一篇文章要醞釀多久?
答案是....兩年!!小弟無時無刻都在思考如何撰寫,才能讓對木材一竅不通的格友,
在看完這篇文章後,可以充分了解木材鮮為人知的另一面~
小弟寫文章向來很少使用木材專有名詞,用意是不想增加格友的負擔,了解知識可以很輕鬆!!
但今天這篇文章還是必須要提到木材乾燥學中的"平衡含水率"
網路可以搜尋到不少,關於"木材乾燥"的專題報告,的確值得一看,但當中多為引述前人的
研究成果,再加以論述,看似很正確,但斷章取意的引述方式,反而容易曲解原意!!
"平衡含水率"---木料經過自然或人工的方式乾燥,使其(溫、溼度)與周遭大氣(溫、濕度)
相等,謂之。
在台灣,自然氣乾的木材含水率大約在16%,因此被定義為(台灣)平衡含水率的標準!!
有點見解的朋友都知道,16%只是參考值,因為台灣各地,終年平均溫溼度各有不同!!
是否有人會思考,木材乾燥學中的"自然氣乾"場所為何?....."氣乾棚"
想像一下,在露天室外,以正確的"疊桿氣乾"方式乾燥,上方以帶有斜率的鐵皮或遮雨棚覆蓋
,這是自然氣乾的標準施作方式之一。
也就是說,自然氣乾= 半露天自然乾燥
為什麼叫"半露天",因為上方加蓋不會直接淋雨,但側邊同樣有機會受雨水淋沐,且雨天濕氣
較重時,木料表面同樣會吸收濕氣!!
也就是說這樣的平衡含水率,是"室外用材"的標準,若使用在室內還是會繼續排濕,直到
12%~10%才趨於平衡!!在這段排濕期間內,木料還是有收縮或反翹的情況發生,但不至於
太劇烈,不同樹種,收縮量也不同!!
今天所要探討的是木料在(平衡含水率)之下,木材製品在"高溫、低濕環境"下的反應情況~
測試條件: 室外攝氏33度的艷陽天
測試場所: 無隔熱的"鐵皮"倉庫,廠房三面封閉,無排風設備,廠房內溫度約(攝氏35度)~
測試木材製品,共計五項,如下~
1.美西側柏(美國香杉)-- 集成材
2.台灣檜木-- 集成材
3.阿拉斯加扁柏(黃檜)-- 拼板
4.緬甸柚木-- 拼板
5.緬甸柚木-- 集成材
由於"集成材"與"拼板"都屬於室內用材,當然不能少了含水率測試!!
說真的!!不管是"做製材的"或"做加工的"還真沒人會沒事拿支"水份計"在那測啊測!!
因為木料的"乾燥處理"是一貫化作業,不論毛料含水率高低,都須經過同一程序,讓毛料的
含水率近乎一致,且適合使用~
而長期的經驗累積,施作者都可以憑藉著手感、重量、木料表象來評斷,是否已達使用時機~
講歸講....總是要測一個參考值當依據!!
美西側柏(集成材) 測得含水率 10.5%
台灣檜木(集成材) 測得含水率 10.5%
阿拉斯加扁柏(拼板) 測得含水率 10.5%
緬甸柚木(拼板) 測得含水率 8%
緬甸柚木(集成材) 測得含水率 9.5%
這些製品都是長期放在"常溫通風"的倉庫中,所測得的含水率皆屬各自的"平衡含水率"~
平鋪在夾板上,開始測試!!時間是2013/06/15 (上午10點19分)
第一次觀察 時間(上午11點58分)
正值中午,廠房溫度達到當日最高溫,光站著就滿頭汗!!
