木材是什麼

木材來自樹木,是經過光合作用就可以生長取得的建築材料。木材是樹在生長過程中所形成的木質化組織,我們都知道喬木與灌木具有形成層,向內可以發展出木材,包括木質部跟放射薄壁細胞。來吧!請跟我們一起進一步認識木材。

 

森林中的樹木

地球上有30%的陸地面積是森林,分布範圍從熱帶、亞熱帶到溫帶,是地球重要的空氣淨化系統,也是許多生物棲息的地方。森林中蘊藏許多樹木,可以從空氣中吸收案氧化碳,對於土壤的保持與氣候的調節非常重要。

 

樹木可以生長數十年、數百年甚至上千年,包含有木質的樹幹以及枝枒樹冠。廣義上樹指的是高大的植物,樹幹就是植物的莖。狹義上則有人認為具有可以二次生長的莖,才算是樹木,一些只會長高不會變粗的的就不會被認為是樹木。最適合的定義方式,則是將可以做為木材用的植物才算是樹。

 

木材1

可次級生長的植物透過形成多孔纖維的木質化組織,成為我們所謂的木材。從根莖中的維管形成層向外長出韌皮,而木材就是向內發展出的木質部細胞總稱。樹可以分為闊葉樹(雙子葉植物)與針葉樹(裸子植物)。闊葉樹分為環孔材與散孔材兩類,針葉樹分為無樹脂溝與有樹脂溝兩類。大多情形上,闊葉樹導管比管胞大,在橫切面上可以看到管孔,所以也稱為有孔材。針葉樹通常不具導管,而是更多細小的管胞,所以肉眼上接近無孔。

 

木材2

一般常將木材分類為軟木(Softwood)和硬木(Hardwood)。我們要注意的是,硬木也有質地偏軟的,軟木中也有質地比硬木還要硬的喔!硬木的木質素主要是芥子醇及甲氧松柏醇衍生,軟木的木質素主要是甲氧松柏醇衍生。一株成長中的樹木,形成層會不斷增生新的木質部細胞。若從取材觀察的角度,木材的最中心稱為髓心,隨著時間長大會有生長輪,並發展出Sap Wood與Heart Wood。我們會將較新生的細胞稱為Sap Wood,而將老的細胞稱為Heart Wood。老細胞中慢慢會填充更多的油脂、樹膠、單寧或其他物質而顯得深色。

 

各種性能

除了從外觀跟組成來認識木材外,我們可以用另外的方式來理解各種不同木材的性能。
密度:單位體積的重量百分比,常用測量方法為封蠟法測量換算,近來因為設備越來越發達可以直接採用儀器測量。
硬度:國際公認用詹氏硬度衡量方法來測試木材硬度,用壓力器將直徑11.28毫米的鋼珠壓入木材中,深度達鋼珠高度一半時所需要的加壓值。
著釘性:木材對於螺絲釘或者木釘的咬合能力。
膠合性:木材適宜加以膠合加工的能力。
含水率:木材中所含水分的重量對比木材乾重的百分比,一般我們要避免木材發霉或者尺寸變化過大,會將木材的含水率控制在20%以下為宜。
力學性能:我們使用木材,必須認識其基本的結構強度,以確保使用的安全性。常見結構強度值區分為靜曲張強度、三點彎折強度、剝離強度、抗壓強度。

 

用途

木材有超過40%的組成是碳,大量使用木材可以將空氣中逸散的二氧化碳轉儲存在木材中。木材可以用來當作建築用材,或製造家具、門窗,土木工程也常常利用木材來建造橋樑、碼頭或塔等等。木材也是主流的藝術創作材料之一,更是各種樂器的製造材料。非常早的時候人們就會利用木材來建造船隻,發明飛機的時候,也是用木材來打造。

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