史上最全，必收藏的木材基礎知識

今天我們再分享一些木材的知識，閱讀這些是很枯燥的工作，但比起數十年的地板生產和銷售工作來講，花半個小時認真讀一下，將會給你的工作帶來長期的支持。

內容目錄：

第一節 樹木的組成

第二節 木材構造

第三節 樹種的識別

第四節 木材性質

樹木的組成

樹木是由樹根、樹榦、樹冠三部分組成的

1．樹根，樹 根是樹木的最下部，即地下部分，占立木材積5%~25%，其作用是：

（1）從土壤中吸收水分和礦物質，沿樹榦由下向上運送到樹枝和樹葉，藉助於光和葉綠素 進行光合作用，製成有機營養物質后，再沿樹榦韌皮部向下運到樹榦根部。

（2）貯藏由樹榦韌皮部下降的備用營養物質。

（3）穩定樹榦，把樹木固定在土地上， 保持樹木的穩定生長。另外，樹根在利用上多作薪材，隨著經濟的發展、科學進步，樹根也成為藝術之品的好材料—根雕，也有的樹根如松樹伐根，可提取松節油和 松香等。

2．樹榦，樹 干是構成樹木的最主要部分，即樹木的木材部分，占立木材積的50%~90%，其作用是：

（1）樹榦和樹根結成一體，支撐樹冠。

（2）從樹根向上輸送水分和 礦物質，再從樹冠向下經韌皮部運送有機營養物質。

（3）貯藏營養物質，供樹木生長和繁殖使用。另外，樹木形成的木質部以樹榦為最多，木材主要來自樹榦，具有重要的使用價值。

3．樹冠，樹 冠是樹枝和樹葉的總稱，位於樹木的最上部分，占立木材積的5%～25%，其作用是：

（1）樹葉用從空氣中攝取來的二氧化碳和經樹根從土壤中吸取來的水分和 礦物質，在陽光的輻射下、藉助於葉綠素進行光合作用，經光合作用製成營養物質，供樹木生長需要。

（2）樹枝可以上下輸送、貯藏水分和營養物質，並且支持樹 葉。另外，樹枝除可作小徑木外，一般多為薪材，但隨著剩餘物利用手段的增加，樹枝也可用作削片、造紙、纖維板、刨花板的原料；樹葉可作飼料，也可從中提取 化學藥品等。

樹榦的組成：

從樹榦橫切面觀察，樹榦是由樹皮、形成層、木質部、髓組成的。

1．樹皮，樹 皮是樹榦的最外層，即形成層以外的一切組織均稱為樹皮。樹皮通常分為外皮、周皮和內皮。外皮和內皮中間有一層薄皮，稱為周皮（肉眼看不見）。周皮以外稱為 外皮，又稱死皮，通常顏色較深，起著保護樹木不受外界因子影響及削弱機械損傷的作用；周皮以內稱為內皮，即韌皮部，是生活的組織，在樹木生長過程中具有向 下輸送營養物質的作用。

（1）樹皮組成：外皮、周皮和內皮。

（2）樹皮作用，防 止樹木水分蒸發，輸送葉子製造的養分並能貯藏養分，是樹木的保護層。另外，不同樹種的樹皮有著不同的作用。例如樺木樹皮可煉樺皮焦油，用於醫藥和製革；厚 朴、苦木、杜仲等樹種的樹皮是貴重的藥材等。同時，由於樹皮的外部形態、厚薄、顏色、質地、剝落情況、氣味、滋味等各有所不同，因此，樹皮是現場識別木材 主要的依據之一。

2．形成層，

形成層是位於韌皮部和木質部之間的一層狹窄且具有分生能力的細胞層。形成層中具有分生能力的母細胞，不斷地分生子細胞。母細胞向外分生韌皮部，形成樹皮；向 內分生木質部，構成木材，因而它是產生木材的源泉。

