作用均不易产生重大变形。2团聚结构,为粘性土特有。其特点是粘土粒子很少单独存在,而是彼此结合成团聚体。按粒度和团聚体排列的形式此类结构又可分为蜂窝状、骨架状、基质状、紊流状、层流状、畴状、伪球状和海绵状等8种类型(图4)。前5种为沉积粘土的典型结构;后3种则为残积或热液成因粘土的典型结构。蜂窝状结构是静水环境中新近沉积粘土的典型结构。它的特点是孔隙度大(60~90%),湿度高(55~300%);强度低,压缩性强和各向同性。骨架状结构比蜂窝状结构密实,富含粉粒(40~60%);且多处于粘粒包裹之中;具触变性。基质状结构以粘粒团聚体为基底。粉砂粒镶嵌其中,具弱、中等压密性,是冲积土的典型结构。紊流状结构系蜂窝状结构或基质状结构经成岩压密形成的,具明显各向异性;各向异性剪切系数达2。5。在已固结的海积粘土中常见层流状结构,淡水湖相粘土经后生成岩压密,亦可有这种结构,它比紊流状结构的定向程度更高。畴状结构是残积高岭土的典型结构,与长石风化密切相关,在花岗岩风化土中最常见。伪球状和海绵状结构是热液成因粘土的代表结构。物态特征折叠
由于土的各物质组成之间的比例和排列不同而表现出的土的轻重、干湿和松密等自然属性。表征土的物态特征的指标如下:1土粒密度,土中固体颗粒的质量与其体积之比;即土粒的单位体积的质量;2天然密度。天然状态下,土的总质量与总体积之比;3干密度,土的孔隙中完全没有水时。土的单位体积的质量;4含水率,土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比,常以百分数表示;5孔隙率:土的孔隙体积与土的总体积之比,常以百分率表示;6孔隙比,土的孔隙体积与土粒体积之比,常用小数表示;7饱和度,土的孔隙中水的充填度,即土中水的体积与孔隙体积的百分比值。
土的分类折叠
地壳上的土,种类繁多。为便于研究与实际应用,可按土的工程性质近似地归类。粒度组成一直是土的分类的基本依据。世界上几个国家的土的粒组界限值见表。
按粒度,土首先分为颗粒直径大于0。074毫米者占50%以上的粗粒土和颗粒直径小于0。074毫米者占50%以上的细粒土;粗粒土再细分的标准仍是粒度组成。颗粒直径大于2毫米者占50%以上的为砾石类土,否则为砂类土。但细粒土的性质与粒度的关系不如其与水的关系密切,故世界各国普遍采用塑性指标作为划分细粒土的标准。分类方法是将实际测得的塑性指标值点在塑性图上;据其位置归类。此外,还有以地质成因或矿物成分为划分标准的分类法。
水理性质折叠
土的水理性质一般指的是粘性土的液限、塑限(由实验室测得)及由这两个指标计算得来的液性指数和塑性指数。这几个指标也是工程中必需提供的。对于饱和粘性土还有灵敏度和触变性。?
粘性土由于含水量的不同,分为固态、可塑状态和流动状态,这即是粘性土的稠度状态。各稠度状态间的临界含水量称界限含水量,界限含水量随粘粒含量和矿物成份的不同变化较大,也反映出工程地质性质的显著差别。因此界限含水量及界限含水量与天然含水量的关系,即塑性指数和液性指数,往往作为土的分类和确定地基承载力的重要参数。?
