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第七章木材缺陷Wooddefect一、概述：对其定义Def1:木材缺陷是指降低木材商品价值和使用价值的各种特征的总称。Def2:木材缺陷是指降低木材商品价值的非正常和不规则部分，它们会降低木材强度，影响加工、装饰质量和外观。Def3:木材缺陷是指木材适用于某种特殊用途时的质量缺陷。Def4:木材缺陷是指降低木材商品价值的形状。Def5(国标):木材缺陷是呈现在木材上能降低其质量，影响其使用的各种缺点。作为木材工作者，需了解木材缺陷的类别、表现形式，以及它们对木材加工过程及木材产品质量的影响，同时也应了解木材缺陷的基本检测方法。木材缺陷的形成及分类生长缺陷：节子、心材变色和腐朽、虫害、裂纹、应力木、树干形状缺陷、木材构造缺陷和伤疤等。生物危害缺陷：腐朽、变色、虫害等。加工缺陷：木材锯解和干燥过程中形成的缺陷。二、木材缺陷的名称、定义、分类和对材质的影响：(一)生长缺陷1.节子：（1）定义：包含在树干或主枝木材中的枝条部分。（2）分类：①按照节子与周围木材连生程度来分：活节和死节。②按照节子材质可分为：健全节、腐朽节和漏节。活节死节健全节腐朽节椭圆形节圆形节掌状节轮生节材棱节贯通节材面节条形节需要掌握的几个概念活节：由树木的活枝条形成，活节的木材组织与其周围木材组织全部紧密相连，质地坚硬，构造正常。死节：由树木的死枝条形成，节子的木材组织与其周围木材组织部分或完全脱离。腐朽节：节子本身已经腐朽，但未透入树干内部，节子周围材质仍完好。漏节：节子本身已经腐朽，而且深入树干内部，引起木材内部腐朽。健全节：节子没有腐朽，颜色与周围木材颜色一致或稍深。死节可能是腐朽节或漏节，而活节全部为健全节。节子的特点：多含树脂，较硬重，周围木材纹理局部紊乱对材质的影响(P213)：破坏了木材的均匀性：纹理紊乱、色差影响木材的加工质量：节子硬度大，主轴方向与树干主轴方向有夹角。破坏了木材的完整性：节子可能脱落削弱木材的某些强度。（3）节子的特点及其对材质的影响节子影响利用的程度，主要是根据节子的材质、分布位置、尺寸大小、密集程度和木材用途等而定。2、裂纹：（1）定义：树木在生长时期或伐倒后，因受外力作用或温度、湿度变化的影响，木材纤维与纤维之间发生分离所形成的裂隙，叫裂纹或开裂。（2）分类：213页①按照类型和特点分：轮裂、径裂、冻裂(定义见书上213页)。②按裂纹在木材上的位置分：侧面裂、端面裂、贯通裂。径裂端面裂轮裂侧面裂内裂贯通裂（3）裂纹对材质的影响：裂纹，特别是贯通裂，破坏木材的完整性，影响木材的利用和装饰价值，降低木材的强度，尤其是顺纹抗剪强度。在保管不良的条件下，木腐菌易由裂隙侵入而引起木材的变色和腐朽。3、树干形状缺陷：（1）定义：指树木在生长过程中受到环境条件的影响，使树干形成不正常的形状，叫树干形状缺陷。（2）分类：有弯曲、尖削、树瘤等。定义见214页树干形状缺陷图片：弯曲尖削树瘤（3）对木材材质的影响：①弯曲影响木材的强度及利用。降低出材率，锯出的材多具斜纹，强度降低。单板旋切和支柱用材时，对弯曲加以限制。②尖削度大的圆材在加工时将增加废材量，并容易产生斜纹理，降低木材强度，影响锯材质量。③因树瘤与木材乱纹常同时存在，增加加工困难。4、木材构造缺陷：（1）定义：凡是树干上由于不正常的木材构造所形成的各种缺陷，统称木材构造缺陷。（2）分类：有斜纹、应力木、乱纹、涡纹、髓心、双心、树脂囊、水层、内含边材等。定义见书上215页斜纹应压木扭转纹髓心乱纹双心(3)构造缺陷对木材材质影响：①斜纹降低木材强度，对顺纹抗拉、抗弯和冲击韧性等强度的影响较大。斜纹木材纵向收缩大，干燥时板材易产生翘曲变形。②髓心部位的木材，其强度均较低，且干燥时，容易开裂。③双心增加木材构造的不均匀性和加工困难，并能引起锯材产生翘曲和开裂。