11 石材与木材 1 石材 木材 2

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根据岩石的成因，可将岩石分为以下三类： 11.1.1 岩石的形成与分类 碎屑岩 黏土岩 化学岩 生物化学岩类 岩浆岩 是地壳深处的岩浆侵入地壳或喷出地表后冷凝形成的岩石，又称火成岩。 沉积岩 在地表条件下，由母岩（岩浆岩、变质岩和早已形成的沉积岩）风化剥蚀的产物经搬运、沉积和硬结成岩作用而形成的岩石。 碎屑岩 黏土岩 化学岩 生物化学岩类 变质岩 地下岩石经历高温或高压之后，成分和结构发生改变后形成的新岩石。

表观密度 吸水性 耐水性 物理指标 11.1.2 石材的主要技术性质 对于同种石材，其表观密度越大，则抗压强度越高，吸水率越小，耐久性越好，导热性越好。 石材的吸水性主要与其矿物组成、孔隙率及孔隙特征有关。 石材的吸水性对其强度和耐久性影响很大。 岩石中含有粘土或易溶物时，会在其吸水后使其强度下降。 大部分岩石由于内部致密，孔隙率小，故耐水性较好。

11.1.2 石材的主要技术性质 力学性质 抗压强度 冲击韧性 硬度 耐磨性

石材的强度等级分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20等七个等级。 11.1.2 石材的主要技术性质 抗压强度 石材的强度等级分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20等七个等级。 石材强度等级的换算系数 立方体边长（mm） 200 150 100 70 50 换算系数 1.43 1.28 1.14 1 0.86

11.1.2 石材的主要技术性质 冲击韧性 石材的冲击韧性主要取决于其矿物组成与结构 硬度 一般抗压强度越高的石材，其硬度越高 耐磨性 石材的组成矿物越坚硬、结构越致密、抗压强度和冲击韧性较高时，则其耐磨性较好。

11.1.3 石材的破坏及防护 天然石材在使用过程中受周围环境的影响，如水分的浸渍与渗透，空气中有害气体的侵蚀及光、热或外力的作用等，会发生风化而逐渐破坏。 合理选材 表面处理

11 石材与木材 1 石材 木材 2

11.2.1 木材的分类与构造 木材的分类 （1）针叶和阔叶 （2）外长树和内长树 （3）红木及硬杂木 （4）乔木、灌木、藤本、匍匐类树木

木材是各向异性材料。将树干部分进行切割，可得到木材的横切面、径切面和弦切面。 11.2.1 木材的分类与构造 木材的宏观构造 木材是各向异性材料。将树干部分进行切割，可得到木材的横切面、径切面和弦切面。 心材的材质硬，密度大，渗透性低，耐久性、耐腐性均较边材高。

木材的宏观构造 11.2.1 木材的分类与构造 树干的三个切面 1-横切面；2-径切面；3-弦切面；4-树皮； 5-木质部；6-年轮；7-髓线；8-髓心 木材的年轮和春材夏材 1-春材（早材）2-夏材（晚材）

木材的微观构造 11.2.1 木材的分类与构造 马尾松的显微构造 柞木的显微构造 马尾松的显微构造 柞木的显微构造 1-管胞；2-髓线；3-树脂道 1—导管；2—髓线；3—木纤维

11.2.2 木材的主要性能 化学性质 纤维素、半纤维素、木质素是木材细胞壁的主要组成，其中纤维素占50%左右。此外，还有少量的油脂、树脂、果胶质、蛋白质、无机物等等。由此可见，木材的组成主要是一些天然高分子化合物。木材的化学性质复杂多变。

物理性质 11.2.2 木材的主要性能 密度与表观密度 木材的表观密度愈大，其湿胀干缩率也愈大。 吸湿率与含水率 木材很易从周围环境中吸收水分，其含水量随所处环境的湿度变化而不同。木材含水量的多少与木材的表观密度、强度、耐久性、加工性、导热性和导电性等有着一定关系。 湿胀干缩 木材含水率在纤维饱和点以内进行干燥时，会产生干缩。表观密度大，夏材含量越多，胀缩就大。

