第一節(jié) 木材及高檔木材定義
1、木材
木材是能夠次級生長的植物,如喬木和灌木,所形成的木質(zhì)化組織。這些植物在初生生長結(jié)束后,根莖中的維管形成層開始活動,向外發(fā)展出韌皮,向內(nèi)發(fā)展出木材。木材是維管形成層向內(nèi)的發(fā)展出植物組織的統(tǒng)稱,包括木質(zhì)部和薄壁射線。
2、高檔木材
目前市場上對高檔木材的界定是以樹種來劃分的,目前國內(nèi)高檔木材樹種主要包括:黑胡桃、胡桃木、櫸木、櫻桃木,紅木等。
1)黑胡桃,胡桃屬木材中最優(yōu)質(zhì)的一種,主要產(chǎn)自北美和歐洲。
2)國產(chǎn)的胡桃木,顏色較淺。黑胡桃呈淺黑褐色帶紫色,弦切面為美麗的大拋物線花紋。黑胡桃非常昂貴,做家具通常用木皮,極少用實木。
3)櫸木,這里的櫸木是指山毛櫸,與中國傳統(tǒng)家具中“南櫸北榆”的櫸木是兩回事。櫸木色澤明亮淺黃,有密集的“針”,旋切有山紋。歐洲進口山毛櫸瑕疵較少,比國產(chǎn)的好很多。進口櫸木在國內(nèi)屬于中高檔木材,常用木皮,實木也用作餐椅和小方條等。
4)櫻桃木,進口櫻桃木主要產(chǎn)自歐洲和北美,木材淺黃褐色,紋理雅致,弦切面為中等的拋物線花紋,間有小圈紋。櫻桃木也是高檔木材,做家具也是通常用木皮,很少用實木。
5)柚木,柚木具光澤,以緬甸產(chǎn)的為最好,干燥性能良好,膠粘、油漆、上蠟性能好,因含硅易鈍刀,故加工時切削較難。握釘力佳,綜合性能良好,故為世界公認(rèn)的名貴樹種。
6)楠木,楠木是極為珍貴的木材,不腐不蛀有幽香,易干且本性穩(wěn)定,不易開裂,紋理細(xì)膩,打磨后表面會產(chǎn)生一種迷人的光澤,主要用來制作古典家具。
7)紅木,紅木不是指一種木材,是一種名貴木材的統(tǒng)稱。
(1)按樹種分為五屬七類。
五屬:紫檀、黃檀、柿屬、崖豆、鐵刀木
七類:紫檀木、花梨木、黑酸枝木、紅酸枝木、烏木、條紋烏木、雞翅木
(2)按結(jié)構(gòu)分:木材結(jié)構(gòu)甚細(xì)至細(xì),平均導(dǎo)管弦向直徑在規(guī)定數(shù)值以下,具體標(biāo)準(zhǔn)是:紫檀木:平均導(dǎo)管弦向直徑不大于160μM;花梨木、黑酸枝木、紅酸枝木、雞翅木:平均導(dǎo)管弦向直徑不大于200μM;烏木、條紋烏木:平均導(dǎo)管弦向直徑不大于150μM
(3)按密度分:木材含水率12%時每類氣干密度在一定數(shù)值之上,具體是:紫檀木:氣干密度大于1.00g/立方厘米;花梨木:氣干密度等于或大于0.76g/立方厘米;黑酸枝木、紅酸枝木、烏木、條紋烏木:氣干密度等于或大于0.85g/立方厘米;雞翅木:氣干密度等于或大于0.85g/立方厘米
第二節(jié) 木材的 行業(yè) 發(fā)展歷程
木材具有重量輕、強重比高、彈性好、耐沖擊、紋理色調(diào)豐富美觀,加工容易等優(yōu)點,自古至今都被列為重要的原材料。木材工業(yè)由于能源消耗低、污染少、資源有再生性,在國民經(jīng)濟中也占重要地位?,F(xiàn)在產(chǎn)品已從原木的初加工品如電桿、坑木、枕木和各種鋸材,發(fā)展到成材的再加工品如建筑構(gòu)件、家具、車輛、船舶、文體用品、包裝容器等木制品,以至木材的再造加工品即各種人造板、膠合木等,從而使木材工業(yè)形成獨立的工業(yè)體系。
改革開放三十年,也是中國木材迅猛發(fā)展的三十年,先進生產(chǎn)力獲得極大發(fā)展。中國木材制品工業(yè)的發(fā)展取得了快速進步,即使在原木和鋸材等很大程度上依賴進口的品類上,中國木業(yè)界也進行了積極的探索,變進口為出口,以得到其中的價值提升。
中國依靠自己的森林資源,進行木材的合理利用和綜合利用,木材生產(chǎn)基地與木材加工工業(yè)體系逐漸形成,有關(guān)的科學(xué) 研究 也得到較大發(fā)展。從1949~1986年,木材產(chǎn)量從年產(chǎn)567萬立方米增加到6502萬立方米。
第三節(jié) 木材的分類
樹木分為針葉樹和闊葉樹兩大類,針葉樹理直、木質(zhì)較軟、易加工、變形小。大部分闊葉樹質(zhì)密、木質(zhì)較硬、加工較難、易翹裂、紋理美觀,適用于室內(nèi)裝修。
木材的樹種和分類
分類標(biāo)準(zhǔn) | 分類名稱 | 說明 | 主要用途 |
按樹種分類 | 針葉樹 | 樹葉細(xì)長如針,多為常綠樹,材質(zhì)一般較軟,有的含樹脂,故又稱軟材,如:紅松、落葉松、云杉、冷杉、杉木、柏木等,都屬此類 | 建筑工程,木制包裝,橋梁,家具,造船,電桿,坑木,枕木,樁木,機械模型等。 |
闊葉樹 | 樹葉寬大,葉脈成網(wǎng)狀,大部分為落葉樹,材質(zhì)較堅硬,故稱硬材。如:樟木、水曲柳、青岡、柚木、山毛櫸、色木等,都屬此類。也有少數(shù)質(zhì)地稍軟的,如樺木、椴木、山楊、青楊等,都屬此類 | 建筑工程,木材包裝,機械制造,造船,車輛,橋梁,枕木,家具,坑木及膠合板等。 | |