应力木倾斜树干/弯曲树干/树枝偏宽年轮部分阔叶树针叶树阔叶树---受拉部位---应拉木针叶树---受压部位---应压木应压木：对针叶树，指针叶材倾斜或弯曲树干和枝条的下方，即受压部位的木质部断面上，一部分年轮和晚材特别宽，颜色显暗常称偏宽年轮或偏心材。应拉木：对阔叶树，指阔叶树倾斜或弯曲树干和枝条的上方，即受拉部位的木质部断面上，一部分年轮特别宽，颜色比正常材浅，反光性较强。应拉木有胶质纤维，加工时易起毛，有时还有夹锯。应力木有两种应压木和应拉木两个概念的相同点和区别在哪里？应压木特点管胞胞间隙增大主要特征：S2层纤丝角增大木素、半纤维素含量增加，纤维素含量降低板材易发生严重扭曲或翘曲木材顺拉强度、静曲强度下降主要问题应拉木特点主要特征：出现胶质木纤维锯剖和旋切时板面起毛锯切时易夹锯木材强度下降木素、半纤维素含量降低，纤维素含量增加主要问题5、伤疤（损伤）：（1）定义：凡受机械损伤、火烧或鸟害、兽害等而形成的伤痕称为伤疤或损伤。（2）伤疤分为：外伤、夹皮、偏枯、树包等。217页木材伤疤图片：烧伤双心内夹皮树包（3）伤疤对材质影响：①外伤将破坏木材的完整性，降低木材质量。使木材难于按要求加工使用，并增加废材量。有时还损伤木材的外观，增加木腐菌感染的机会。②夹皮破坏木材的完整性，并使近夹皮处年轮弯曲。因此，随夹皮的种类、尺寸、分布位置等对材质有不同影响。③偏枯破坏圆材的形状和完整性，并引起年轮局部弯曲，从而影响木材质量。(二)生物危害缺陷主要指受微生物、昆虫、海生钻孔动物的外界微生物引起。1.变色：定义：树木伐倒或制成板材后，木材正常颜色发生改变的，叫木材变色。类型：化学性变色：锯材由于化学或生物化学反应引起初期腐朽变色：常见的是红斑。横切面上出现不同颜色斑点，综切面上出现有颜色条纹。霉变色：霉菌引起。变色菌变色：变色菌引起。化学变色霉菌变色腐朽菌变色变色菌变色微生物变色真菌（霉菌、变色菌、腐朽菌）霉菌：霉菌菌丝体和孢子侵染所引起的变色。蓝变、绿变、黑、紫、红等。变色菌：主要由于木材干燥不及时或保管不当造成。泡桐腐朽菌：木腐菌侵入木材初期引起的变色。红斑、浅红褐色、褐色、棕褐色、紫红色、浅黄白色等。初期腐朽变色与霉变色或变色菌变色的区别：P218表9-1霉菌变色变色对木材材质的影响：只限于木材表面，损害木材外观，但不改变木材的强度。变色菌变色一般不影响木材的物理力学性质，严重青变时冲击强度稍有降低、吸水性增强，损害木材外观。腐朽菌变色初腐的木材，仍保持原有的构造和硬度，物理、力学性质基本没有变化，但有的冲击强度稍有降低，吸水性能略有增加，并损害外观。2.腐朽：（1）定义：木材由于木腐菌的侵入，逐渐改变其颜色和结构，使细胞壁受到破坏，物理、力学性质随之发生变化，最后变得松软易碎，呈筛孔状或粉末状，这种状态即称为腐朽。（2）腐朽的种类：按照腐朽性质分为：白腐、褐腐。白腐褐腐干腐重边腐心腐根腐木腐菌败坏木材的因子1）养料：来源于木材中的三大成分。2）水分：含水率在30%-60%时木腐菌活动旺盛，在18-20%以下和100-145%以上受到抑制。3）温度3-38℃能生长发育，最适温度25-30℃4）空气：好氧菌。木材空隙率大致在10-55%（体积），空隙率越大空气越充足，不同菌种需氧不同，但很少。5）pH值：大多数木材pH值在4-6，偏酸性正适合木腐菌生长发育特点（书219页）白腐：早期经常不明显，后期木材变白或者变色，一般有斑点，或暗色条纹，木材保留原尺寸和形状。褐腐：早期经常不能看清，但木材变脆，后来变成棕色且变软，干燥引起大量横纹裂缝。软腐：潮湿环境中，木材变软和出现微小裂痕，黯淡的灰色到褐色，腐朽昼间从表面向内发展。白腐褐腐软腐主要破坏木素，同时也破坏纤维素，半纤维素破坏纤维素、半纤维素长期浸泡在不流动的水中或处在水湿状态下的木材受害木材细胞壁变薄，但不收缩、开裂，保持其形状。但实质上内部已呈蜂窝状筛孔。褐腐材质脆，干燥后表面开裂，强度降低很多主要危害木材表面组织，使表面组织软化呈现白色或浅黄白色变为褐色，红褐色或棕褐色呈黑褐色（3）腐朽对材质的影响：P221腐朽严重影响木材的物理、力学性质。