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木材的性能
作者:佚名 時間:2018年11月06日浏覽次數:

    木材是唯一的一種具有結構性能的可再生自然資源,也是唯一一種用于建築中的活躍元素。這種固有的特質甚至在樹木被據開後依然存在。這種内在特性體現于木質部件移動或出現缺陷之時。

    樹木的種類大約為30000種,其中約2000種都用作商業采伐。在同種木材範圍内,木材所表現出的特質都可以大為不同。

    人們通常會将木材分為硬質與軟質。大部分松柏科樹木(如松樹、冷杉、雪松等等)都不是軟木材。考慮到生長快,樹色淺的因素,對木材的商業性開發主要局限于北半球。比起軟木硬木材王要生長往溫帶及熱帶氣候區,顔纖維和紋理圖案多種多樣。硬木材生長較材色慢。

木材的性能

    木材的内部結構天生就是非均質的,具有顯著的方向性。在主方向方面,木材的機械性能和物理性能是不同的:與木材紋理方向一緻,還是橫穿木材紋理,抑或是與樹幹相切。從本質上講,木材是一種耐磨的材料,因為木材取自樹幹,而樹幹支撐的是整裸樹的重量。

在外力如風荷作用下,樹幹中纖維方向與樹木内所産生張力的方向是平行的。出于此因,人們可以将樹木的樹幹看成原本就是有結構性的。此外,作為一種活性材料,木材有許多特質,這些特質在性能方面就将木材與金屬或鋼筋混凝土構件區别了開來。

    按照木材的内部結構,人們可将其分為兩類,即裸子植物與被子植物。

    第一類:此類樹木結球果且分泌樹脂,四季常青,生長在溫帶北地區,是建築用木材的主要來源。

    第二類一此類樹木為闊葉落葉樹,盡管它們的基本成分也包括相同的元素,但其所擁有的多孔結構已将其與裸子植物區别開來。這種區别是通過一種名為“導管”的細胞群表現出來的,這些細胞專門存在于樹液的流動過程中,被子植物,作為密度更大、抵抗力史強更耐用木材的來源,生長于溫帶地區,王要用于制作櫥豐巨。

    從微觀尺度上講,橫切樹幹後,人們很容易便能将樹皮、韌皮部與木材和木質部區别開來。

    樹皮可分為明顯的三層:外樹皮,能夠保護樹木不受外界環境侵襲;内樹皮,通過内樹皮,葉子所産生的樹液能夠供給樹循環;以及形成層,這是一種活性層,在形成層内,細胞有絲分裂促成生長。有絲分裂即一個細胞分裂成兩個細胞。

    在樹幹部分的木材中,與每一個生長季節相對應的年輪是十分明顯的:外圈的年輪顔色更淺,由軟質而年輕的木質構成,稱為邊材。年輪間距離越寬,證明當時樹木的生長速度越快,而在同一樹種當中,年輪間距離越寬,則此處木材密度越小,抵抗力越差。

    樹幹内部即心材,是樹木内沒有生命的中心細胞核部分。由于木質化過程,其顔色比邊材更深。在針葉樹中,心材部分含有樹脂,而在落葉樹中,心材部分則有丹甯酸沉積物與樹木早期生長階段相對應年輪間木材偶爾會是軟質的,且質量較差。

    除去這些區别,有的樹種邊材和心材是很難區分的,這可能是由于油檢的樹木比較年輕,或者是由于其自身構成,如羔葉松、桦木、赤楊、菩提樹和俄勒岡松。邊材能更好地吸收治療藥物,但無論是在物理方面還是防蟲和抗菌方面,總是不如心材的抵抗力強。

    最後,樹心部分即是心材中心部位的木材,此部分時間最久,通常是最硬的部分,且裂紋情況很嚴重。

    心材的中心是髓質,其尺寸不盡相同,像樹的木髓尺寸小,而柳樹的則較大樹木中王要的細胞是纖維,纖維貫穿于整棵樹。在裸子樹木中,這些細胞屬于管胞,而在被子樹木中,這些細胞則是厚壁組織。

    細孔即那些樹木橫截面中的小孔或者縱切面上細小的隆起,肉眼可辨,十分明顯,針葉樹中這些小孔構成了樹脂道,而在落葉樹中,它們構成了導管。

    徑向結構是由一種名為薄壁組織的細胞構成的。這種組織小而方,有着薄薄的細胞壁,儲存着營養物質和能源。它們位于後生長的樹木中,将樹纖維連接起來。這種細胞過剩會導緻木材在結構上出現缺陷。


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