福建農(nóng)林大學大學木材學2008-2009學年期末考試題庫.doc

木材結(jié)構(gòu)名稱解釋心材：在靠近髓心周圍與邊材之間（通常顏色較深）的木質(zhì)部，在立木時已不具有生理功能的。邊材：在木質(zhì)部中，靠近樹皮（通常顏色較淺）的外環(huán)部分，含水率高，立木時具生理功能的木材稱邊材，擔負著由下往上輸送水分和養(yǎng)分早材：在一個生長輪內(nèi)，靠近髓心一側(cè)，是樹木生長季節(jié)早期形成的部分，材色較淺，組織松軟又稱為春材晚材：在一個生長輪內(nèi)，靠近樹皮一側(cè)，是樹木生長季節(jié)后期形成的部分，材色較深，組織緊密，材質(zhì)堅硬，又稱為秋材管孔：闊葉材各類縱向細胞中有一種直徑較大，專門承擔輸導作用的組織叫導管；導管在橫斷面上的孔穴狀稱管孔。紋孔：指木材細胞壁加厚產(chǎn)生次生壁時，初生壁上未被增厚的部分，即次生壁上的凹陷。在立木中，紋孔是相鄰細胞間的水分和養(yǎng)分的通道。穿孔：兩個導管分子縱向相連時，其端壁相通的孔隙稱為穿孔井字區(qū)：徑切面上射線薄壁細胞與軸向管胞相交的平面，又稱交叉場。交叉場紋孔可分為五種類型：窗格狀，松木型，云杉型，杉木型，柏木型。螺紋加厚：在細胞次生壁內(nèi)表面上，由微纖絲局部聚集而形成的屋脊狀凸起，呈螺 旋狀環(huán)繞著細胞內(nèi)壁螺紋裂隙：在應壓木中，有些管胞壁上具有一種貫穿胞壁的螺紋裂隙，稱為螺紋裂隙螺紋裂隙與螺紋加厚的區(qū)別在于螺紋加厚見于正常材，螺紋裂隙見于應壓木；螺紋加厚與軸線的夾角大于45，螺紋裂隙與軸線的夾角小于45；螺紋加厚限于內(nèi)內(nèi)壁，為加厚，螺紋裂隙延至復合胞間層。結(jié)晶區(qū)：在大分子鏈排列最致密的地方，分子鏈規(guī)則平行排列，定向良好，反映出一些晶體的特征，所以被稱為纖維素的結(jié)晶區(qū)。無定形區(qū)：當纖維素分子鏈排列的致密程度減小、分子鏈間形成較大的間隙時，分子鏈與分子鏈彼此之間的結(jié)合力下降，纖維素分子鏈間排列的平行度下降，此類纖維素大分子鏈排列特征被稱為纖維素非結(jié)晶區(qū)氫鍵：當氫原子以主價健與電負性很強的氧原子結(jié)合后再以付價鍵與另一電負性很強的原子相結(jié)合所形成的鍵。樹脂道由薄壁的分泌細胞環(huán)繞而成的孔道，是具有分泌樹脂功能的一種組織，為針葉樹材構(gòu)造特征之一。胞間道指由分泌細胞圍繞而成的長形細胞間隙（特殊孔道）。 樹脂道貯藏樹脂的胞間道。存在于部分針葉樹材中。(紅松) 樹膠道貯藏樹膠的胞間道。存在于部分闊葉樹材中導管由一連串的軸向細胞形成無一定長度的管狀組織，構(gòu)成導管的單個細胞稱為導管分子。導管是由管胞演化而成的一種進化組織，專司輸導作用。木射線位于形成層以內(nèi)的木質(zhì)部上，呈帶狀并沿徑向延長的薄壁細胞壁集合體。同形射線 射線組織全部由橫臥細胞組成的射線 同形單列 射線組織全為單列射線或偶見二列射線，且全由橫臥細胞組成。如楊屬、苦木、絲棉木、海南錐 同形單列及多列 射線組織由單列和多列射線，全由橫臥細胞組成異形射線 射線組織全部或部分由方形或直立細胞組成 異形單列 射線組織全為單列或偶爾出現(xiàn)成對者，由橫臥與直立或方形細胞所組成 異形多列 射線組織全為二列以上，偶見單列，由橫臥與直立或方形細胞組成異形型 由單列和多列射線組成。