闊葉樹木主要木材缺陷.doc

闊葉樹木材缺陷名稱、定義和對材質的影響中華人民共和國國家標準闊葉樹木材缺陷名稱、定義和對材質的影響B(tài)road leaves woods-Defects-Terms definition and influence on quality本標準規(guī)定闊葉樹木材缺陷的名稱和定義，并說明缺陷對材質的影響，適用于中國所有闊葉樹木材的圓材、鋸材和單板產(chǎn)品。缺陷的分類見GB 4823.1-84闊葉樹木材缺陷 分類。缺陷的基本檢量方法見GB 4823.2-84闊葉樹木材缺陷 基本檢量方法。1 節(jié)子包含在樹干或主枝木材中的枝條部分，稱為節(jié)子。1.1 按節(jié)子與周圍木材連生的程度可分為活節(jié)和死節(jié)兩種。1.1.1 活節(jié)：由樹木的活枝條所形成。節(jié)子與周圍木材緊密連生，質地堅硬，構造正常。1.1.2 死節(jié)：由樹木的枯死枝條所形成。節(jié)子與周圍木材大部或全部脫離，質地堅硬或松軟，在板材中有時脫落而形成空洞。1.2 按節(jié)子材質可分為健全節(jié)、腐朽節(jié)、漏節(jié)等三種。1.2.1 健全節(jié)：節(jié)子材質完好，無腐朽跡象。1.2.2 腐朽節(jié)：節(jié)子本身已腐朽，但并未透入樹干內部，節(jié)子周圍材質仍完好。1.2.3 漏節(jié)：不但節(jié)子本身已經(jīng)腐朽，而且深入樹干內部，引起木材內部腐朽。因此，漏節(jié)常成為樹干內部腐朽的外部特征。1.3 按節(jié)子斷面形狀可分為圓形節(jié)、條狀節(jié)等兩種。1.3.1 圓形節(jié)(包括橢圓形節(jié)-節(jié)子斷面的長徑與短徑之比不足3者)：節(jié)子斷面呈圓形見圖1，或橢圓形，見圖2，多表現(xiàn)在圓材的表面和鋸材的弦切面上。注：圓材：包括原條、原木。鋸材；或稱成材，包括板材、方材、枕木或其他專用鋸材等。圖1 圓形節(jié) 圖2 橢圓形節(jié)1.3.2 條狀節(jié)：在鋸材的徑切面上呈長條狀，節(jié)子縱截面的長徑與短徑或長度與寬度之比等于3或3以上，多由散生節(jié)經(jīng)縱割而成，見圖3。圖3 條狀節(jié)1.4 按節(jié)子分布位置可分為散生節(jié)、群生節(jié)、岔節(jié)等三種。1.4.1 散生節(jié)：在樹干上成單個地散生，這種節(jié)子最常見。1.4.2 群生節(jié)：兩個或兩個以上的節(jié)子簇生在一起，在短距離內節(jié)子數(shù)目較多，見圖4。圖4 群生節(jié)1.4.3 岔節(jié)：因分岔的梢頭與主干縱軸線成銳角而形成。在圓材上呈極長的橢圓形，在鋸材和單板中，也呈橢圓形或長帶狀。1.5 按節(jié)子在鋸材上的位置可分為材面節(jié)、材邊節(jié)、材棱節(jié)、貫通節(jié)等四種。1.5.1 材面節(jié)：節(jié)子露于寬材面上(正方材，即指四個縱向面)。1.5.2 材邊節(jié)：節(jié)子露于窄材面上。