天然状态下的粘性土具有一定的结构。当受到外来因素的扰动时,土粒间的胶结物质以及土粒、离子、水分子所组成的平衡体系受到破坏,土的强度降低和压缩性增大。土的结构性对强度的这种影响,一般用灵敏度来反映。(未完待续)
351 五行之木 1
基本种类折叠
木材可分为针叶树材和阔叶树材两大类。杉木及各种松木、云杉和冷杉等是针叶树材;柞木、水曲柳、香樟、檫木及各种桦木、楠木和杨木等是阔叶树材。中国树种很多,因此各地区常用于工程的木材树种亦各异。东北地区主要有红松、落叶松(黄花松)、鱼鳞云杉、红皮云杉、水曲柳;长江流域主要有杉木、马尾松;西南、西北地区主要有冷杉、云杉、铁杉。
基本构造折叠
树干由树皮、形成层、木质部(即木材)和髓心组成。从树干横截面的木质部上可看到环绕髓心的年轮。每一年轮一般由两部分组成:色浅的部分称早材(春材),是在季节早期所生长,细胞较大,材质较疏;色深的部分称晚材(秋材),是在季节晚期所生长,细胞较小,材质较密。有些木材,在树干的中部,颜色较深,称心材;在边部,颜色较浅,称边材。针叶树材主要由管胞、木射线及轴向薄壁组织等组成,排列规则,材质较均匀。阔叶树材主要由导管、木纤维、轴向薄壁组织、木射线等组成,构造较复杂。由于组成木材的细胞是定向排列,形成顺纹和横纹的差别。横纹又可区别为与木射线一致的径向;与木射线相垂直的弦向。针叶树材一般树干高大,纹理通直,易加工,易干燥,开裂和变形较小,适于作结构用材。某些阔叶树材,质地坚硬、纹理色泽美观,适于作装修用材。
相关缺陷折叠
1天然缺陷。如木节、斜纹理以及因生长应力或自然损伤而形成的缺陷。木节是树木生长时被包在木质部中的树枝部分。原木的斜纹理常称为扭纹,对锯材则称为斜纹。
2生物为害的缺陷。主要有腐朽、变色和虫蛀等。
3干燥及机械加工引起的缺陷。如干裂、翘曲、锯口伤等。缺陷降低木材的利用价值。
4干燥的木材极易着火。
为了合理使用木材,通常按不同用途的要求,限制木材允许缺陷的种类、大小和数量。将木材划分等级使用。腐朽和虫蛀的木材不允许用于结构,因此影响结构强度的缺陷主要是木节、斜纹和裂纹。
物理性质折叠
密度折叠
密度是某一物体单位体积的质量,通常以g/cm&;sup3;或kg/m&;sup3;表示。木材系多孔性物质。其外形体积由细胞壁物质及孔隙(细胞腔、胞间隙、纹孔等)构成,因而密度有木材密度和木材细胞物质密度之分。前者为木材单位体积(包括孔隙)的质量;后者为细胞壁物质(不包括孔隙)单位体积的质量。
木材密度:是木材性质的一项重要指标。根据它估计木材的实际重量,推断木材的工艺性质和木材的干缩、膨胀、硬度、强度等木材物理力学性质。
木材密度,以基本密度和气干密度两种为最常用。
1、基本密度
基本密度因绝干材重量和生材(或浸渍材)体积较为稳定,测定的结果准确,故适合作木材性质比较之用。在木材干燥、防腐工业中,亦具有实用性。
2、气干密度
气干密度,是气干材重量与气干材体积之比,通常以含水率在8%~20%时的木材密度为气干密度。木材气干密度为中国进行木材性质比较和生产使用的基本依据。
木材密度的大小。受多种因素的影响,其主要影响因子为:木材含水率的大小、细胞壁的厚薄、年轮的宽窄、纤维比率的高低、抽提物含量的多少、树干部位和树龄立地条件和营林措施等。中国林科院木材工业研究所根据木材气干密度(含水率15%时),将木材分为五级(单位:g/cm&;sup3;):
很小:≤0。350;小:0。;中:0。;大:0。;很大:>;0。950。'1'
木材含水率折叠
指木材中水重占烘干木材重的百分数。木材中的水分可分两部分,一部分存在于木材细胞胞壁内,称为吸附水;另一部分存在于细胞腔和细胞间隙之间,称为自由水(游离水)。当吸附水达到饱和而尚无自由水时,称为纤维饱和点。木材的纤维饱和点因树种而有差异,约在23~33%之间。当含水率大于纤维饱和点时,水分对木材性质的影响很小。当含水率自纤维饱和点降低时,木材的物理和力学性质随之而变化。木材在大气中能吸收或蒸发水分。与周围空气的相对湿度和温度相适应而达到恒定的含水率,称为平衡含水率。木材平衡含水率随地区、季节及气候等因素而变化,约在10~18%之间。