單列射線由直立和方形細胞構(gòu)成；多列射線弦面觀察其單列尾部較多列部分要長，單列尾部由直立細胞構(gòu)成，多列部分有橫臥細胞構(gòu)成異型型 由單列和多列射線組成。與異形型區(qū)別為多列射線的單列尾部較多列部分要短異形型 由單列和多列射線組成。單列射線全為橫臥細胞或直立與橫臥細胞混合組成。多列射線的單列尾部通常為一個方形細胞，一個以上者也應為方形細胞；多列部分由橫列細胞所組成。同胞射線：在針葉材中木射線由射線薄壁細胞組成異胞射線：在針葉材中木射線由射線薄壁細胞和射線管胞組成填空題、讀圖題木材的特點：變異性、多孔性、層次性、向異性樹木來自種子植物，可分為兩大類：木本裸子植物即針葉材，無孔材，硬材；木本雙子葉被子植物即闊葉材，有孔才，軟材樹木的生長分為高生長與直徑生長共同結(jié)果，而高生長起源于頂端分生組織；直徑生長起源于側(cè)生分生組織分生活動形成層原始細胞分為：1）射線原始細胞-分生出木射線和韌皮射線; 2）紡錘形原始細胞-分生出導管、管胞、木纖維等。韌皮部的細胞：針葉材有篩胞（特有）韌皮纖維，石細胞，韌皮軸向薄壁細胞，韌皮射線細胞；闊葉材有篩管（特有），伴胞（特有），韌皮纖維，石細胞，韌皮軸向薄壁細胞，韌皮射線細胞管孔的排列及分布 （1）環(huán)孔材： 2）散孔材（3）半環(huán)孔材或半散孔材（4）輻射孔材5）切線孔材（6）交叉孔材（或稱花樣孔材）環(huán)孔材晚材管孔排列星散排列徑、斜列 a、單徑列 b、火焰狀 d、斜列弦向排列（切線狀、榆木狀）團型圖案型： 軸向薄壁組織的分類（宏觀）（包括傍管型和離管型）（1）傍管型薄壁組織：（環(huán)繞于導管周圍與導管相連生） （2）離管型薄壁組織：（與導管沒有聯(lián)系）環(huán)管束狀：如水曲柳。 切線狀：如苦櫧。翼狀：如泡桐。 網(wǎng)狀：柿樹。聚翼狀：如洋槐。 離管帶狀：黃檀。寬帶狀：如鐵刀木。 輪界狀：柚木、楊木。軸向薄壁組織的分類（微觀）離管型薄壁組織層次厚度比例 /%薄層數(shù)/層化學組成/%纖絲傾角 /P針纖：針闊5070S27090%早3040晚150纖為主闊：半木針：木半1030S328% 16層纖維素半木素（最少）6090傍管型薄壁組織樹木從小到大的結(jié)構(gòu)單元和壁層結(jié)構(gòu)纖維素大分子-基本纖絲-微纖絲-纖絲-粗纖絲-薄層-細胞壁各層-細胞-組織-器官-樹干-樹木通常可將細胞壁分為初生壁（P）、次生壁（S）、以及兩細胞間存在的胞間層（ML）A.細胞腔； P.初生壁； S.次生壁； ML.胞間層；S1.次生壁外層； S2.次生壁中層； S3.次生壁內(nèi)層木材的形成主要經(jīng)過三個重要過程：形成層母細胞的分裂形成新（子）細胞；新生細胞和組織充分分化和成熟；成熟細胞的蓄積樹干的構(gòu)造（由樹皮、形成層、木質(zhì)部和髓組成）木材是通過形成層的細胞(cell)分裂、新生木質(zhì)部細胞的成熟、成熟木質(zhì)部細胞的蓄積三個過程形成的，即木材的直接起源是形成層分別描述針、闊葉材組成細胞分子針葉樹材的組成分子主要有軸向管胞、木射線、軸向薄壁組織和樹脂道 軸向管胞 軸向厚壁 索向管胞 樹脂管胞 軸向細胞 軸向薄壁組織 軸向薄壁 軸向樹脂道秘脂細胞 橫向厚壁 射線管胞橫向細胞 射線薄壁細胞 橫向薄壁 橫向樹脂道秘脂細胞 闊葉樹材的組成分子有導管、木纖維、軸向薄壁組織、木射線和闊葉樹材管胞等 導管 木纖維 韌型纖維 纖維狀管胞 軸向厚壁 環(huán)管管胞 闊葉材管胞軸向細胞 導管狀管胞 軸向薄壁組織 軸向薄壁 軸向樹膠道秘膠細胞 橫向薄壁 無橫向細胞 射線薄壁細胞 橫向薄壁 橫向樹膠道秘膠細胞木材化學性質(zhì)（1題大題）木材的化學組成：三要素的化學結(jié)構(gòu)：木材主要化學成分是構(gòu)成木材細胞壁和胞間層的物質(zhì)，由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三種高分子化合物組成。