1.5.3 材棱節(jié)：節(jié)子露于邊棱上。1.5.4 貫通節(jié)：在相對材面或相鄰材面貫通的節(jié)子。對材質的影響；節(jié)子破壞木材構造的均勻性和完整性，不僅影響木材表面的美觀和加工性質，更重要的是降低木材的某些強度，不利于木材的有效利用。特別是承重結構所用木材的分等，與節(jié)子尺寸的大小和數(shù)量有密切關系。節(jié)子影響利用的程度，主要是根據(jù)節(jié)子的材質、分布位置、尺寸大小、密集程度和木材的用途等而定。節(jié)子對順紋抗拉強度的影響最大，其次是抗彎強度，特別是位于構件邊緣的節(jié)子最明顯；對順紋抗壓強度影響較??；與此相反，節(jié)子能提高橫紋抗壓和順紋抗剪強度。2 變色凡木材正常顏色發(fā)生改變的，即叫做變色。變色可分為化學變色和真菌性變色兩種。2.1 化學變色：伐倒木由于化學和生物化學的反應過程引起淺棕紅色、褐色或橙黃色等不正常的變色，即為化學變色。其顏色一般都比較均勻，且分布僅限于表層(深達15mm)，經(jīng)干燥后，即褪色變淡。對材質的影響：化學變色對木材物理、力學性質沒有影響，嚴重時僅損害裝飾材的外觀。2.2 協(xié)菌性變色：木材因真菌的侵入而引起的變色，即真菌變色。真菌變色主要可分為霉菌變色、 菌變色和腐朽菌變色等 種。2.2.1 霉菌變色；邊材表面由霉菌的菌絲體和孢子體侵染所形成。其顏色隨孢子和菌絲顏色以及所 的色素而異；有藍、綠、黑、紫、紅等不同顏色。通常呈分散的斑點狀或密集的薄層。對材質的影響：霉菌只限于木材表面，干燥后易于清除，有時在木材表面會殘留污斑，因而損害木材外觀，但不改變木材的強度性質。2.2.2 變色菌變色：系伐倒木邊材在變色菌的作用下所形成。最常見的是青變和褐變。其次為其他 材色斑，有橙黃色、灰綠色或紫紅色等。這種缺陷主要是由于干燥遲緩或缺乏保管措施所引起。對材質的影響：變色菌的變色，一般不影響木材物理力學性質。但嚴重青變或褐變時，對木材抗沖擊強度稍有降低，并損害木材的外觀。一般未干燥木材保存時，褐變是邊腐的先兆(因變色菌褐變與腐朽菌初期褐變很難區(qū)別)。其他變色菌均不會形成腐朽。2.2.3 腐朽菌變色：系木腐菌侵入木材初期所形成。常可到褐色、棕褐色或紫紅色的變色；有的也呈淡黃白色。所有破壞木材的真菌，在其開始活動時，都將引起木材的變色。心材色斑，多由于樹木在生長期中木腐菌侵入初期所引起。邊材色斑，則是伐倒木或鋸材因保管不善導致木腐菌侵入初期所引起。對材質的影響：腐朽初期變色的木材，仍保持原有的構造和硬度，其物理、力學性質基本沒有變化。但有的抗沖擊強度稍有降低，吸水性能略有增加，并損害外觀。在不干燥或不適當?shù)谋９芎褪褂?下，將發(fā)展成為腐朽。3 腐朽木材由于木腐菌的侵入，逐漸改變其顏色和結構，使細胞壁受到破壞，物理、力學性質隨之發(fā)生變化，最后變得松軟易碎，呈篩孔狀、粉末狀或海綿狀等形態(tài)，此種狀態(tài)，即稱為腐朽。3.1 按類型和性質，腐朽可分為白腐和褐腐兩大類。3.1.1 白腐：即白色腐朽。主要由白腐菌破壞木素同時也能破壞纖維素所形成。