（1）形成層的組成，形成層細胞是由原始細胞組成的，原始細胞又可分為紡錘形原始細胞和射線形原始細 胞。

（2）形成層的作用，形成層具有分裂細胞的作用，即具有分生作用。

3．木質部，

木質部位於形成層和髓心的中間，是樹榦中最具有經濟價值的部分，也是最主要的木材部分。

（1）木質部的組成，根據細胞組成的來源，木質部可分為初生木質部和 次生木質部。初生木質部起源於頂端分生組織，分量極小，它圍繞在髓心的周圍；次生木質部是由形成層分生而來的。木質部的絕大部分是次生木質部，也可以說， 樹榦的次生木質部是最有利用價值的。

（2）木質部的作用，從地下吸收水分和礦物質，輸導和貯存養分，是形成木材的源泉。

4.髓，髓 位於樹榦的中心部位（往往是偏心的），被木質部包圍，髓（是一種薄壁組織）和第一年生的初生木質部一起構成髓心。髓心的形狀、大小、顏色、構造等因樹種的 不同而不同，是識別木材的依據之一。

（1）髓心的形狀，多數樹種的髓心在橫切面上呈圓形或橢圓形，如馬尾松、榆木，色木等。但也有特殊形狀的，如星狀的櫟 木、楓香、菱形的大葉、黃楊、五角形的白楊等。

（2）髓心的顏色，大多數樹種的髓心呈褐色或淡褐色，但也有特殊顏色的，如泡桐的髓心是白色的。

（3）髓心 的大小， 針葉樹種的髓心一般都很小，約3～5mm，並且相差不大；闊葉樹種髓心有大有小，大的髓心可達到數厘米。

（4）髓心的構造，髓心的構造因樹種而異，片狀的 如核桃楸，中空的如泡桐，充滿柔軟薄壁組織的如梧桐。另外，髓心組織較鬆軟、強度低、易開裂，因此，對質量要求較高的材種有影響，但對於一般的材種影響不大。

第二節 木材構造

木材三個切面

樹木是生物體，是由無數個形狀各異、大小不同、排列方式不同的細胞組成，這些細胞呈立體狀態存在於木材組織中，因此為了正確地了解木材的構造，必須從三個切面來進行觀察。這三個切面分別是橫切面、徑切面、弦切面。其中，橫切面是木材的最重要切面。

（1）橫切面，與樹榦主軸相垂直的切面稱為橫切面。除年輪之外，木材紋理的特徵都暴露在這個切面上，橫切面是識別木材最重要的切面，這個切面硬度大、耐磨損，可做鋪路木塊。

（2）徑切面，與樹榦主軸相平行，並且通過髓心的切面稱為徑切面。此切面板材收縮小，不易翹曲，適合做木尺和樂器共鳴板等。

（3）弦切面，與樹榦主軸相平行，不通過髓心且與年輪相切的切面稱弦切面。它是一個年輪的切線，又是另一個年輪的弦線。在不同的切面上可以觀察到木材的不同結構。如橫切面 上可以觀察到木射線的寬度和長度以及木材細胞間的相互聯繫；徑切面上可以觀察到年輪呈條狀，相互平行，而與木射線相互垂直；弦切面可以觀察到年輪呈 「V」字形。

木材構造特徵

這裡所說的木材構造特徵是指木材宏觀構造或粗視構造，既可以用肉眼或放大鏡觀察到的特徵。

（1）心材、邊材

從橫切面觀察，在髓心周圍，顏色較深，含水量少的部分，稱為心材；靠近樹皮部分，顏色較淺，含水量多的部分，稱為邊材。

（2）生長輪、年輪、早材、晚材

樹木在一個生長周期內所形成的一層木質環輪，稱為生長輪。對於溫帶、寒帶地區的樹木，每年生長輪只出現一次，因而生長輪又稱年輪；對於熱帶地區的樹木，每年生長輪可出現幾次，因此一般不叫年輪，只稱生長輪。

生長季節早期形成的木材稱為早材，其特點：細胞分裂速度快，體積大，胞壁薄，材質較鬆軟，材色淺；生長季節晚期形成的木材稱為晚材，其特點：細胞分裂速度慢，分裂能力減弱，胞壁厚，材質緻密、堅硬，材色深。

（3）木射線

木射線是木材中唯一成輻射狀、橫向排列的組織，在樹木的生長過程中，起橫向輸送和貯藏養分的作用。同時，寬木射線的木材是製作傢具的好材料。另外，木射線是由薄壁細胞組成的，是木材中較脆弱而強度較低的部分，尤其在進行木材幹燥時易沿木射線發生開裂，降低了其使用價值。