按材質(zhì)分類 | 原條 | 系指已經(jīng)除去皮、根、樹梢的木料,但尚未按一定尺寸加工成規(guī)定的材類 | 建筑工程的腳手架,建筑用材,家具裝潢等。 |
原木 | 系指已經(jīng)除去皮、根、樹梢的木料,并已按一定尺寸加工成規(guī)定直徑和長度的木料 | 1.直接使用的原木:用于建筑工程(如屋梁、檁、掾等)、樁木、電桿、坑木等。2.加工原木:用于膠合板、造船、車輛、機械模型及一般加工用材等。 | |
板方材 | 系指已經(jīng)加工鋸解成材的木料,凡寬度為寬度的三倍或三倍以上的,稱為板材,不足三倍的稱為方材 | 建筑工程、橋梁、木制包裝、家具、裝飾等。 | |
枕木 | 系指按枕木斷面和長度加工而成的成材 | 鐵道工程。 |
第四節(jié) 木材的特性
1、木材強度
質(zhì)地不均勻,各方面強度不一致是木材之重要特點,也是其缺點。木材沿樹干方(習(xí)慣叫順紋)之強度較垂直樹干之橫向(橫紋)大得多。例圖為松木與雜木三方向之抗壓強度。各方面強度之大小,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,故順紋抗拉強度最高。木材順紋受壓,每個細(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。故順紋抗壓強度比順紋抗拉強度小。橫紋受壓,管形細(xì)胞容易被壓扁,所以強度僅為順紋抗壓強度之1/8左右,彎曲強度介于抗拉,抗壓之間。
木材順紋抗拉強度最高,是指用標(biāo)準(zhǔn)試件作拉力試驗得出數(shù)值,實際上,木材常有木節(jié)、斜紋、裂縫等“疵病”,故抗拉強度將降低很多,強度值不穩(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,疵病對順紋抗壓強度影響不是很大,強度值也較穩(wěn)定。木工師傅常說“立木頂千斤”,很好地表達了木材順紋抗壓較強之特點。木材也用作受彎構(gòu)件,如梁、板。對受彎構(gòu)件之木材須嚴(yán)格挑選,避免疵病之影響。
2、木材含水量對強度,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,亦稱為含水率,取一塊木材稱一下重量,假定是4.16Kg,把它烘干到絕對干燥狀態(tài),再稱重量是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)胞間隙充滿水,木材之含水率在100%以上,在場地堆放時,細(xì)胞腔里之水先蒸發(fā)出去,此時木材總重量減輕,但體積和強度都沒有什么變化。到一定時候,細(xì)胞腔之水都蒸發(fā)完畢,可細(xì)胞壁里還充滿水,此情況叫“纖維飽和”。這是含水率約為30%,為方便起見,就規(guī)定含水率30%為“纖維的飽和點”。含在細(xì)胞壁之水繼續(xù)蒸發(fā),引起細(xì)胞壁變化,這時,木材不但重量減輕,體積也開始收縮,強度開始增加。
木材強度隨含水率變化是因為細(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,含水量變化對順紋抗拉強度影響較小,對順紋抗壓強度和彎曲強度影響較大。例如松木在纖維飽和點順紋抗壓強度約為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”例如從纖維飽和點降到含水率0%時,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,就出現(xiàn)彎、扭等不規(guī)則變形、干縮不勻就會出現(xiàn)裂縫。
木材強度變化和干縮,為使用木材帶來諸多不便,我們不可能消除這種客觀存在之不利變化,但能認(rèn)識掌握其變化規(guī)律,控制此變化。木材水分可以被蒸發(fā)到空氣中,空氣中水分也會被吸進來,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到相對飽和點,其含水率過高,或過低都會給木材基本物理性能帶來不利因素。
對應(yīng)某一空氣濕度和相對濕度,就有一個木材含水率數(shù)值,這個值稱為“平衡含水率”。例:當(dāng)?shù)厥覂?nèi)平均濕度32。,相對濕度55%。從圖中查出平衡含水率為10%,家具類高檔用材,一般含水率為15%,一般木材制品(含木制包裝),有關(guān)部門定為18%~25%左右為達標(biāo)產(chǎn)品,因木材在含水率18%以下,木腐菌就無法生存繁殖。
3、木材密度之大概值
所有木材之密度幾乎相同,約為0.44~0.57,平均值為0.54,其表現(xiàn)密度因樹種不同而稍有不同。
不同木材之表現(xiàn)密度
單位:Kg/m3
沙木 | 紅松 | 柏木 | 鐵杉 | 樺木 | 水曲柳 | 柞木 | 樟木 | 楠木 | 麻櫟 | 梗木 |
376 | 440 | 588 | 500 | 635 | 686 | 376 | 529 | 610 | 956 | 702 |
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