纖維素骨架結(jié)構(gòu)；半纖維素填充物質(zhì)； 木質(zhì)素結(jié)殼物質(zhì)。纖維素和半纖維素：針葉樹材闊葉樹材；質(zhì)素：針葉樹材闊葉樹材纖維素是由D-葡萄糖基構(gòu)成的直鏈狀高分子化合物半纖維素是除纖維素和果膠以外的植物細胞壁聚糖，與纖維素不同，半纖維素是兩種或兩種以上單糖組成的不均一聚糖，分子量較低，聚合度小，大多帶有支鏈。木質(zhì)素是一種天然的高分子聚合物。是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵和碳-碳鍵聯(lián)接而成、具有三維結(jié)構(gòu)的芳香族高分子化合物抽提物：木材的少量化學成分是一組不構(gòu)成細胞壁、胞間層的游離的低分子化合物，可被極性和非極性有機溶劑、水蒸汽或水提取，所以稱抽提物或浸出物。木材的抽提物是指木材中除構(gòu)成細胞壁的纖維素、半纖維素、木素之外、經(jīng)中性溶劑如水、酒精、苯、乙醚、丙酮等有機溶劑抽提出來的物質(zhì)的總稱。分別描述纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的化學結(jié)構(gòu)特點和異同點：纖 維 素 半 纖 維 素1.糖基種類（分子結(jié)構(gòu)） 單糖基構(gòu)成的高聚物 兩種或兩種以上的糖基構(gòu)成2結(jié)構(gòu)型（分子形態(tài)）典型的線型高聚糖無側(cè)鏈 支鏈型，主要是線型的但帶 有各種短側(cè)鏈（多聚糖）3物理結(jié)構(gòu)由結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)交錯 一般無結(jié)晶區(qū)聯(lián)接而成的二相體系4聚合度很高，平均700015000 頗低僅含150-200個糖基5在細胞壁中的作用骨架物質(zhì) 基體物質(zhì)6吸濕性和潤脹度吸附水只能進入無定形區(qū)， 為無定形物質(zhì)，水分子容易進入結(jié)晶區(qū)對潤脹有限制作用 故吸濕性和潤脹度比纖維素高纖維素的化學結(jié)構(gòu)纖維素為環(huán)式吡喃型，由D葡萄糖基在1-4位置，以甙鍵聯(lián)結(jié)而成的鏈狀高分子化合物。結(jié)構(gòu)特點：葡萄糖基的連接為1、4-甙鍵聯(lián)結(jié)。單元是D葡萄糖基，相鄰的葡萄糖基旋轉(zhuǎn)180度。葡萄糖基包含三個醇羥基，分別位于2、3、6三個碳原子上。 C1位置具隱性醛基，顯還原性。葡萄糖基為環(huán)式結(jié)構(gòu)。木質(zhì)素的分離方法，按其基本原理可分為兩類：將植物中木質(zhì)素以外的成分溶解除去，木質(zhì)素作為不溶性成分被過濾分離出來；將木質(zhì)素作為可溶性成分溶解，纖維素等其他成分不溶解進行分離。