树木的木质部分，木质部分的颜色不均，一般接近树干中心部分，含有色素、树脂、芳香油等，材色较深，水分较少，对菌类有毒害作用，称为心材。靠近树皮部分，材色较浅，水分较多，含有菌虫生活的养料，易受腐朽和虫蛀，称为边材。木材每个生长周期所形成的木材，在横切面上所看到的，围绕着髓心构成的同心圆称为生长轮。温带和寒带地区的树木，一年只有一度生长，故生长轮又可称为年轮。但在有干湿季节之分的热带地区，一年中也只生一圆环。在同一年轮内，生长季节早期所形成的木材，胞壁较薄、形体较大、颜色较浅、材质较松软称为早材(春材)。到秋季形成的木材，胞壁较厚、组织致密、颜色较深、材质较硬称为晚材(秋材)。在热带地区，树木一年四季均可生长，故无早、晚材之别。相同树种，年轮越密而均匀，材质越好；晚材部分愈多，木材强度愈高。木材(2)木材的微观构造微观构造是指借助显微镜才能看到的组织。针叶树与阔叶树即在微观构造上存在着很大差别，同时又具有许多共同特征，，木材是由无数管状细胞组成的，除少数细胞横向排列外（形成髓线），绝大部分细胞是纵向排列的。每个细胞都由细胞壁和细胞腔组成，细胞壁由若干层细纤维组成；纤维之间纵向连接比横向连接牢固，所以木材具有各向异性；同时细胞中细胞腔和细胞间隙之间存在着大量的孔隙，决定了木材具有吸湿性较大的特点。木材3.木材的性质(1)木材的化学性质木材的化学性质复杂多变。在常温下木材对稀的盐溶液、稀酸、弱碱有一定的抵抗能力，但在强酸、强碱作用下，会使木材发生变色、湿胀、水解、氧化、酯化、降解交联等反应。随着温度升高，木材的抵抗能力显著降低，即使是中性水也会使木材发生水解等反应。木材的上述化学性质也正是木材进行处理、改性以及综合利用的工艺基础。木材3.木材的性质(2)木材的物理性质1)木材的含水率木材中的水分自由水：存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水分吸附水：吸附在细胞壁内细纤维之间的水分结合水：形成细胞化学成分的化合水木材2)木材的纤维饱和点木材受潮时，首先形成吸附水，吸附水饱和后，多余的水成为自由水；木材干燥时，首先失去自由水，然后才失去吸附水。当吸附水处于饱和状态而无自由水存在时，此时对应的含水率称为木材的纤维饱和点。纤维饱和点随树种而异，一般为23%~33%，平均为30%。木材的纤维饱和点是木材物理、力学性质的转折点。木材3)木材的平衡含水率木材的含水率是随着环境温度和湿度的变化而改变的。当木材长期处于一定温度和湿度下，其含水率趋于一个定值，表明木材表面的蒸气压与周围空气的压力达到平衡，此时的含水率称为平衡含水率。它与周围空气的温度、相对湿度的关系。根据周围空气的温度和相对湿度可求出木材的平衡含水率。木材木材在纤维饱和点以内含水率的变化对变形、强度等物理力学性能影响极大，为了避免木材因为含水率大幅度变化而引起变形及制品开裂，因此木材在使用前，使用前必须使其含水率达到使用环境常年平均平衡含水率。木材的平衡含水率随其所在的地区不同而异，我国北方约为12%左右，南方约为18%左右，长江流域一般为15%左右，南方更高些。木材4)湿涨干缩木材细胞壁内吸附水含量的变化会引起木材变形，称为湿胀干缩。当潮湿状态的木材处于干燥环境中首先放出的是自由水木材尺寸不改变只是重量减轻，然后才放出吸附水，木材才开始收缩。而干燥的木材处于潮湿环境时，首先吸入的是吸附水，木材就会膨胀。木材的干湿变形仅在纤维饱和点以内变化时才发生，若含水率超过纤维饱和点，存在于细胞壁和细胞间隙中自由水的变化，只会使木材的体积密度及燃烧性能等发生变化，而对变形是没有影响的。木材木材的干湿变形的大小随树种不同，变形的大小也不同。一般体积密度大，夏材率含量高时，胀缩变形就大。同时由于构造不均匀，同一木材当含水率变化时各方向变形的大小也不同，其变形为弦向最大；径向次之；顺纹方向变形最小。干缩对木材的使用有很大的影响，它会使木材产生裂缝或翘曲变形，以至引起木结构的结合松弛或凸起等。木材木材含水率与胀缩变形的关系木材（3）木材的力学性质1）强度按受力状态，木材的强度分为抗拉、抗压、抗弯和抗剪四种强度。木材的强度检验是采用无疵病的木材制成标准试件，按《木材物理力学试验方法》(GB1927—1943—91)进行测定。木材受剪切作用时，由于作用力对于木材纤维方向的不同，可分为顺纹剪切、横纹剪切和横纹切断三种。木材木材的剪切(a)顺纹剪切；(b)横纹剪切；(c)横纹切断木材各项强度值的比较(以顺纹抗压强度为1)顺纹抗压横纹抗压顺纹抗拉横纹抗拉抗弯顺纹抗剪横纹切断11/10～1/32～31/20～1/33/2～21/7～1/31/2～1木材含水率当含水率在纤维饱和点以上变化时，仅仅是自由水的增减，对木材强度没有影响；当含水率在纤维饱和点以下变化时，随含水率的降低，细胞壁趋于紧密，木材强度增加。如下图所示。