胀缩性折叠
木材吸收水分后体积膨胀。丧失水分则收缩。木材自纤维饱和点到炉干的干缩率,顺纹方向约为0。1%,径向约为3~6%,弦向约为6~12%。径向和弦向干缩率的不同是木材产生裂缝和翘曲的主要原因。
力学性质折叠
木材有很好的力学性质,但木材是有机各向异性材料,顺纹方向与横纹方向的力学性质有很大差别。木材的顺纹抗拉和抗压强度均较高,但横纹抗拉和抗压强度较低。木材强度还因树种而异,并受木材缺陷、荷载作用时间、含水率及温度等因素的影响,其中以木材缺陷及荷载作用时间两者的影响最大。因木节尺寸和位置不同、受力性质(拉或压)不同。有节木材的强度比无节木材可降低30~60%。在荷载长期作用下木材的长期强度几乎只有瞬时强度的一半。
等级介绍折叠
一木材的等级折叠
建筑用木材,通常以原木、板材、枋材三种型材供应。原木系指去枝、去皮后按规格加工成一定长度的木料;板材是指宽度为厚度的三倍或三倍以上的型材;而枋材则为宽度不足三倍厚度的型材。
按照国家标准。根据木材的缺陷情况对各种商品木材进行了等级划分,通常分为一、二、三、四等。结构和装饰用木材一般选用等级较高的木材。对于承重结构用的木材。又根据《木结构设计规范》(gbj5—88)的规定,按照承重结构的受力要求对木材进行分级,即分为i、ii、iii三级,设计时应根据构件的受力种类选用适当等级的木材。例如承重木结构板材的选用,根据其承载特点,一般i级材用于受拉或受弯构件;ii级材用于受弯或受压弯的构件;iii级材用于受压构件及次要受弯构件。(未完待续)
352 五行之木 2
二木材的应用折叠
1。木材在结构工程中的应用
木材是传统的建筑材料,在古建筑和现代建筑中都得到了广泛应用。在结构上,木材主要用于构架和屋顶,如梁、柱、橼、望板、斗拱等。我国许多建筑物均为木结构,它们在建筑技术和艺术上均有很高的水平,并具独特的风格。
另外,木材在建筑工程中还常用作混凝土模板及木桩等。
2。木材在装饰工程中的应用
在国内外,木材历来被广泛用于建筑室内装修与装饰,它给人以自然美的享受,还能使室内空间产生温暖与亲切感。在古建筑中,木材更是用作细木装修的重要材料,这是一种工艺要求极高的艺术装饰。
(1)条木地板
条木地板是室内使用最普遍的木质地面,它是由龙骨、地板等部分构成。地板有单层和双层两种,双层者下层为毛板,面层为硬木条板,硬木条板多选用水曲柳、柞木、枫木、柚木、榆木等硬质树材,单层条木板常选用松、杉等软质树材。条板宽度一般不大于,板厚为20~30mm,材质要求采用不易腐朽和变形开裂的优质板材。
(2)拼花木地板
拼花木地板是较高级的室内地面装修,分双层和单层两种,两者面层均为拼花硬木板层,双层者下层为毛板层。面层拼花板材多选用水曲柳、柞木、核桃木、栎木、榆木、槐木、柳桉等质地优良、不易腐朽开裂的硬木树材。双层拼花木地板固定方法,是将面层小板条用暗钉钉在毛板上,单层拼花木地板则可采用适宜的黏结材料,将硬木面板条直接黏贴于混凝土基层上。
拼花小木条的尺寸一般为长250~,宽40~60mm,板厚20~25mm。木条一般均带有企口。
(3)护壁板
护壁板又称木台度,在铺设拼花地板的房间内,往往采用木台度。以使室内空间的材料格调一致,给人一种和谐整体景观的感受。护壁板可采用木板、企口条板、胶合板等装饰而成。设计施工时可采取嵌条、拼缝、嵌装等手法进行构图,以达到装饰墙壁的目的。
(4)木装饰线条
木装饰线条简称木线条。木线条种类繁多,主要有楼梯扶手、压边线、墙腰线、天花角线、弯线、挂镜线等。各类木线条立体造型各异,每类木线条又有多种断面形状,例如有