（4）管孔、胞間道

管孔是識別針、闊樹種的重要依據。針葉樹種無管孔，又稱無孔材；闊葉樹種有管孔，又稱有孔材。導管在橫切面上呈孔穴狀，稱為管孔，管孔分佈、組合和排列等是識別闊葉樹種的主要特徵之一。

（1）管孔的類型從分佈上分為:

環孔材是指在一個年輪內，早材管孔明顯比晚材管孔大，沿著年輪成環狀排列。

散孔材是指在一個年輪內，早、晚材管孔的大小沒有明顯的區別，呈均勻或比較均勻的分佈。

半散（環）孔材是指在一個年輪內，管孔的排列介於散孔材和環孔材之間，也就是說，早材管孔稍大，略呈環狀排列，從早材到晚材的管孔逐漸變小，界限不明顯。

輻射孔材是指早、晚材管孔大小沒有明顯差別，它的排列是沿半徑方向呈輻射狀，穿過一個年輪至數個年輪。

切線孔材是指在一個年輪內、全部管孔呈數列弦鏈狀。

（2）管孔的類型從組合上分為:

單孔是指一個管孔完全被其它分子所環繞，單獨分佈在年輪中。

復孔是指兩個或兩個以上的管孔沿徑向緊密相連，除兩端的管孔仍呈圓形外，中間連接處的管孔呈扁平

管孔團是指管孔不規則地聚合在一起。

管孔鏈是指數個管孔徑向排列在一起，每個管孔仍保持原來形狀。

（3）管孔的類型從排列上分為:

星散狀是指大多數管孔是單獨的，呈均勻或比較均勻分佈，如水曲柳、荷木。

榆木狀是指管孔幾個一團連續成波浪形或傾斜狀的弦向排列，略與年輪平行並呈切線狀，如榆木。

火焰狀是指早材管孔較大，管孔的排列好像火焰一樣，而晚材管孔較小，形似徑列火舌，如板栗。

「《」字形狀是指在斜列中，管孔比較有規則的排列，呈「《」字形，如黃連木.

木材的非構造性特徵

（1）材色

（2）氣味與滋味

（3）結構

（4）紋理

（5）光澤

（6）重量和硬度

第三節 樹種的識別

木材樹種識別是通過木材的內、外部特徵來識別樹種的一種適用技術。它是木材檢驗的基礎和不可缺少的重要環節，在木材生產、流通和使用過程中起著非常重要作用。

商品材樹種

1．樹種

樹種是木材根據樹木分類學上的分類法而分的種別，即樹木種類，如紅松、落葉松、樟子松、水曲柳、楊木、榆木等。也可以說，樹種是指樹木作為生物物種的名稱。

2．商品材樹種

木材作為商品生產、加工、流通、使用時的木材名稱，叫商品材名稱。它是木材價格分類的主要依據之一，又是木材作為商品流通的統稱。

商品材名稱本身反映了木材歸類及命名兩個方面內容。把眾多樹種的木材歸併為數目較少類，以「類」代「種」，即能滿足木材的合理利用，又能照顧到生產上的方便易行。

商品材名稱的命名可借用「樹種」名稱，但這個「樹種」應是商品材樹種。因此，木材標準中的樹種系商品材樹種。商品材樹種是依據木材外貌特徵相仿、構造和材性相似的原則歸類的

3．商品材樹種命名原則

（1）以樹木分類的屬為基礎歸類。

（2）以材質為主的歸類原則。

（3）以樹木分類的樹種名稱為商品材名稱。

（4）採用生產單位習慣名稱為商品材名稱。

（5）同科不同屬的少數樹種歸類原則。

樹種識別方法

1．通過樹皮，材表進行識別。

2．通過木材構造和非構造特徵進行識別。

3．通過木材識別檢索表、木材標本、科學鑒定進行識別。

樹種識別工具

一把鋒利的小鏟子和十倍放大鏡。

樹種識別要點

1．針葉樹種

針葉材屬於裸子植物亞門，樹皮的外皮多為鱗片狀，內皮較薄。木材幾乎全為管胞組成，無導管，心邊材區別明顯或不明顯。生長輪中早晚材區別明顯，早材色淺，晚材色深，木材多輕軟，部分木材具有樹脂道和特殊氣味。紋理直，結構細的占多數。材表多平滑。

