一、 木材的分类
1.按树种分:分为针叶树材(如松木、柏木等)和阔叶树材(如榆木、桦木、杨木等)。
针叶树理直、木质较软、易加工、变形小。大部分阔叶树质密、木质较硬、加工较难、易翘裂、纹理美观,适用于室内装修。
针叶树树叶细长如针,多为常绿树,材质一般较软,有的含树脂,故又称软材,如:红松、落叶松、云杉、冷杉、杉木、柏木等,都属此类建筑工程,木制包装,桥梁,家具,造船,电杆,坑木,枕木,桩木,机械模型等。阔叶树树叶宽大,叶脉成网状,大部分为落叶树,材质较坚硬,故称硬材。如:樟木、水曲柳、青冈、柚木、山毛榉、色木等,都属此类。也有少数质地稍软的,如桦木、椴木、山杨、青杨等,都属此类建筑工程,木材包装,机械制造,造船,车辆,桥梁,枕木,家具,坑木及胶合板等按材质。
2. 按用途分,分为原条、原木、锯材三类。
(1)原条系指已经除去皮、根、树梢的木料,但尚未按一定尺寸加工成规定的材类建筑工程的脚手架,建筑用材,家具装潢等。
(2)原木系指已经除去皮、根、树梢的木料,并已按一定尺寸加工成规定直径和长度的木料。
直接使用的原木:用于建筑工程(如屋梁、檩、掾等)、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
(3)锯材一般分为:板方材系指已经加工锯解成材的木料,凡宽度为宽度的三倍或三倍以上的,称为板材,不足三倍的称为方材,用于建筑工程、桥梁、木制包装、家具、装饰等。
枕木系指按枕木断面和长度加工而成的成材铁道工程。
3.按材质分,原木分为一、二、三等;锯材分为特等、一等、二等、三等。
4.按容重分,可分为轻材——容重小于400公斤/立方米。中等材——容重在500~800公斤/立方米。重材——容重大于800公斤/立方米。
二、现在常用的木材有:
1.红松:材质轻软,强度适中,干燥性好,耐水、耐腐,加工、涂饰、着色、胶结性好。
2.白松:材质轻软,富有弹性,结构细致均匀,干燥性好,耐水、耐腐,加工、涂饰、着色胶结性好。白松比红松强度高。
3. 桦木:材质略重硬,结构细,强度大,加工性、涂饰、胶合性好。
4.泡桐:材质甚轻软,结构粗,切水电面不光滑,干燥性好,不翘裂。.
5.椴木:材质略轻软,结构略细,有丝绢光泽,不易开裂,加工、涂饰、着色、胶结性好。不耐腐、干燥时稍有翘曲。
6.水曲柳:材质略重硬,花纹美丽,结构粗,易加工、韧性大,涂饰、胶合性好,干燥性一般。
7.榆木:花纹美丽,结构粗,加工性、涂饰、胶合性好,干燥性差,易开裂翘曲。
8.柞木:材质坚硬,结构粗,强度高,加工困难,着色、涂饰性好,胶合性差,易干燥,易开裂。
9.榉木:材质坚硬,纹理直,结构细、耐磨有光泽干燥时不易变形,加工、涂饰、胶合性较好。
10.枫木:重量适中,结构细,加工容易,切削面光滑,涂饰、胶合性较好,干燥时有翘曲现象。
11.樟木:重量适中,结构细,有香气,干燥时不易变形,加工、涂饰、胶合性较好。
12.柳木:材质适中,结构略粗,加工容易,胶接与涂饰性能良好。干燥时稍有开裂和翘曲。以柳木制作的胶合板称为菲律宾板。
13.花梨木:材质坚硬,纹理余,结构中等,耐腐配,不易干燥,切削面光滑,涂饰、胶合性较好。
14.紫檀(红木):材质坚硬,纹理余,结构粗,耐久性强,有光泽,切削面光滑。
15.人造板,常用的有三合板、五合板、纤维板、刨花板、空心板等。因各种人造板的组合结构不同,可克服木材的胀缩、翘曲、开裂等缺点,故在家具中使用,具有很多的优越性。
三、木 材 的 性 质
木材 (英文名:Solid Wood) 是人类生活中必不可少之材料,具备质轻,有较高强度,容易加工之优点,且某些树种纹理美观;但也有容易变形,易腐,易燃,质地不均匀,各方向强度不一致,并且常有天然缺陷,故认识木材重要性,才能正确使用木材。1.木材强度