11.2.2 木材的主要性能 物理性质 木材干燥后截面形状的改变 含水量对松木胀缩变形的影响

11.2.3 木材的力学性质 抗压强度 木材的顺纹抗压强度较高，仅次于顺纹抗拉和抗弯强度，且木材的疵病对其影响较小。木材用于受压构件非常广泛，由于构造的不均匀性，抗压强度可分为顺纹受压和横纹受压。 木材横纹抗压强度比顺纹抗压强度低得多，通常只有顺纹抗压强度的10%~20%。

11.2.3 木材的力学性质 抗拉强度 木材的顺纹抗拉强度是木材各种力学强度中最高的。木材单纤维的抗拉强度可达80 Mpa~200MPa。因此顺纹受拉破坏时往往不是纤维被拉断而是纤维间被撕裂。

11.2.3 木材的力学性质 抗弯强度 木材受弯曲时内部应力十分复杂，上部是顺纹受压，下部为顺纹受拉，在水平面中还有剪切力作用。木材受弯破坏时，通常是受压区首先达到强度极限。木材的抗弯强度很高，为顺纹抗压强度的1.5~2倍。

（a)顺纹剪切；(b)横纹剪切；(c)横纹切断 11.2.3 木材的力学性质 抗剪强度 木材的剪切 （a)顺纹剪切；(b)横纹剪切；(c)横纹切断 顺纹抗剪强度很小，一般为同一方向抗压强度(顺纹抗压强度)的15%~30%。

木材各种强度的大小关系 11.2.3 木材的力学性质 抗压 抗拉 抗弯 抗剪 顺纹 横纹 1 1/10-1/3 2-3 1/20-1/3 1.5-2 1/7-1/3 1/2-1

1—顺纹受拉；2—弯曲；3—顺纹受压；4—顺纹受剪 11.2.3 木材的力学性质 影响木材强度的主要因素 木材含水率的变化，对木材各种强度的影响程度是不同的，对抗弯和顺纹抗压影响较大，对顺纹抗剪影响较小，而对顺纹抗拉几乎没有影响。 含水量对木材强度的影响 1—顺纹受拉；2—弯曲；3—顺纹受压；4—顺纹受剪

影响木材强度的主要因素 11.2.3 木材的力学性质 负荷时间 木材抵抗长期荷载的能力低于抵抗短期荷载的能力。 温度 当环境温度升高时，木材中的胶结物质处于软化状态，其强度和弹性均降低。 疵病 木材在生长、采伐、保存过程中，所产生的内部和外部的缺陷，统称为疵病。

11.2.3 木材的力学性质 韧性、硬度和耐磨性 木材的硬度和耐磨性主要取决于细胞组织的紧密度，各个截面上相差显著。木材横截面的硬度和耐磨性都较径切面和弦切面为高。木髓线发达的木材其弦切面的硬度和耐磨性均比径切面高。 木材的韧性较好，因而木结构具有良好的抗震性。

水溶性防腐剂 防腐剂种类 油剂防腐剂 复合防腐剂 11.2.4 木材的干燥、防腐、防火 对木材进行干燥处理，可防止木材中的腐朽菌繁殖，可减少其后发生的腐朽、干缩开裂，提高木材的强度和耐久性。干燥方法有自然干燥和人工干燥两种方法。 水溶性防腐剂 油剂防腐剂 复合防腐剂 防腐剂种类

11.2.4 木材的干燥、防腐、防火 木材的易燃性是其主要缺点之一。干燥木材可在220℃-280℃下开始燃烧，而焦桐燃点可达425℃。 木材虽然是可燃性材料，但在实际木结构工程中采用的大断面木材构件的耐火极限比无保护的钢梁要长，一般可达40min至1h。 三面燃烧的胶合木梁的碳化层

11.2.4 木材的综合利用 胶合板 胶合夹芯板 刨花板、木丝板、木屑板 纤维板 欧松板 胶合木