（1）紅松（松科．松屬）

(2）興安落葉松（松科．落葉松屬）

（3）樟子松（松科．松屬）

(4）馬尾松（松科．松屬）

（5）雲杉（松科．雲杉屬）

（6）冷杉（松科．冷杉屬）

（7）鐵杉（松科．鐵杉屬）

（8）杉木（杉科．杉木屬）

2．闊葉樹種

闊葉樹屬被子植物亞門雙子葉植物綱，種類繁多，區別於針葉樹的最大特徵為具有管孔，木射線有寬、有細、薄壁組織豐富，部分樹種具有樹膠道及氣味，木材構造較針葉樹複雜。

(1）椴木（椴木科．椴木屬）

（2）楊木（楊柳科．楊屬）

(3）樺木（樺木科．樺木屬）

（4）柞木（殼斗科．櫟屬）

（5）水曲柳（木犀科、白蠟屬）

（6）黃波蘿（雲香科、黃櫱屬）

（7）櫸木（榆科、櫸樹屬）

（8）樟木（樟科、樟屬）

樹種識別步驟

樹種識別要多實踐，認真總結，積累經驗，切忌不懂裝懂。識別樹種時，需要備有一把銳利的小鏟刀、一個10倍的擴大鏡，以便觀察木材構造時用。識別的步驟如下：

觀察是否有導管，分開針、闊葉。有導管的是闊葉樹；無導管的是針葉樹。

如果確定是闊葉樹，再觀察管孔在橫切面上的分佈狀況和排列形狀等特徵，一步一步分解觀察直至樹種名稱。

如果確定是針葉樹，再觀察是否有樹脂道。有樹脂道是松樹、落葉松、雲杉、黃杉、銀杉、油杉等屬；無樹脂道是冷杉、鐵杉、杉木、柏木等屬。然後再按屬一步一步觀察下去直至樹種。

總之，在觀察木材特徵時，一定要把握那些比較穩定的特徵，分清主次，把穩定性最大的特徵列在前面，從主要到次要按木材識別檢索表一一核對直到樹種名稱。

第三節 木材物理性質

木材化學性質

木材的化學性質是指通過化學分解才能了解到的性質，主要包括木材的化學組成、木材主要化學成分的特性等。木材的化學成分十分複雜，概括起來有兩類。

1.有機物（1）纖維素,（2）半纖維素,（3）木質素,（4）侵填體;

2.無機物 ,無機物在木材中表現為灰分。木材燃燒時，即產生灰分。灰分的化學成分為碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸鈣、磷、無機鹽等。