受害木材多呈白色或淺淡黃白色，有的材質松軟，狀似海綿，稱為海綿狀腐朽；有的材色呈淺紅褐色或暗褐色等，而具有大量淺色或白色斑點，并顯露出纖維狀結構，其外觀多似蜂窩，狀如篩孔，故稱為篩孔狀腐朽，或叫腐蝕性腐朽。白腐后期，材質松軟，容易剝落。3.1.2 褐腐：即褐色腐朽。主要由褐腐菌破壞纖維素所形成。外觀呈紅褐色或棕褐色，質脆，中間有縱橫交錯的細裂隙。褐腐后期，受害木材很容易捻成粉末，故又稱為粉末狀腐朽，或叫破壞性腐朽。3.2 按樹干內、外部位，腐朽可分為邊材腐朽和心材腐朽兩種。3.2.1 邊材腐朽(或稱外部腐朽)：系樹木伐倒后，木腐菌自邊材外表侵入所形成，見圖5。因邊腐產(chǎn)生在樹干周圍的邊材部分，故又稱為外部腐朽。通常枯立木、倒木也容易引起邊腐。但木材保管不善是導致邊材腐朽的主要原因。如遇合適條件，邊腐會繼續(xù)發(fā)展。圖5 邊材腐腐朽3.2.2 心材腐朽(或稱內部腐朽)：系立木受木腐菌的侵害所形成的心材(真心材、偽心材或熟材)部分的腐朽、見圖6。因在樹干內部，故又稱為內部腐朽。(包括弧狀、環(huán)狀、空心等：空心周圍材質堅硬者，稱鐵眼)。多數(shù)心腐在樹木伐倒后，不會繼續(xù)發(fā)展。圖6 心材腐朽3.3 按樹干上、下部位，心腐可分為根部腐朽和干部腐朽兩種。3.3.1 根部腐朽：簡稱根腐。通常由木腐菌自根部的外傷處侵入樹干心材而形成。腐朽沿樹干上升，越往上越小，似楔形。3.3.2 干部腐朽：簡稱干腐。通常由木腐菌自樹枝折斷處或樹干外傷處侵入樹干心材所形成。腐朽一般向上、下蔓延，狀似雪茄形。對材質的影響：腐朽嚴重影響木材的物理、力學性質。使木材重量減輕，吸水性增大，強度降低，特別是硬度降低較明顯。通常，褐腐對強度的影響最為顯著；褐腐后期，強度基本接近于零；而白腐有時還能保持木材一定的完整性。一般完全喪失強度的腐朽材，其使用價值也即隨之消失。4 蟲害因各種昆蟲為害而造成的木材缺陷，稱為木材蟲害。4.1 蟲眼(蟲孔)：各種昆蟲所蛀蝕的孔道，即叫做蟲孔，或稱蟲眼。根據(jù)蛀蝕程度的不同，蟲眼可分為表面蟲眼和蟲溝、小蟲眼、大蟲眼等三種。4.1.1 表面蟲眼和蟲溝：指昆蟲蛀蝕圓材的徑向深度不足10mm的蟲眼和蟲溝。4.1.2 小蟲眼：指蟲孔最小直徑不足3mm的蟲眼。4.1.3 大蟲眼：指蟲孔最小直徑自3mm以上的蟲眼，見圖7。圖7 大蟲眼對材質的影響：表面蟲眼和蟲溝常可隨板皮一起鋸除，故對木材的利用基本沒有影響；分散的小眼影響也不大；但深度自10mm以上的大蟲眼和深而密集的小蟲眼能破壞木材的完整性、并降低其力學性質。而且蟲眼也是引起邊材變色和腐朽的重要通道。5 裂紋木材纖維與纖維之間的分離所形成的裂隙，叫開裂或稱裂紋。5.1 按類型和特點，裂紋可分為徑裂、輪裂、凍裂和干裂四種。前三種為立木生長時期因環(huán)境(包括氣候因子)或生長應力等因素所形成的開裂；后一種系木材在干燥過程中所形成的開裂。5.1.1 徑裂：在心材或熟材內部，從髓心沿半徑方向開裂的裂紋。常產(chǎn)生在立木中，伐倒后在干燥過程中，會繼續(xù)擴展。徑裂可分為單徑裂(一條或兩條裂紋在同一直徑上)見圖8和復徑裂兩種；復徑裂又稱為輻射狀徑裂或呈裂(幾條裂紋從髓心向各方輻射)見圖9。