苯丙烷作為木質(zhì)素的主體結(jié)構(gòu)單元，共有三種基本結(jié)構(gòu)，即愈瘡木基結(jié)構(gòu)（針葉樹主要）、紫丁香基結(jié)構(gòu)（闊葉樹）和對羥苯基結(jié)構(gòu)木材物理性質(zhì)（2題大題）一、概念題木材是由木材細胞壁實質(zhì)物質(zhì)、水分及空氣組成的多孔性材料，對應著木材的不同水分狀態(tài)，木材密度可以分為生材密度、氣干密度、絕干密度和基本密度。它們的定義如下：最常用:氣干密度和基本密度。在運輸和建筑上，一般采用生材密度。而在比較不同樹種的材性時，則使用基本密度。木材吸濕性：木材的吸濕是指木材由空氣中吸收水分或蒸發(fā)水分的性能。 木材具有吸濕性的原因有二： （1）許多自由羥基（-OH），它們在一定溫度和濕度條件具有很強的吸濕能力。 （2）具高的空隙率和巨大的表面，胞壁微毛細管內(nèi)水面上的飽和蒸汽分壓小于木材周圍空氣中的飽和水蒸汽分壓，所以木材有強烈的吸附性和毛細管凝結(jié)現(xiàn)象。 木材的水分吸著（P空氣P木材）木材吸著水分的過程是水分子以氣態(tài)進入細胞壁，與細胞壁主成分上的吸著點（ -OH ）產(chǎn)生氫鍵結(jié)合的過程。 吸收是一種表面現(xiàn)象，比如液態(tài)水進入木材的細胞腔，成為木材中的自由水的過程。 木材的水分解吸（P空氣P木材）木材中水分向空氣中蒸發(fā)過程木材的體積的測定：（1）直接量測法（2）排水法（3）水銀測容器法（4）快速測定法木材水分存在的類型：根據(jù)木材中水分存在的區(qū)域和狀態(tài)，可分為自由水、結(jié)合水（吸著水）和化合水三類木材平衡含水率：由于木材具有吸、解濕特性，當外界的溫濕度條件發(fā)生變化時，木材能相應地從外界吸收水分或向外界釋放水分，從而與外界達到一個新的水分平衡體系。木材在平衡狀態(tài)時的含水率稱為該溫濕度條件下的平衡含水率。吸著滯后現(xiàn)象：在相同的溫濕度條件下，由吸著過程達到的木材平衡含水率總是低于由解吸過程達到的平衡含水率，這個現(xiàn)象稱為吸著滯后現(xiàn)象吸著滯后現(xiàn)象產(chǎn)生原因（1） 吸濕的木材必定是經(jīng)過干燥，而在這一過程中，木材的微毛細管系統(tǒng)內(nèi)的空隙已有一部分被透進來的空氣所占鋸，這就妨礙了木材對水分的吸收；（2）木材解吸干燥后，用以吸取水分的羥基借氫鍵直接相連，使大部分羥基相互飽和而減少了對水分的吸著(-OH數(shù)量)；（3）木材的塑性。木材纖維飽和點的概念：把生材置在常溫、相對濕度為100%的環(huán)境中，細胞腔中的自由水慢慢蒸發(fā)，當細胞腔中沒有自由水，而細胞壁中結(jié)合水的量處于飽和狀態(tài)，這時含水率稱為纖維飽和點。（因樹種、溫度和測定方法不同而有差異）說明為什么木材纖維飽和點是材性的轉(zhuǎn)折點體積 WWf: WV恒定(最大) WWf: WV成正比 W0 時V最小強度 WWf: W恒定(最小) WWf: W 成反比 W0 時最大導電性 木材是絕緣體、水是導體 WWf: WP增加幾十倍。 WWf: WP（成正比） 0Wf P增加幾百萬倍。二簡答題：木材縱向、橫向干縮濕脹差異的原因：是由木材的構(gòu)造特點造成的，絕大多數(shù)細胞都是縱向排列; 而細胞主要取決于次生壁中層(S2)微纖絲的排列方向。因此原因有二：（1）細胞壁微纖絲是由平行排列的大分子鏈所組成的，大分子鏈長度方向可移動的距離是大分子鏈橫向之間的0.2%0.05%，纖絲間距離的變化主要表現(xiàn)在橫向。