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    技术与材料之三·木材_木材材积表大全

    来源:六七范文网 时间:2019-05-15 04:54:20 点击:

      几千年来,树木一直为我们提供着各种各样的产品,包括食物原材料、药品、纸张和燃料。尤为重要的是,它们提供了一种最有用的建筑材料——木材。  木材的结构 树木之所以能生长,是因为它不断产生主要由纤维素组成的中空管状细胞。
      在生长季节,即从春天到秋天,树木通过在上层产生新细胞来增粗。在一些树木上,春天产生的细胞和夏天产生的细胞在直径上很不相同。正是由于这种不同,在锯开的原木端就会出现“年轮”。而在有些树上,这种区别不太明显。尽管如此,在绝大多数的树木上,干燥的夏天几个月中所产生的细胞具有较厚的细胞壁。从中心到年轮的距离最大的方向,一般就是树木生长时的向阳面,在北半球就是南方,而在南半球则是北方。科学家即可从年轮的宽窄和色泽变化上了解往年的气候情况。
      木材分软木材和硬木材两类,软木材几乎全是由管状细胞组成的,而硬木材具有更复杂的结构。木材的主要机械强度是靠夏天的生长形成的。有些硬木材具有大量的纤维材料,增加了木材的机械强度,同时也使它更硬。
      木材的性质 从工程学的观点来看,所有的木材都可以看作一捆平行的管子,很像一捆饮料吸管。并且,在所有木材中,这些管子基本上都是由相同材料组成的,只是管壁厚度不同而已。因此,木材的密度越大,它的强度也就越大。
      木材是天然材料,气候和土壤条件都会影响其生长,即使来自同一棵树的不同木块也会有不同的特性。这里,只能描述木材的一般性质。
      木材的强度 拿一捆吸管,如果你想把它拉断,那是很不容易的;如果沿纵向挤压,还是较容易把它压折变形的;而如果从侧面按压这捆吸管,则毫不费力地就能把它压扁。木材的放大结构就和这捆吸管一样,所以木材具有相当高的抗拉强度,甚至能超过低碳钢。沿纹理纵向的抗压强度要小些,只有抗拉强度的一半左右;而沿纹理横向,木材的抗压和抗拉强度都非常弱。
      硬木的钢性往往比软木好,因为它们的纤维成分一般比较硬。大多数的硬木装饰性光洁度比软木好。
      木材的造材加工 一棵树被伐倒后,它的原木要被锯成方材或板材,这就是造材加工。
      造材加工一般有两种方式:平锯(有时称为往复锯)和四分锯(或转向锯)。
      平锯是最简单的造材方式,但除了中心板不易变形外,外层的木板或方木容易翘曲。四分锯的加工成本比较大,因为它需要较高的技术和较长的加工时间,并且会产生更多的浪费。但四分锯生产的木材要稳定得多,极少发生翘曲。
      这两种方式也可以结合起来,形成最为经济的造材加工方式。
      木材的含水率效应 刚伐倒的木材含有大量的水分,几乎不可能被加工。它还会随着变干而收缩,经常产生裂缝。所以木材都必须风干——将木材长期堆放在干燥的空气中,让它的潮气蒸发。现在常用的做法是将木材放在干燥炉中,在可控的条件下进行干燥。
      然而,木材即使经过风干,在使用中仍然会发生翘曲和扭曲。之所以会发生这种情况,是因为木材具有吸湿性,会从潮湿的空气中吸收水分而膨胀,而在干燥的空气中,木材又会蒸发水分而收缩,因此很难避免这些不稳定的变形。在做好的成品木材家具和建筑上都要进行涂漆、打蜡等表面处理工作,这样可以减少这些影响,但也无法完全消除。
      天然木材的这些缺点可通过再加工的方式来克服,例如目前在板材市场常见的人造板。
      人造板的种类和特点 人造板包括胶合板、刨花板和硬质纤维板三种。
      胶合板是由三层或三层以上的薄木层胶合而成的。用旋切法可以将原木切割成面积较大的薄层,这些薄层按照它们的纹理方向不同来进行安排。由于木材在沿纹理纵向上比纹理横向上的强度要大得多,所以胶合板在各个方向上具有均匀的强度。胶合板相比于天然板,既不容易翘曲,也不容易开裂。它总是由奇数层组成,如由3层薄板胶合而成的叫做三合板,也有五合板、七合板等。胶合的层数越多,板的强度越大。
      刨花板是由木材的刨花或碎块与一种合成胶混合而成的。混合物在滚筒间压制,然后放置在金属板中,在高温高压下烤干。由于刨花板的颗粒排列混乱,因此在不同方向上其强度差不多。但这是一种比较弱的材料,受到不太大的弯曲力就会断裂。而在它的表面覆盖上一层薄板后,强度便会大大增加。常用的有硬木薄层或塑料覆盖层。
      刨花板很容易切割和用机器加工,但由于它的胶含量很高,会使锯齿或刀具很快被磨损。同时如果胶成分不够好的话,做好的器具在以后的使用过程中还会慢慢释放有害物质。
      硬质纤维板则是由软木纸浆在高压下形成的,也叫做密度板。纤维板分高密度板、中密度板和低密度板。硬质纤维板的用途非常广泛,但它的刚性较差,因此必须固定在板条或实心的表面上,以防止其变形。
      (江苏省新海高级中学 刘玮)