二、木材的物理力學(xué)性質(zhì)

　(一)密度與表觀密度

　　木材的密度各樹種相差不大,一般在1. 48-1. 56g/cm3之間。木材的表觀密度則隨 木材孔隙率、含水量及其他一些因素的變化而不同,一般有氣干表觀密度、絕干表觀密度 和飽水表觀密度之分。木材的表觀密度越大,其濕脹干縮率也越大。處于氣干狀態(tài)下的木 材表觀密度平均約為500kg/m3。

　　(二)含水率和吸濕性

　　木材的含水率是指木材所含水的質(zhì)量占干燥木材質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。含水率的大小對木材 的濕脹干縮性和強(qiáng)度影響很大。新伐木材的含水率常在35%以上;風(fēng)干木材的含水率為 15%-25% ;室內(nèi)干燥木材的含水率為8%-15%。

　　木材中所含水分可分為自由水、吸附水和結(jié)合水三種。自由水的變化只影響木材的表 觀密度、燃燒性和抗腐蝕性,而吸附水的變化是影響木材強(qiáng)度和脹縮變形的主要因素,結(jié) 合水在常溫下不發(fā)生變化,對木材性質(zhì)元影響。當(dāng)木材中無自由水,而細(xì)胞壁內(nèi)充滿吸附 水并達(dá)到飽和時(shí)的含水率稱為纖維飽和點(diǎn)。纖維飽和點(diǎn)是木材物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的轉(zhuǎn) 折點(diǎn),其值隨樹種不同而異,通常介于25%-35%之間,平均值約為30%。 木材的吸濕性是雙向的,其含水率隨環(huán)境溫度和濕度而變化。當(dāng)木材長時(shí)間處于一 定溫度和濕度的環(huán)境中時(shí),其含水率會(huì)趨于穩(wěn)定,此時(shí)的含水率稱為木材的平衡含水率。

　　(三)濕脹與干縮變形

　　木材的纖維細(xì)胞組織構(gòu)造使木材具有顯著的濕脹干縮變形特性。木材發(fā)生濕脹干縮變形的規(guī)律是:當(dāng)木材含水率在纖維飽和點(diǎn)以下時(shí),隨著含水率的增大,木材體積產(chǎn)生膨脹;相反亦然。而當(dāng)木材含水率在纖維飽和點(diǎn)以上變化時(shí),只是自由水增加,而木材的質(zhì)量,體積不發(fā)生改變。

　　同一木材中,弦向脹縮變形最大,徑向次之,縱向最小。

　　為避免脹縮對木材的不利影響,通常在加工前將木材進(jìn)行干燥處理,使其含水率達(dá)到與其使用環(huán)境相適應(yīng)的平衡含水率。

　　(四)木材的強(qiáng)度及其影響因素

　　由于木材是各向異性材料,因而其強(qiáng)度有順紋和橫紋之分。

　　1.抗壓強(qiáng)度

　　木材的順紋抗壓強(qiáng)度是指壓力作用方向與木材纖維方向平行時(shí)的強(qiáng)度;橫紋抗壓強(qiáng)度是指壓力作用方向與木材纖維垂直時(shí)的強(qiáng)度。順紋抗壓強(qiáng)度大大高于橫紋抗壓強(qiáng)度。

　　2.抗拉強(qiáng)度

　　順紋抗拉強(qiáng)度是指拉力方向與木材纖維方向一致時(shí)的強(qiáng)度,也是木材所有強(qiáng)度中最高的。木材橫紋抗拉強(qiáng)度很低,工程中一般只利用木材的順紋抗拉強(qiáng)度。

　　3.抗彎強(qiáng)度

　　木材受彎破壞時(shí),首先是受壓區(qū)達(dá)到強(qiáng)度極限,產(chǎn)生較大變形,但構(gòu)件仍能繼續(xù)承 載,隨后抗拉區(qū)也達(dá)到強(qiáng)度極限,纖維間的連接被撕裂及纖維的斷裂導(dǎo)致最終破壞。

　　4.抗剪強(qiáng)度

　　木材受剪時(shí)分為順紋剪切、橫紋剪切和橫紋切斷三種。其中橫紋切斷強(qiáng)度 最高, 順紋剪切強(qiáng)度次之,橫紋剪切強(qiáng)度最低。