（2）S2微纖絲的排列與細胞主軸成10-30幾乎相平行，干縮濕脹時表現(xiàn)在縱向的量：asin；表現(xiàn)在橫向的量：acos。 sin cos木材徑向、弦向干縮濕脹差異的原因：（1）木射線對徑向收縮的抑制 （2）早晚材差異的影響 （3）徑向壁和弦向壁中的木質(zhì)素含量差別的影響（4）徑壁、弦壁紋孔數(shù)量的影響木材力學性質(zhì)（2題大題）一概念題強度 是抵抗外部機械力破壞的能力。硬度 硬度是抵抗其它剛性物體壓入的能力。剛性 剛性是抵抗外部機械力造成尺寸和形狀變化的能力。韌性 韌性是木材吸收能量和抵抗反復沖擊荷載；或抵抗超過比例極限的短期應力。泊松比 物體的彈性應變在產(chǎn)生應力主軸方向收縮（拉伸）的同時還伴隨有垂直于主軸方向的橫向應變，將橫向應變與軸向應變之比稱為泊松比黏彈性 木材具有彈性固體和黏性流體的特性，具有兩者不同機制的形變，并體現(xiàn)彈性固體和流體的綜合特性。木材的這種特性稱為木材的黏彈性（流變學特性），它包括蠕變和松弛蠕變：在恒定應力下，木材應變隨時間的延長而逐漸增大的現(xiàn)象松弛:在恒定應變條件下應力隨時間的延長而逐漸減少的現(xiàn)象松弛與蠕變的區(qū)別在于：在蠕變中，應力是常數(shù)，應變是隨時間變化的可變量；而在松弛中，應變是常數(shù)，應力是隨時間變化的可變量三段式應力-應變曲線適合于哪一類型的木材：針葉樹材和闊葉樹材環(huán)孔材徑向受壓時的特征曲線木材橫紋壓縮是指作用力方向與木材紋理方向相垂直的壓縮。木材進行壓縮時，應力應變關系是一條非線性的曲線：常規(guī)型是散孔材橫壓時的特征，為不具平臺的連續(xù)曲線。三段型是針葉樹材和闊葉樹材環(huán)孔材徑向受壓時的特征曲線:橫紋壓縮應力應變曲線OA-早材的彈性曲線AB-早材壓損過程曲線BC-晚材彈性曲線弦向壓縮時不出現(xiàn)3段式曲線木材物質(zhì)力學性質(zhì)的主要統(tǒng)計指標有5項算術平均數(shù)、均方差、變異系數(shù)、均值誤差和準確指數(shù)二簡答題：影響木材力學性質(zhì)的主要因素，如何影響木材密度的影響（密度增大，木材強度和剛性增高，木材的彈性模量呈線性增高，木材韌性也成比例地增長）；含水率的影響（當含水率處在纖維飽和點以下時，隨著含水率的下降，木材力學強度急劇增加）；溫度的影響（木材強度隨溫度升高而較為均勻地下降。 濕材強度隨溫度升高而下降的程度明顯高于干材。）；長期荷載的影響；紋理方向及超微構(gòu)造的影響（荷載作用方向與紋理方向的關系是影響木材強度最顯著因素之一，取決于兩者的夾角和強度的類型。拉伸強度和壓縮強度均為順紋方向最大，橫紋方向最小。荷載與紋理方向的夾角為0強度最大，傾斜10降低50細胞壁的次生壁S2微纖絲傾角對強度影響較大，）；木材缺陷的影響（.節(jié)子.斜紋理 .樹干形狀的缺陷.裂紋.應力木.木材的變色與腐朽.蟲眼 ）環(huán)境學特性環(huán)境學特性：木材的視覺特性 木材的觸覺特性 木材的濕度調(diào)節(jié) 木材空間聲學性質(zhì) 木材的生物體調(diào)節(jié)特性顏色的三屬性即明度、色調(diào)和色飽和度來描述木材的材色針葉樹材與闊葉樹材的對比：針葉樹材的材色偏重于明度較高的橙黃色和淺黃白色，而闊葉樹材的材色測量值則分布在一個較寬的空間范圍內(nèi)調(diào)濕作用：大氣環(huán)境的溫度和絕對濕度隨著季節(jié)的變化不斷變化。