木材物理性質

木材物理性質，是指不改變木材的化學成分，也不破壞其完整性，就能了解到的性質。

1.含水率

（1）自由水。

（2）附著水。

自由水和附著水的化學組成完全相同，只是在材細胞中存在的部位不同，附著水是影響木材的主要因素。

（3）含水率（含水量）,木材中含水量的計算是以含水率（或含水量）來衡量的。木材中水分的含量，稱為含水率（或含水量）。含水率分為絕對含水率（W）相對含水率（W0）

絕對含水率（W）=（含水木材重量—絕乾材重量）/絕乾材重量×100%

相對含水率（W0）=（含水木材重量—絕乾材重量）/含水木材重量×100%

絕對含水率多在工程上應用；相對含水率多在科學實驗上應用。絕對含水率通常稱為含水率,與相對含水率可以相互轉換。

W= 100 W0/ （100—W0 ）

W0= 100W /（100+W）

（4）木材按含水率分類

濕材是指長期浸在水中的木材，其含水率高於生材。

生材是指剛採伐的木材，其含水率70%～140%。

氣乾材是指在空氣中天然乾燥的木材，其含水率取決於空氣濕度，含水率在12%～18%之間，平均為15%。

窯乾材是指將木材放在乾燥窯中乾燥到氣乾材以下的程度，其含水率為4%～12%。

絕乾材也稱全乾材，是指放入烘箱在100～1050C下烘至含水率為零的木材。

（5）木材纖維飽和點

定義

當自由水完全蒸發掉而細胞壁中的附著水正處於飽和狀態時， 其含水率在25%~35%之間，平均為30%。

意義

纖維飽和點的重要意義，不僅在於其含水率的大小，而主要在於它是木材強度、脹縮、導電性等材性變化的轉折點。

2.吸濕性

干木材從空氣中吸收水蒸氣的性能，稱為吸濕；濕木材向空氣中蒸發水蒸氣的性能，稱為解吸。這兩種現象合起來稱為木材的吸濕性。

木材放在空氣中，當木材的濕度比空氣的濕度大時，木材中水分蒸發到空氣中。相反，當木材的濕度比空氣濕度小時，木材吸收空氣中的水分。一般情況下，木材蒸發 出去的水分比吸收的要多，隨著木材的乾燥、蒸發速度減慢，最後達到即不從空氣中吸收水分、也不散失水分的狀態，也就是木材濕度等於空氣濕度，這時的木材的 含水率稱為平衡含水率。

3.吸水性

木材浸在水中時吸收水分的能力，稱為吸水性。

吸水程度主要取決於木材在水中停留的時間，同時又因樹種、孔隙度、容量等不同而不同。例如容重大的木材比容重小的木材吸水慢而少，心材比邊材的吸水性能差。了解木材的吸水性，有助於木材的防腐和運輸等。

4.透水性

木材的透水性，又稱導水性，是指木材一面與水接觸，另一面與空氣接觸，讓水在流體靜壓力或其它壓力下通過木材的能力。

木材透水性的大小取決於樹種，切面方向，是心材還是邊材以及含水率等因素。

5.干縮與濕脹

當木材的含水率在纖維飽和點以下時，才能談到木材的干縮和濕脹。木材從纖維飽和點起，繼續乾燥，附著水蒸發，木材收縮，直到絕乾材為止，這一過程稱為干縮。 木材從絕干狀態起，吸濕或吸水，木材膨脹，直到纖維飽和點為止，這一過程稱為濕脹。因此木材的脹縮性是指木材的含水率在纖維飽和點以下時，隨水分的增加或 減少，而改變其尺寸大小的性能。

6.密度

木材密度=試件絕乾材質量/ 試件飽和水分體積

木材密度的大小取決於木材空隙度的大小和細胞壁的厚薄。木材空隙度小，細胞壁厚，組織緻密，木材密度值就大；木材空隙度大，細胞壁薄，組織松疏，木材密度值就小。在生產上還可用密度值的大小來估計木材的強度。也有人把木材密度稱為木材容重。

7.木材導熱性

木材的導熱性能是用熱導率表示的。熱導率，即在單位時間內通過木材單位面積和單位長度，在木材兩面間引起10C溫度差異所需要的熱量。

8.導電性

木材的導電性很小，絕乾材幾乎是不導電的。

9.傳聲性

木材具有傳聲性能。因為木材中有許多空隙，成為空氣的跑道，空氣可以傳播聲音。

木材另一較重要性質是共振性，這是因為木材是由管狀細胞組成的。木材的共振性因其密度、彈性、結構均勻度等的差異而不同。年輪均勻、材質緻密、紋理通直的木材，其共振性好，如雲杉就是樂器的良好材料。

木材的力學性質的幾個術語

極限強度是指木材從受力至破壞所能承受的最大外力。

硬度是指木材抵抗其它固體壓入的能力。

彈性是指木材受力后恢復變形的能力。

剛性是指木材抵抗變形或保持原有形狀的能力。

塑性是指木材受力后不能恢復其原狀而成永久變形的能力。

韌性是指木材發生最大變形而不破壞的能力。

工藝性是指木材抵抗劈、釘、磨的能力。

木材品質係數是指木材抵抗靜曲和順紋壓力的極限強度的高低，也就是木材的極限強度與容積重之比

影響木材力學性質的因素

影響木材力學性質的因素很多，主要因素是木材缺陷、密度、含水率、生長條件等。一般情況下，密度大，強度也大。但由於各種樹種的木材構造和內含物等不同，密度相同的木材其強度可能也有差別。

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