想自己在家风干木材?这里是几点建议!

吉他科普 2019-5-5 00:00   阅读数:561


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(本文来源:公众号“GuitarWorks”;作者:Eric Meier)


编译自Drying Wood at Home》

原作者 Eric Meier

 


将木材置于给定的湿度环境,使其达到平衡含水率(equilibrium moisture content,即EMC),应该是最省事儿、成本最低的干燥方法了,缺点就是过程相当漫长。

 

不同木材种类、初始含水率、木材厚度、密度、环境条件、处理工艺等,都会对所需干燥时间产生显著影响。

 

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干燥时间和干燥窑。

 

一个广为流传的经验法则是'每增加一英寸木材厚度即多一年干燥时间',这句话显然忽略了其他变量。虽说粗略,但不失为一个理解、探索干燥时间的起点。

 

工业上常用的干燥生材方式是使用干燥窑(尤其是块头较大的木材),不管是哪种干燥窑,它们的原理基本一致:用一个大型的隔间堆放木材,通过控制湿度、温度和气流,安全、快速地将木材干燥至所需的含水率。

 

干燥窑的优势是可以精准地控制环境变量,高效的同时又能使木材干燥得更均匀,避免含水率梯度带来的一些问题(表面干燥过快,内部干燥过慢)。

 

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干燥窑的缺陷。

 

但若启用了不合适的干燥程序,又没有及时修正参数的话,干燥窑也可能会增加木材内部应力,结果就是导致木材表面硬化(case-hardening)。当表面相对内部干燥得过快时,就会造成这个后果,极端情况下,内部将被撕裂,产生不可逆的蜂窝状裂缝。

 

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这块红橡木(Red Oak)已经出现蜂窝状裂缝,属于最严重的干燥瑕疵,不可逆,而且很难观测到(因为在内部)。

 

窑干还有一些其他'副作用'。比如,它能杀死粉蠹(寄生于木材中的害虫)。然而,它也会导致某些木材的心材褪色、不再鲜活,例如黑胡桃(Black Walnut)。

 

对于大多数木匠来说,弄个干燥窑确实不太实际。下面我们来介绍更简易的、在家就能操作的风干木材方法。

 

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自己在家风干木材的几个技巧。

 

①及时处理原木!尽快将原木切割加工成生材。树皮是天然的水分屏障,但稍有不慎则会促进腐败变质。移除树皮并暴露表面有助于干燥,同时能防止木材腐烂。

 

②切割时多留一些余量。干燥后木材会收缩,生材的尺寸应当大于实际所需的尺寸。

 

③密封木材两端。除了及时处理原木防止水分过量腐烂,相反的,也要避免水分流失过快产生裂纹(尤其是端面)。牢记!端面处的水分流失速度是其他各处表面的10-12倍,没有这步操作的话,结果就是木材内部的巨大应力导致端面开裂,这也是一种很常见的干燥瑕疵。市面上有特制的端面密封剂,但其实有很多东西都能干这活儿,石蜡、聚氨酯、虫胶,甚至乳胶漆,都可以用来密封端面。为了最大限度地降低开裂风险,最好是锯开后几分钟内(而不是几小时或几天后)就做密封。

 

④堆叠和垫条。将原木锯成基本一致的尺寸会更容易叠放,还要确保每个面都能接触到空气,因此每块木材之间要加上垫条。至于垫条的厚度,保守一些可以是12英寸,木材较厚的话,16、24英寸会更安全些。

 

⑤增加重量。堆叠完成后,底部的木材有顶部木材施加压力,而顶部的木材只能依靠自重了,块头最大木材一般放在顶部,目的是尽可能抑制风干过程中木材翘曲、变形。风干时整齐地堆叠、垫条、增重,都有助于最终得到平整、稳定、高性能的木材。

 

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用上文提到的方法切割、堆叠、密封后正在风干的药鼠李(Buckthorn)。

 

⑥达到平衡含水率后加热木材。当木材安全地干燥至给定湿度环境下的平衡含水率后,尤其是潮湿的夏季,可能有必要进一步降低含水率,以达到一些项目的特殊要求。很简单,将木材移至加热后的地下室即可。如果是体积短小的材料,用干燥箱可以使含水量降至12%甚至6%,或者其他任何所需的数值。

 

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翘曲和扭曲。

 

当木材的T/R比(译注:不知道怎么翻了,大致意思是木材在正切(tangential)方向和半径(radial)方向形变率的比值)较高时,干燥过程中在某一方向上收缩得比另一个方向更快,便会导致翘曲或扭曲。

 

简单的说,沿年轮切线方向的形变率最高。

 

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如图中的欧洲李(Plum)端面视角所示,这块木材本来是平整切割的,顶部和底部平行,而干燥后已经变形,需要再次修平。

 

而木材收缩形变的具体方式则取决于材料的形状和木纹的方向,弦切(flatsawn)得到的木材逐渐变成杯状,剖料切(riftsawn)的变菱形,圆榫变椭圆。

 

此外,干燥过程中还存在很多种形变的问题,且不仅仅是因为不均匀收缩。或许是木材本身的某处缺陷造成的,且该缺陷只有经过干燥才能暴露出来。可能导致的结果有:弓状变形、钩状变形、扭曲,以及以上两种或多种的组合。

 

但与干燥有关的变形问题,大部分可以通过以几个简单下方法,尽可能的将风险最小化:

 

①灵活运用堆叠技术。如之前所说,对付变形最有效的办法就是足够的堆叠层数、合理使用垫条、保证木材自重。

 

②避免使用幼龄材。幼龄材是木材生长早期形成的,可以理解为木髓的延伸。关于幼龄材并没有特别严格的定义,但一般来说就是指年轮最中间那几圈了,总之切割的材料离木髓越远越好。就像木髓本身,幼龄材相当不稳定,纵向收缩率很高。是导致弓状、钩状变形的罪魁祸首。

 

③避免使用枝干或倾斜生长的树木。倾斜生长的树木,年轮间距自上而下是不均匀的。我们称之为畸形木,它们在干燥过程中会产生各种无法预测的翘曲问题。对于软木,畸形一般出现在枝干或树干底部,又叫应压木。硬木则恰恰相反,畸形位于上部,又叫应拉木。

 

④避免使用节疤。节疤会严重影响木材的收缩性能,面积较大的节疤,常导致严重夸张的翘曲问题!

 

⑤小心处理螺旋木纹或交错木纹。某些木材的纹理呈螺旋或交错状,你没猜错,这一样会导致干燥瑕疵,常见的是扭曲。同样得巧用堆叠技术,并且加倍小心!

 


编辑:小楽





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