圖8 單徑裂 圖9 復徑裂(星裂)5.1.2 輪裂(環(huán)裂)：系沿年輪方向開裂的裂紋。常產(chǎn)生在立木中，伐倒后在干燥過程中，會繼續(xù)擴展。輪裂又分為環(huán)裂(指開裂占年輪圓周的一半或一半以上或整圈者)，見圖10和弧裂(指開裂占年輪圓周不到一半者)，見圖11兩種。圖10 環(huán)裂 圖11 弧裂5.1.3 凍裂：系在嚴寒低溫作用下，立木從邊材到心材徑向開裂的裂紋。在材干外部縱長方向的裂口周圍，常呈腫起或棱角狀。5.1.4 干裂：由于木材干燥不均而產(chǎn)生的徑向裂紋。斷面、材身均可發(fā)生。出現(xiàn)在端面的干裂叫端裂；位于材身順紋理方向的干裂叫縱裂，見圖12。端裂和縱裂相連發(fā)展嚴重時，可裂成大口或形成炸裂，見圖13(端面徑向炸裂成三塊以上，裂口寬度自10mm以上)。圖12 縱裂 圖13 炸裂5.2 按裂紋在木材上的位置，可分為側面裂、端面裂、貫通裂等三種；而側面裂，在鋸材上又可分為材面裂和材邊裂兩種。5.2.1 側面裂：出現(xiàn)在木材側表面上，沿材長方向，即縱向的裂紋。5.2.1.1 材面裂：出現(xiàn)在寬材面上的裂紋(正方材，即指四個縱向面)。5.2.1.2 材邊裂：出現(xiàn)在窄材面上的裂紋。5.2.2 端面裂：出現(xiàn)在端面上的裂紋。5.2.3 貫通裂：相對材面或相鄰材面貫通的裂紋。對材質的影響：裂紋，特別是貫通裂，能破壞木材的完整性，影響木材的利用和裝飾價值，降低木材的強度，尤其是順紋抗剪強度。在保管不良的條件下，木腐菌易由裂隙侵入而引起木材的變色和腐朽。6 樹干形狀缺陷指樹木在生長過程中，受到環(huán)境條件的影響，使樹干形成不正常的形狀。這類缺陷，主要包括有彎曲、尖削、大兜、凹兜和樹瘤等五種：6.1 彎曲：樹干的軸線(縱中心線)不在一直線上，在任何方向偏離從兩端斷面中心連接的直線、稱為彎曲。變曲有單向彎曲和多向彎曲兩種，見圖14。6.1.1 單向彎曲：木材上只有一個方向的彎曲。6.1.2 多向彎曲：木材上同時存在幾個不同方向的彎曲。圖14 彎曲單向彎曲 多向彎曲對材質的影響：彎曲影響木材的強度及利用。影響的大小，與彎曲的程度和木材的用途有關。圓材彎曲超過某種限度時，加工鋸材不僅會降低出材率，且使鋸出的木材多具斜紋，強度降低。但與此 ，適當彎曲的圓木，有利于造船等彎曲構件的制作。供單板旋切和支柱用材時，則對彎曲應加以限制。6.2 尖削：樹干上、下兩端直徑相差比較懸殊的現(xiàn)象，即稱為尖削，見圖15。圖15 尖削對材質的影響：尖削度大的圓材加工時，將增加廢材量；并容易產(chǎn)生斜紋，降低木材強度，影響鋸材質量。6.3 大兜(圓兜或肥大根干)：樹干根基部分特別肥大，呈圓形或接近圓形的現(xiàn)象，稱大兜或圓兜或肥大根干，見圖16。圖16 大兜對材質的影響：大兜加工時，增加廢材量，產(chǎn)生斜紋材，降低強度，影響鋸材質量。6.4 凹兜(凹凸根干)：指樹干靠根基部分凹凸不半的現(xiàn)象，見圖17，亦稱為樹腿。圖17 凹兜對材質的影響：難于按要求加工利用，且增加廢材量。