正文 第2章 建築藝術家——木材(2)(1 / 3)

化學變色指伐倒的樹木由於化學和生物化學的反應而引起的淺棕紅色、褐色或橙黃色等不正常變色,它的顏色一般比較均勻,僅分布木材表層,對木材的物理力學性質沒有影響,僅是損害木材的外觀質量。

真菌變色是由真菌侵入木材而引起的,它分為黴菌變色、邊材變色菌變色和腐朽菌變色。

黴菌變色僅限於木材表麵,幹燥後易於消失,或可以通過刨切清除,隻損害木材外觀,不影響木材強度;變色菌變色常見的如青變,也有橙黃色、粉紅色、淺紫色、棕褐色等變化,一般不會影響木材的物理力學性質,主要損害木材外觀;腐朽菌變色是由腐朽菌侵入木材初期而引起的,常見的有紅斑,初期對木材的物理力學性質影響不大,不過,最後會發展成腐朽。

③蟲害是指因各種昆蟲危害而造成的木材缺陷。

蟲害分為蟲溝、小蟲眼、大蟲眼、表麵蟲眼和蟲溝,其可隨板皮一起鋸除。一般,小蟲眼影響也不大,但若是深10毫米以上,直徑為3毫米以上的大蟲眼的話,則不僅會破壞木材的完整性,降低木材的力學強度,同時還是其他菌類侵入木材的通道。因而,可以說,蟲害是影響木材質量等級的主要缺陷之一。

(3)幹燥及機械加工引起的缺陷。木材在幹燥過程中,通常由木材幹燥不均勻而引起的不均勻收縮及木材構造上的特性幹縮造成,一般分為以下幾種:

①幹裂、端裂、表裂、內裂、幹燥輪裂;

②翹曲(又名扭曲)、橫彎、順彎、邊彎、扭彎、菱形變形;

③皺縮;

④由於鋸割的方法不正確,可把可鋸割成徑切板的原木鋸割成弦切板,把紋理通直的原木鋸割為帶有斜紋的成材,如鋸口傷等。

木材的缺陷大大降低了木材的利用率和使用價值。總之,為了合理使用木材,人們常常會按照不同用途的要求,限製木材允許缺陷的種類、大小和數量,將木材劃分等級使用。如腐朽和蟲蛀的木材一般不允許用於結構,另外,影響結構強度的缺陷則主要是木節、斜紋和裂紋也會限製木材使用。

第二節木材特性

1.密度和水——木材的物理性質

木材的物理性質主要包括木材密度、木材含水率、木材的濕脹與幹縮三個方麵。

⑴木材密度

木材密度是指單位體積木材的重量,其取決於它的含水率,即不同的含水率對應不同的密度。通常,木材的重量和體積都受含水率影響。一般,人們把木材試樣的烘幹重量與它飽和水分時的體積、烘幹後的體積及烘幹時的體積之比,分別稱為基本密度、絕幹密度和爐幹密度。此外,木材在氣幹後的重量與氣幹後的體積之比為木材的氣幹密度。

木材的平均密度為1.55克/立方厘米。一般,木材的表觀密度與木材的孔隙率、含水率以及其他一些因素的變化有關,可分為氣幹表觀密度、絕幹表觀密度和飽水表觀密度等。

通常來說,木材的表觀密度愈大,其濕脹幹縮率也愈大,此外,木材的表觀密度因樹種不同差異也很大,樹種不同,表觀密度也不同。

如我國台灣的二色輕木為0.186克/立方厘米,東北的水曲柳為0.686克/立方厘米,河南的泡桐為0.283克/立方厘米,廣西的蜆木為1.128克/立方厘米。不過值得一提的是,即使同一樹種,木材的表觀密度也會因產地、生長條件、樹齡等不同而不同,如外層的密度大於內層的密度,樹幹部分的密度大於樹尾部的密度。如絕幹的馬尾鬆木密度為0.42~0.45克/立方厘米,比水還輕;而新砍的馬尾鬆木能沉入水中,密度相差很大。此外,還有密度接近鋼鐵的鐵木、峴木等等。一般情況下,大多數木材的氣幹密度約為0.3~0.9克/立方厘米。通常,密度大的木材,其力學強度較高。

⑵木材含水率

木材含水率是指木材中水重占烘幹木材重的百分數。由於纖維素、半纖維素、木質素的分子均具有較強的親水力,所以木材很容易從周圍環境中吸收水分。通常,人們根據木材中所含水的存在形式可分為三類:吸附水、自由水、化合水。

①吸附水存在於木材細胞胞壁內,它的含量是影響木材強度和脹縮變形的主要原因。

②自由水存在於木材的細胞腔和細胞間隙之間,它的含量影響木材的表觀密度、燃燒性和抗腐蝕性。

③化合水是一類由木材化學組成的結合水,它在常溫下不變化,對木材的性質一般無影響。

當木材中無自由水,而細胞壁內吸附水達到飽和時,這時的木材含水率稱為“纖維飽和點”。一般情況下,木材的纖維飽和點隨樹種而各不相同,介於25%~35%,通常取其平均值,約為30%。