木材的結(jié)構(gòu)
宏觀條件下木材由樹(shù)皮,木質(zhì)部和髓心組成。
樹(shù)皮:包裹在木材的干、枝、根次生木質(zhì)部外側(cè)的全部組織;
形成層:位于樹(shù)皮和木質(zhì)部之間,由于形成層的分生功能,木材直徑會(huì)變粗;
次生木質(zhì)部:位于形成層和髓心之間,來(lái)源于形成層的分裂生長(zhǎng);
髓心:一般在樹(shù)干的中間位置,由木質(zhì)部包裹,提供幼樹(shù)生長(zhǎng)的養(yǎng)分,生命周期短;
密度是某一物體單位體積的質(zhì)量,通常以g/cm³ 或kg/m³ 表示。木材系多孔性物質(zhì),其外形體積由細(xì)胞壁物質(zhì)及孔隙(細(xì)胞腔、胞間隙、紋孔等)構(gòu)成,因而密度有木材密度和木材細(xì)胞物質(zhì)密度之分。前者為木材單位體積(包括孔隙)的質(zhì)量;后者為細(xì)胞壁物質(zhì)(不包括孔隙)單位體積的質(zhì)量。
木材密度:是木材性質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo),根據(jù)它估計(jì)木材的實(shí)際重量,推斷木材的工藝性質(zhì)和木材的干縮、膨脹、硬度、強(qiáng)度等木材物理力學(xué)性質(zhì)。木材密度,以基本密度和氣干密度兩種為常用。
基本密度
基本密度因絕干材重量和生材(或浸漬材)體積較為穩(wěn)定,測(cè)定的結(jié)果準(zhǔn)確,故適合作木材性質(zhì)比較之用。在木材干燥、防腐工業(yè)中,亦具有實(shí)用性。
氣干密度
氣干密度,是氣干材重量與氣干材體積之比,通常以含水率在8%~20%時(shí)的木材密度為氣干密度。木材氣干密度為中國(guó)進(jìn)行木材性質(zhì)比較和生產(chǎn)使用的基本依據(jù)。
木材密度的大小,受多種因素的影響,其主要影響因子為:木材含水率的大小、細(xì)胞壁的厚薄、年輪的寬窄、纖維比率的高低、抽提物含量的多少、樹(shù)干部位和樹(shù)齡立地條件和營(yíng)林措施等。中國(guó)林科院木材工業(yè)研究所根據(jù)木材氣干密度(含水率15%時(shí)),將木材分為五級(jí)(單位:g/cm³):
很?。骸?.350;?。?.351-0.550;中:0.551-0.750;大:0.751-0.950;很大:>0.950。
力學(xué)性質(zhì)
木材有很好的力學(xué)性質(zhì),但木材是有機(jī)各向異性材料,順紋方向與橫紋方向的力學(xué)性質(zhì)有很大差別。木材的順紋抗拉和抗壓強(qiáng)度均較高,但橫紋抗拉和抗壓強(qiáng)度較低。木材強(qiáng)度還因樹(shù)種而異,并受木材缺陷、荷載作用時(shí)間、含水率及溫度等因素的影響,其中以木材缺陷及荷載作用時(shí)間兩者的影響。因木節(jié)尺寸和位置不同、受力性質(zhì)(拉或壓)不同,有節(jié)木材的強(qiáng)度比無(wú)節(jié)木材可降低30~60%。在荷載長(zhǎng)期作用下木材的長(zhǎng)期強(qiáng)度幾乎只有瞬時(shí)強(qiáng)度的一半。