6.5 樹瘤：因生理或病理的作用，使樹干局部膨大，呈不同形狀和大小的鼓包，見圖18。圖18 樹瘤對材質的影響，因樹瘤與木材亂紋常同時存在，故增加了加工困難。但有些花紋美麗，如樺木瘤，是難得的天然高級工藝品原料。7 木材構造缺陷凡是樹干上由于不正常的木材構造所形成的各種缺陷，都稱木材構造缺陷。這類缺陷包括斜紋、亂紋、渦紋、應拉木、髓心、雙心、偽心材、內含邊材、水層等。7.1 斜紋(圓材中稱扭轉紋)：木材中纖維排列與縱軸方向不一致所出現(xiàn)的傾斜紋理，稱為斜紋。在圓材中斜紋(圍繞樹軸的纖維)呈螺旋狀的扭轉，稱扭轉紋，見圖19。通常，樹干外部斜紋的傾斜度比內部大。鋸材的斜紋，見圖20，除由圓材的天然所造成外，如下鋸方法不合理，通直的樹干，也會加工成斜紋鋸材。這種斜紋，稱人為斜紋。圖19 圓材中的扭轉紋圖20 鋸材中的斜紋對材質的影響：斜紋主要是降低木材的強度，對順紋抗位、抗彎和沖擊韌性等強度的影響較大。7.2 亂紋：是一種不規(guī)則的木材構造，表現(xiàn)在木材的纖維呈交錯、波狀或雜亂排列，見圖21。圖21 亂紋對材質的影響：亂紋使木材加工困難，降低抗拉、抗壓和抗變等強度，但對抗劈和抗剪強度有所增加。對制造特種細木工制品和膠合板時，能增加制品的美觀，提高其使用價值。7.3 渦紋：在節(jié)子或夾皮周圍年輪或纖維形成的局部彎曲，呈旋渦狀，稱為渦紋，見圖22。圖22 渦紋對材質的影響：有渦紋的木材，能降低順紋抗 拉、抗彎和沖擊韌性等強度。7.4 應拉木：在貨斜或彎曲樹干和枝條的上方受拉部位的斷面上，一部分年輪表現(xiàn)明顯加寬的現(xiàn)象：稱為應拉木，見圖23。應拉木材色較深或淺淡；髓心偏向一邊或偏離不大。圖23 應拉木對材質的影響：應拉木提高木材順紋抗拉和沖擊韌性強度，但降低順紋抗壓和抗彎強度；并增大各方向的干縮，特別是順紋干縮；致使木材多翹曲和開裂，增加加工困難，形成毛茸和毛刺的粗糙材面。7.5 髓心：在樹干橫斷面上第一輪年輪的中間部分，由脆弱的薄壁細胞組織所構成。大多數(shù)為圓形或橢圓形，但也有其他形狀，如星狀或多角形等。有的很小，有的很大，如泡桐直徑可達數(shù)厘米。髓心顏色通常為褐色或較周圍材色淺淡，見圖24。圖24 髓心對材質的影響：通常靠近或具有髓心的木材，其強度均較低；且在干燥時，容易開裂。7.6 雙心(包括三心)：指樹干同一斷面同時存在兩個輪系統(tǒng)，兩個髓心，外圍并環(huán)繞有共同年輪的現(xiàn)象，見圖25。這主要是由于造材時在樹干雙枝丫處截斷所致。圖25 雙心對材質的影響：雙心會增加木材構造的不均勻性和加工困難，并能引起鋸材產(chǎn)生翹曲和開裂。7.7 偽心材：凡心、邊材區(qū)別不明顯的闊葉樹材，其心材部分，顏色常變深，且不均勻，形狀也很不規(guī)則，這部分就叫做偽心材，見圖26。在樹干的橫斷面上，偽心材的形狀有圓形、星狀、鏟狀或橢圓形等。其顏色呈暗褐色或紅褐色，有時并帶有紫色或深綠色。偽心材與邊材之間也常由深色或彩色的界線所分開，在縱切面上呈現(xiàn)出寬帶狀。圖26 偽心材圣材質的影響：偽心材損害木材的外觀，滲透發(fā)生 不良，降低順紋抗拉強度并增加脆性。