美西側柏(集成材)--- 大約有(3mm)的翹曲變化量~
台灣檜木(集成材)--- 大約有(1mm)的翹曲變化量~
阿拉斯加扁柏(拼板)--- 大約有(1.5mm)的翹曲變化量~
緬甸柚木(拼板)--- 大約有(2mm)的翹曲變化量~
緬甸柚木(集成材)--- 大約有(0.5mm)的翹曲變化量,變化不大~
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第二次觀察 時間(下午01點49分)
觀察翹曲變化量
美西側柏(集成材)--- 大約有(4.5mm)的翹曲變化量,角尺橫跨在集成板中央,透光弧度大,
可見翹曲度頗大~
台灣檜木(集成材)--- 大約有(2mm)的翹曲變化量~
阿拉斯加扁柏(拼板)--- 大約有(3mm)的翹曲變化量~
緬甸柚木(拼板)--- 大約有(4.5mm)的翹曲變化量~
緬甸柚木(集成材)--- 大約有(1.5mm)的翹曲變化量,變化不大~
由此可見,木料於(平衡含水率)之下,於高溫低濕的場所,還是會有釋放表層水份的情形發生!!
想像一下,(正面)因為暴露在(高溫低濕)的環境中,木材表層發生(水份)蒸散作用,而致使(正面)
表層收縮應力逐而增加.....另一方面,板材(反面)因與夾板貼合,無直接暴露於(高溫低濕)環境,
蒸散作用極緩,兩面在不同應力作用下,板材會出現兩翼翹曲的應力反應~
在(平衡含水率)下,所出現之水份蒸散與收縮應力,是有限度的!!
也就是說,蒸散作用所產生之收縮應力,在逐漸增加的同時,維持木理型態的反向應力也會同時
產生,當兩者應力相當時,則為其翹曲之最大限度~
若週遭一直維持此一(高溫低濕)之狀態,很有可能造成永久的收縮應力留存,同時改變其平衡
含水率。這種情況下,木材在以特殊方式消除收縮應力前,木材會處於翹曲的定型狀態!!
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時間(下午01點52分)
測量完之後,將所有測試材料翻面,進行"回平"的操作!!
翻面後,不需要角尺,就可明顯看出翹曲變化量~
緬甸柚木集成材,變化量還真不明顯,除了歸功於(集成)工法外,與木材之密度、比重也有
直接關係!!
時間(下午03點44分)
太陽逐漸西下,廠房溫度已經下降不少,來看看板材的回平情況如何~
美西側柏-- 與夾板貼平
台灣檜木-- 與夾板貼平
阿拉斯加扁柏-- 與夾板貼平
緬甸柚木拼板-- 與夾板貼平
緬甸柚木集成-- 與夾板貼平
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翻面的動作,用意是在讓原先與夾板貼合的反面,直接暴露在"高溫低濕"之環境下,(反面)受
蒸散作用引響,也出現收縮應力,而(正面)因為與夾板接觸,釋放溫度的同時,也會在未貼平的
縫隙中吸收水氣,此消彼漲之下,不需片刻就能回平!!
當板材於(平衡含水率)之下,處於高溫低濕(鐵皮屋)之環境下,若出現翹曲,可直接翻面,令其
自行回平!!
若無法避免於這種環境下存放板材,建議朝上一面,用夾板、瓦楞紙、淘汰的棉被來做覆蓋,
避免在後續使用的過程中,還需等待回平!!
其實(鐵皮倉庫)在入夜後,溫度會降低,同時溼度也會提高,符合"測試木料"原先的(平衡含水率)
環境,就算不將已經出現翹曲的測試板材翻面,隔天一早,在廠房溫度還未升溫前,這些已經翹曲
的板材,都還是會回覆平整的狀態,很神奇吧!!
這就是實木板材能夠因應環境變化,調節濕氣的特殊能力~
以上測試的先決條件,為測試物已達週遭常溫之(平衡含水率)狀態,而測試過程可能不是很
嚴謹,變因很多,但主要用意是讓格友了解,木材因應不同溫溼度變化,會有自我調節的特殊能力~
以上純屬個人經驗,若有錯誤之處,望來信導正,虛心受教~
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