质地不均匀,各方面强度不一致是木材之重要特点,也是其缺点。木材沿树干方(习惯叫顺纹)之强度较垂直树干之横向(横纹)大得多。例图为松木与杂木三方向之抗压强度。各方面强度之大小,可以从管形细胞之构造、排列之方面找到原因。木纤维纵向联结最强,故顺纹抗拉强度。木材顺纹受压,每个细胞都好象一根管柱,压力大到一定程度细胞壁向内翘曲然后破坏。故顺纹抗压强度比顺纹抗拉强度小。横纹受压,管形细胞容易被压扁,所以强度仅为顺纹抗压强度之1/8左右,弯曲强度介于抗拉,抗压之间。木材顺纹抗拉强度,是指用标准试件作拉力试验得出数值,实际上,木材常有木节、斜纹、裂缝等“疵病”,故抗拉强度将降低很多,强度值不稳定,一般木材多用作柱、桩、斜撑、屋架上弦等顺纹受压构件,疵病对顺纹抗压强度影响不是很大,强度值也较稳定。木工师傅常说“立木顶千斤”,很好地表达了木材顺纹抗压较强之特点。木材也用作受弯构件,如梁、板。对受弯构件之木材须严格挑选,避免疵病之影响。2.木材含水量对强度,干缩之影响木材之另一特性是含水量大小值直接影响到木材强度和体积,木材含水量即木材所含水分之重量与木材干重之比,亦称为含水率,取一块木材称一下重量,假定是4.16Kg,把它烘干到干燥状态,再称重量是3.4Kg,则此木材之干重为3.4Kg,所含水分之重量为4.16-3.4=0.76Kg。这块木材之含水率为:
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,细胞间隙充满水,木材之含水率在100%以上,在场地堆放时,细胞腔里之水先蒸发出去,此时木材总重量减轻,但体积和强度都没有什么变化。到一定时候,细胞腔之水都蒸发完毕,可细胞壁里还充满水,此情况叫“纤维饱和”。这是含水率约为30%,为方便起见,就规定含水率30%为“纤维的饱和点”。含在细胞壁之水继续蒸发,引起细胞壁变化,这时,木材不但重量减轻,体积也开始收缩,强度开始增加。
木材强度随含水率变化是因为细胞壁纤维间之胶体是“亲水”之故。水分蒸发后,胶体塑性减小,胶结力增加,可以和纤维共同抵抗外力之作用,含水量变化对顺纹抗拉强度影响较小,对顺纹抗压强度和弯曲强度影响较大。例如松木在纤维饱和点顺纹抗压强度约为3KN/CM2。
木材因含水量减少引起体积收缩之现象叫作干缩,干缩也叫作“各向异性”例如从纤维饱和点降到含水率0%时,顺纹干缩甚小,为0.1~0.3%,横纹径向干缩为3.66%,弦向干缩竟大9.63%,体积干缩为13.8%,所以当木材纹理不直不匀,表面和内部水分蒸发速度不一致,各部分干缩程度不同时,就出现弯、扭等不规则变形、干缩不匀就会出现裂缝。
木材强度变化和干缩,为使用木材带来诸多不便,我们不可能消除这种客观存在之不利变化,但能认识掌握其变化规律,控制此变化。木材水分可以被蒸发到空气中,空气中水分也会被吸进来,后一现象为“吸湿”,吸湿为木材之特性,主要是木材含水率达到相对饱和点,其含水率过高,或过低都会给木材基本物理性能带来不利因素。例图为空气湿度与相对湿度关系因素。对应某一空气湿度和相对湿度,就有一个木材含水率数值,这个值称为“平衡含水率”。例:当地室内平均湿度32。,相对湿度55%。从图中查出平衡含水率为10%,家具类用材,一般含水率为15%,一般木材制品(含木制包装),有关部门定为18%~25%左右为达标产对应某一空气湿度和相对湿度,就有一个木材含水率数值,这个值称为“平衡含水率”。例:当地室内平均湿度32。,相对湿度55%。从图中查出平衡含水率为10%,家具类用材,一般含水率为15%,一般木材制品(含木制包装),有关部门定为18%~25%左右为达标产品,因木材在含水率18%以下,木腐菌就无法生存繁殖。