但與邊材相比，則具有較高的耐腐性能。7.8 內含邊材：系在心材部分接邊有幾圈年輪，其顏色和性質與邊材相似者，即叫做內含邊材。在斷面上呈單環(huán)狀或不同寬度的幾個環(huán)帶狀，顏色較周圍木材淺。在側面，呈相同顏色的條狀。對材質的影響：內含邊材的力學性質與心材基本相同，但對液體的滲透性較高，而腐性較低。7.9 水層：在心材或熟材中，含水分較多的深色部分，即叫做水層。在斷面上呈不同形狀的斑點，在縱切面上呈條狀。木材干燥后，水層的深色或多或少地消失，但在其表面常出現(xiàn)細裂紋。對材質的影響：有水層的木材，經(jīng)干燥后，容易開裂，并降低沖擊韌性強度。有時還伴有腐朽。8 傷疤(損傷)凡受機械損傷、火燒或鳥害、獸害等而形成的傷痕，均稱為傷疤或損傷。包括外傷、夾皮、偏枯、樹包等。8.1 外傷：木材受刀、斧、鋸等工具或鳥害、獸關以及燒傷或其他因子損傷(如摔傷、磨傷以及其他機械損傷等)而產(chǎn)生的傷痕，都屬外傷。8.1.1 刀、斧、鋸等工具或其他機械損傷：即在采伐(包括抽心-木材因未鋸透而折斷時，拔出部分心材的現(xiàn)象。)、運輸、造材和加工時，工具、機械等對木材所造成的損傷。8.1.2 鳥害、獸害的損傷：指立木樹干因鳥類吸食或獸類啃嚙而造成的損傷。8.1.3 燒傷：木材因火燒而造成的損傷。對材質的影響：外傷對材質的影響，隨損傷的程度而異。一般將破壞木材的完整性，降低木材質 、使木材難于按要求加工、使用，并增加廢材量。有時，還損害木材的外觀或增加木腐菌感染的機會。8.2 夾皮：樹木受傷后，由于樹木繼續(xù)生長，將受傷部分全部或局部包入樹干中，即形成夾皮。有時，夾皮還伴有腐朽。夾皮分為內夾皮和外夾皮兩種，見圖27。圖27 外夾皮對材質的影響：夾皮破壞木材的完整性，并使其附近年輪發(fā)生彎曲。因此，隨夾皮種類、尺寸、數(shù)量、分布位置等而對材質有不同程度的影響。8.3 偏枯：系樹木在生長過程中，樹干局部受創(chuàng)傷或燒傷后，表層木質枯死裸露而形成，見圖28。 通常沿樹干縱向伸展，并徑向凹陷進去。偏枯常伴有變色或腐朽。圖28 偏枯對材質的影響：偏枯破壞圓材的形狀和完整性，并引起年輪局部彎曲，因而影響木材質量。8.4 樹包：樹木在生長過程中，由于枝條折斷或樹干局部受傷，木材組織不正常增長所形成，見圖29。樹包外形一般為圓形或橢圓形，有平頂、尖頂，也有凹凸不平似疙瘩狀者；或封閉，或成空洞，其內部主要是腐朽節(jié)或死節(jié)。圖29 樹包對材質的影響：樹包改變圓材的形狀和木材結構的均勻性，增加機構加工難。帶有腐腐朽節(jié)或成空洞的樹包，常引起木材內部腐朽，降低木材質量，影響木材有效利用。9 木材加工缺陷木材在加工過程中所造成的木材表面損傷，傷為木材加工缺陷。木材加 缺陷主要有缺棱和鋸口缺陷兩種。9.1 缺棱：在整邊鋸材上殘留的原木表面部分稱為缺棱。缺棱又可分為鈍棱和銳棱兩種。9.1.1 鈍棱：鋸材材棱未著鋸的部分(材邊全厚的局部缺棱)叫做鈍棱，見圖30。9.1.2 銳棱：鋸材材邊局部長度未著鋸的部分(材邊全厚的缺棱)叫做銳棱，見圖31。圖30 鈍棱 圖31