冬季和夏季的一天內(nèi)外界溫度和相對濕度的變化：在用5mm厚的木質(zhì)膠合板裝飾的房間內(nèi)（沒有冷暖氣），相對濕度的變化與外界的濕度變化相比，飾有木材的室內(nèi)的相對濕度處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。相對濕度的對數(shù)與溫度之間呈近似的線性關系，直線的斜率定義為B值。木材的濕度調(diào)節(jié)能力一般可以用B值來衡量。如果材料的吸放濕特性可以使相對濕度在任意溫度下保持恒定值，那么log H(T)和T之間的關系曲線的斜率為0，即B值為0-1。相反，如果材料完全沒有濕度調(diào)節(jié)功能，斜率（B值）達到最小值。該值約為-0.0245-1缺陷和竹材（1題大題）木材缺陷 凡呈現(xiàn)在木材上能降低其質(zhì)量，影響其使用的各種缺點均定為木材缺陷。木材缺陷形成的原因：1.生理原因：樹木生長過程產(chǎn)生的，此類缺陷只可控制不可完全避免。如節(jié)子2.病理原因：活立木或伐倒后受到生物因素如真菌蟲害等危害形成的。變色、腐朽3.人為原因：由生產(chǎn)加工技術不良或經(jīng)營管理不善造成的，可減輕或避免。加工缺陷缺陷類別（十類）：節(jié)子、變色、腐朽、蛀孔、裂紋、樹干形狀缺陷、木材構(gòu)造缺陷和損傷。此外，鋸材還有木材加工缺陷和變形根據(jù)木材缺陷的形成過程，通常分為：生長缺陷存在于活立木中的缺陷；生物危害缺陷真菌蟲害等危害形成的缺陷；加工缺陷木材鋸解和干燥過程形成的缺陷根據(jù)節(jié)子的質(zhì)地及與周圍木材的連生程度分：（1）活節(jié)：由樹木的活枝條形成，活節(jié)與周圍木材緊密相連，分布在樹干上部，質(zhì)地堅硬，構(gòu)造正常。（2）死節(jié)：由樹木的枯死枝條，木材組織與周圍木材部分或全部分離，主要分布在樹干的中下部。有的質(zhì)地堅硬，有的腐朽松軟。根據(jù)節(jié)子的材質(zhì)分：（1）健全節(jié)：節(jié)子材質(zhì)完好，無腐朽跡象。（2）腐朽節(jié)：節(jié)子本身已經(jīng)腐朽，但并未透入樹干內(nèi)部，節(jié)子周圍材質(zhì)仍完好。（3）漏節(jié)：不但節(jié)子本身已經(jīng)腐朽，而且深入到樹干內(nèi)部，引起木材內(nèi)部。漏節(jié)常成為樹干內(nèi)部腐朽的外部特征寄生木材的真菌可分為腐木菌、軟腐菌和木材變色菌及霉菌三類白腐和褐腐 白腐即白色腐朽。主要由白腐菌破壞木質(zhì)素，同時也能破壞纖維素。篩孔狀或腐蝕性腐朽褐腐即褐色腐朽。主要由褐腐菌破壞胞壁的碳水化合物所形成。粉末狀或破壞性腐朽邊材腐朽（或稱外部腐朽）系樹木伐倒后，由于干燥遲緩，木腐菌自邊材外表侵入所形成。心材腐朽（或稱內(nèi)部腐朽）是立木受木腐菌侵害所形成的心材（或熟材）部分的腐朽。木材纖維和纖維之間的分離所形成的裂隙，稱開裂或裂紋裂紋的種類 菌類的生長繁殖必備條件：(1) 適宜的溫度： 真菌和其它植物一樣，在溫暖條件下生長要比冷氣氣候下快得多。真菌的最佳生長溫度24.430，低于或高于最佳溫度均會延緩或仰制真菌的生長。(2) 氧的供給 (3) 適宜的木材含水率：30%40% (4) 充足的養(yǎng)料：木材是真菌良好食物。(5) 酸堿性：多數(shù)木材微酸性 竹子的在植物上分類的位置：禾本單子葉被子植物竹子的植物形態(tài) ： （1）地下莖 ：是竹類植物在土壤中生長的莖部，地下莖具有節(jié)和節(jié)