木材的基本构造

一、木材的基本构造

图8－1　木材的三切面

1—横切面；2—径切面；3—弦切面

木材的构造是决定木材性能的主要因素。由于树种和生长环境的不同，各种木材在构造上的差别很大。

1．宏观特征

用肉眼或借助低倍放大镜所能见到的木材构造和非构造特征称为宏观特征，也叫木材的粗视特征。

了解木材的构造，可通过其横切面、径切面与弦切面三切面（图8－1）来观察。

横切面是与树干纵轴垂直锯割的切面，也称端面；径切面是通过髓心的纵切面；弦切面是垂直端面而与年轮相切的纵切面。

图8－2　树木的三个主要部分

1—树皮；2—木质部；3—年轮；4—髓线；5—髓心

在宏观下，树木可分为树皮、木质部和髓心三个主要部分（图8－2）。

木质部是木材的主体。其构造特征包括年轮、早材和晚材、边材和心材，树脂道、管孔、轴向薄壁组织、木射线和波痕等。

（1）年轮、早材、晚材

从横切面上可以看到：周围髓心一圈圈呈同心圆分布的木质层，即谓年轮。年轮由春材（早材）和夏材（晚材）两部分组成。

针叶材的每一年轮内，靠髓心方向材色浅、组织松、材质软的部分是每年生长旺盛时期形成的，称春材；靠树皮方向材色深、组织密、材质硬的部分是生长后期形成的，称夏材。夏材所占比例愈大，木材的强度与表观密度就愈大。当树种相同时，年轮稠密均匀者材质较好。

图8－3　树木横断面

1—树皮；2—内皮；3—形成层；4—边材；

5—心材；6—髓心；7—髓线

（2）髓心、髓线

在树木中心由第一轮年轮组成的初生木质部分称为髓心（又称树心）。它材质松软、强度低、易腐朽开裂。从髓心线呈放射状穿过年轮的条纹称为髓线。髓线与周围细胞连接弱，在干燥过程中易沿髓线开裂。

（3）心材与边材

有些树种，在靠髓心周围材色较深，含水率少的部分称心材；心材外围材色较浅部分含水率大，称为边材（图8－3）。边材易干燥，也易被湿润，其塑性较大。因其易弯曲，同时易使微生物繁殖，因而易腐朽。心材吸水性较低，在经加工制成的木材中，边材与心材存在不均匀时，往往会带来木材均质性的降低。

图8－4　细胞壁的结构

1—细胞腔；2—初生层；3—细胞间层

2．微观构造

在显微镜下观察木材的构造，称为微观构造，又叫显微构造。

进一步在显微镜下观察，可以看到木材是由各种细胞（多呈长管状）紧密结合而成。每一细胞分作细胞壁和细胞腔两部分，细胞壁构造见图8－4所示。

细胞壁的相对成分和细胞本身的组织构造决定了木材的物理和力学性质。细胞壁愈厚，腔愈小，木材组织愈均匀。如夏材的细胞壁厚、腔小，其木质坚密、表观密度大、强度高，但湿胀干缩率大。而春材细胞壁薄、腔大，故质地松软、强度低，但干缩率小。

针叶材木质部显微特征见图8－5。

图8－5　显微镜下针叶材的横切片

1—晚期木质细胞；2—早期木质细胞；3—树脂流出孔；4—木髓线

针叶树主要由管胞、木薄壁细胞等部分组成；阔叶材的构成有导管分子、管胞木纤维、木薄壁细胞、木射线等。