我国木材试验标准规定，以标准含水率(即含水率12%)时的强度为标准值.2）影响木材强度的因素木材含水率对木材强度的影响1—顺纹抗拉；2—抗弯；3—顺纹抗压；4—顺纹抗剪木材负荷时间的影响木材在长期荷载作用下，只有当其应力远低于强度极限的某一范围时，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。木材的持久强度比其极限强度小得多，一般为极限强度的50%~60%。木材环境温度温度对木材强度有直接影响。当温度由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%；当温度在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，长期处于高温环境下的建筑物不宜采用木结构。木材木材的缺陷节子：节子能提高横纹抗压和顺纹抗剪强度。木材受腐朽菌侵蚀后，不仅颜色改变，结构也变得松软、易碎，呈筛孔和粉末状形态。裂纹会降低木材的强度，特别是顺纹抗剪强度。而且缝内容易积水，加速木材的腐烂。构造缺陷木纤维排列不正常均会降低木材的强度，特别是抗拉及抗弯强度。木材5.1.2木材的规格和等级标准我国木材供应的形式主要有原条、原木和板枋三种。根据不同的用途，要求木材采用不同的形式。原条是指除去皮、根、树梢的木材，但尚未按一定尺寸加工成规定直径和长度的材料。主要用途：建筑工程的脚手架、建筑用材、家具等。原木是指除去皮、根、树梢的木材，并已按一定尺寸加工成规定直径和长度的材料。主要用途：直接使用的原木：建筑工程（屋架、檩、椽等）、桩木、电杆、坑木等。加工原木：用于胶合板、造船、车辆、机械模型及一般加工用材等。板枋是指原木经锯解加工而成的木材，宽度为厚度3倍或3倍以上的称为板材，不足3倍的称为枋材。锯木用途：建筑工程、桥梁、家具、造船、车辆、包装箱板等。枕木用途：铁道工程。木材5.1.3木材的应用1.木材在建筑中的应用在结构上木材主要用于构架和屋顶，如梁、柱、桁檩、望板、斗拱、椽等。木材表面经加工后，被广泛应用于房屋的门窗、地板、墙裙、天花板、扶手、栏杆、隔断等。另外，木材在建筑工程中还常用作混凝土模板及木桩等。木材2.木材的综合加工利用人造板材是利用木材或含有一定量的纤维的其他植物作原料，采用一般物理和化学方法加工制成的。这类板材与天然木材相比，板面宽、表面平整光洁，没有节子、虫眼和各向异性等缺点，不翘曲、不开裂，经加工处理后还具有防火、防水、防腐、防酸等性能。常用的人造板材有：胶合板、纤维板、刨花板等。木材胶合板它是使三层或多层单板的纤维方向互相垂直胶合而成的薄板。一般可分为阔叶树材普通胶合板和松木普通胶合板两种。纤维板:它是将树皮、刨花、树枝等废料经破碎、浸泡、研磨成木浆，再经加压成型、干燥处理而成的板材。因此成型时温度和压力不同，纤维板分为硬质、半硬质、软质三种。硬质纤维可以代替木材，用于室内墙面、天花板、地板、家具等，软质纤维可用作保温、吸声材料。木材刨花板它是利用木材加工是产生的碎木、刨花，经干燥，拌胶，在压制而成的板材，也称碎木板。刨花板表观密度小、性质均匀、花纹美丽，但容易吸湿，强度不高，可用作保温、隔音或室内装饰材料。木材5.1.4木材的防腐与防火1.木材的腐朽木材的腐蚀是由真菌侵入所至，真菌侵入将改变木材的颜色和结构使细胞壁受到破坏，从而导致木材物理力学性能降低，使木材松软或成粉末，此即为木材的腐蚀。引起木材变质腐蚀的真菌分三种，即霉菌、变色菌和腐朽菌。霉菌只寄生于木材表面，对木材不起破坏作用；通常称为发霉。变色菌以细胞腔内淀粉、糖类等为养料，不破坏细胞壁，故对木材的破坏作用也很小。而腐蚀菌是以细胞壁物质分解为养料，进行繁殖、生长，故木材的腐蚀主要来自于腐蚀菌。木材真菌是在一定的条件下才能生存和繁殖的，其生存繁殖的条件：一是水分，木材的含水率为18%时即能生存：30～60%时最宜生存、繁殖；二是温度，真菌最适宜生存繁殖的温度为15～30℃，高出60℃无法生存；三是氧气，有5%的空气即可生存；四是养份，木质素、淀粉、糖类等为营养。木材的腐蚀一般是由一些菌类和昆虫的侵害造成的。木材2.木材的腐朽为了延长木材的使用寿命，对木材可采用以下两种防腐处理方法：结构预防法：在设计和施工中，使木材构件不受潮湿，在良好的通风条件下，在木材和其他材料之间用防潮衬垫，不将支节点或其他任何木构件封闭在墙内，木地板下设置通风洞，木屋顶采用山墙通风，设置老虎窗等。防腐剂法：是通过涂刷或浸渍防腐剂，使木材含有有毒物质，以起到防腐和杀虫作用。常用的防腐剂有：水剂（如氯化钠、氯化锌、硫酸铜、硼酚合剂）油剂的（如林丹五氯合剂）和乳剂的（如氯化钠沥青膏浆）。木材3.木材的防火---是指用具有阻燃性能的化学物质对木材进行处理，经处理后的木材变成难燃的材料，以达到遇小火能自熄，遇大火能延缓或阻止燃烧蔓延，从而赢得补救时间的目的。（1）木材燃烧及阻燃机理木材在热的作用下发生热分解反应，随着温度升高，热分解加快，当温度升高至220℃以上达木材燃点时，木材燃烧放出大量可燃气体，这些可燃气体中有着大量高能量的活化基，活化基氧化燃烧后继续放出新的活化基，如此形成一种燃烧链反应，于是火焰