使木材重量减轻，吸水性增加，强度降低，特别是硬度降低较明显。腐朽材干燥时比健全材更易翘曲变形，收缩率增大。通常褐腐对强度的影响最为显著，褐腐后期，木材强度基本接近于零。白腐有时还能保持木材一定的完整性。材色：初腐时，白腐材颜色变化明显，褐腐材颜色变化不明显；腐朽后期，白腐使木材变白，褐腐使木材变暗。木材防腐剂（1）油质类木材防腐剂煤杂酚油以及与煤焦油或石油的混合物。（2）油溶性木材防腐剂常用的有五氯苯酚、环烷酸铜、有机锡化合物、有机碘化合物、唑类、百菌清等。（3）水溶性木材防腐剂常用的水溶性防腐剂有：氯化物、硼化物、砷化物、铜化物、锌化物等。3、虫害：(1)定义：因各种昆虫危害而造成的木材缺陷称为木材虫害。(2)常见害虫：小蠹虫、天牛、吉丁虫、象鼻虫、白蚁和树蜂等。(3)分类：表面虫眼和虫沟、小虫眼、大虫眼。表皮虫沟小虫沟虫及虫沟虫及大虫眼（3）虫害对材质的影响：表面虫眼和虫沟常可随树皮一起锯除，故对木材的利用基本没有影响。分散的小虫眼影响也不大。但深度在10mm以上的大虫眼和深而密集的小虫眼能破坏木材的完整性，并降低其力学强度，而且虫眼也是引起边材变色和腐朽的重要通道。白蚁：无牙老虎（三）木材加工缺陷：（1）定义：木材在加工过程中所造成的木材表面损伤，称为木材加工缺陷。（2）分类：有锯割缺陷与干燥缺陷。（3）加工缺陷对材质影响：1.锯割缺陷(P223)缺棱：指在整边锯材中残留的原木表面部分。分为钝棱和锐棱。缺棱减少材面的实际尺寸，使木材难于按要求使用，改锯则增加废材量。锯口缺陷指木材因锯割而造成的材面不平整或偏斜现象。锯口缺陷使锯材厚薄或宽窄不匀，或材面粗糙，以致影响产品质量，难于按要求使用。人为斜纹因下锯不合理，将纹理通直的原木锯成带有斜纹的锯材。2.干燥缺陷1、变形：（1）定义：木材在干燥、保管过程中所产生的形状改变称为变形。（2）分类：扭曲顺弯翘曲横弯翘弯开裂（3）变形对材质的影响：翘曲和扭曲改变了木材的形状，使木材难于按要求加工使用。顺弯横弯翘弯扭弯三.木材缺陷的分类及检测方法P225四.我国木材主要产品标准规定的缺陷允许限度查阅相关的标准。这里只举一个例子。针叶树锯材和阔叶树锯材标准规定的缺陷允许限度。缺陷名称计算方法树种允许限度特等一等二等三等活节最大尺寸不得超过材宽的针叶15%25%40%不限任意材长1m内个数不得超过针叶4个6个10个不限缺陷名称计算方法树种允许限度特等一等二等三等死节最大尺寸不得超过材宽的针、阔叶15%25%40%不限任意材长1m内个数不得超过针叶4个6个10个不限阔叶3个5个6个不限缺陷名称计算方法树种允许限度特等一等二等三等腐朽是否允许存在或面积不得超过所在材面面积的：针叶不许有2%10%30%阔叶不许有5%10%30%裂纹夹皮长度不得超过材长的：针叶5%10%30%不限阔叶10%15%40%不限缺陷名称计算方法树种允许限度特等一等二等三等虫眼任意材长1m内个数不得超过：针叶1个4个15个不限阔叶1个2个8个不限钝棱最严重缺角尺寸不得超过材宽的：针叶5%20%40%60%阔叶10%20%40%60%缺陷名称计算方法树种允许限度特等一等二等三等弯曲横弯最大弓高不得超过水平长度的：针叶0.3%0.5%2%3%阔叶0.5%1%2%4%顺弯最大弓高不得超过水平长度的：针阔叶1%2%3%不限缺陷名称计算方法树种允许限度特等一等二等三等斜纹斜纹倾斜高度不得超过水平长度的：针阔叶5%10%20%不限四、木材主要产品需要计算的缺陷缺陷名称杉原条马尾松原条阔叶树原条坑木电杆檩材橡材旋切单板用原木刨切单板用原木特级原木针叶树锯切用原木阔叶树锯切用原木小径原木针叶树锯材阔叶树锯材罐道木机台木铁路货车锯材载重汽车锯材枕木1234567891011121314151617181920活节+++++++++死节++++++++++++漏节+++++++++++++边腐+++++++++++++心腐+++++++++++++缺陷名称杉原条马尾松原条阔