木材特性
2020年11月23日 信息来源:张晓英 目前浏览:973次


1 木材的物理特性

1.1 木材密度

木材密度一般指质量密度,该值受木材含水状态的影响。总的来说,木材密度低于水的密度,很多东西利用该性质被创造出来,如在不能建造桥的地方,通过木材制作船舶,实现了水上运输。扩大了人类活动的范围,才诞生了“孤舟蓑笠翁,独钓寒江雪”的美景,遗留的船身还给后人提供了研究资料。

1.2 保温性

木材的主要组成物质是纤维素、半纤维素、木质素等有机物,热传导能力差,因此能有效减少能量的传递,所以可在炊具上用于隔热;同时作为一种多孔材料,同样体积储存的热量远大于金属及混凝土的热量,因此,木质材料装修的房屋有利于维持室内温度的稳定;

1.3 湿度调节功能

与混凝土、金属等材料相比,具有良好的温湿度调节功能。因为纤维素、半纤维等物质都含大量的亲水基,能有效吸附空气中的水分,在潮湿时吸收水分,干燥时放出水分。当环境的相对湿度变化时,木材能够吸收或者放出水分减缓环境湿度的变化,在一定程度上调节室内湿度,营造舒适的环境;

1.4 声学性质

木材的声学性质是指木材的振动、传声等与声波有关的固体材料特性。木材的振动特性受木材的尺寸、形状和材料本身特性的影响。许多乐器都是木材制作而成的,如民族乐器琵笆、扬琴,西洋乐器木琴。声学性能品质好的木材具有优良的声共振性和振动频谱特性,在作用力下,由本身的振动声能,发出优美的音色,同时木材作为共鸣板能够将弦振动的振幅扩大并美化其音色。由于波在木材中的传播与木材强度存在一定的关系,因此还可通过声学方法或超声波无损检测木材的强度,目前在古建保护中已经有所应用。

1.5 光学特征

未经涂饰的木材表面有独特的光泽感,因为其表面反射率很高,并且具有独特的各向异性特征明显,使得木材的反射接近于均匀的扩散,反射光柔和,同时保留木材原有的纹理。木材还具有吸收紫外线,反射红外线的功能,这让木材具有保护眼睛的作用,在日本,幼儿园、小学所用的课桌大多采用未涂饰的实体木材桌面。

1.6 声学特性

理想是声学环境能使人感觉愉快。木材是一种多孔的吸声材料,用作室内墙壁时,室内的声音所产生的回声小,混响时间适当,比混泥土、砖等结构的室内更为安静。

2 木材的力学性能

木材力学性质指外力作用下木材机械或力学性质,是度量木材抵抗外力作用的能力,也是研究木材应力与形变有关的性质及影响因素。木材是一种非均匀、各项异性的天然高分子材料,与均匀材料相比有很多特殊之处,如木材会表现出介于弹性体与非弹性体之间的粘弹性,长期受力还会发生蠕变现象。

木材的主要力学性能指标包括抗压、抗拉、抗弯、抗剪、扭曲强度、硬度、耐磨性、抗劈力及握钉力。不同木材力学性能存在差异,影响的主要因素有木材密度、含水率、温度、长期荷载、纹理方向、超微构造及木材缺陷等。

3 木材的缺陷

木材在自然生长的过程中,由于自身生长或环境影响,会出现各种材料缺陷,主要分为生长缺陷、生物危害缺陷和加工缺陷。如木材干缩湿胀及各向异性就为生长缺陷,普通木材含水率在绝干状态至纤维饱和点之间时,水分吸附或蒸发会使木材细胞壁产生干缩或湿胀的现象。但是对于考古出土的木材,由于木材已经发生了很大程度的降解,内部可能仅仅是因为水分的填充才保持一定的形状,若马上自然干燥,则会发生剧烈的收缩。因此在出土时必须要继续保持湿润的状态,才能让木材维持原有形状。木材是一种有机材料,易受微生物、昆虫和海洋钻孔生物侵害,因此出土木材的防霉防虫是保护工作的重点内容之一。木材加工缺陷是指在加工过程中对木材造成的表面损伤。

瑕不掩瑜,尽管木材存在一定的缺陷,但在整个人类发展史中,木材与人类的生存与发展紧密相关,推动了人类文明的进程,孕育了中国独特的木文化。


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