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[晒晒更健康] 广说来路——概说木性

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发表于 2019-8-11 11:17:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
年轮1a.jpg


      小时候,我胆子特别小,住在农村姥姥家,到了晚上,夜深人静躺在炕上,经常听到屋里大柜子咔咔作响,肯定不会是“猫和老鼠”,心里不免害怕起来,莫不是有鬼作怪!


      后来长大了才知道那是木头抽涨的声音。记得当年上禾家具刚成立的时候,有个客户对我说,家里的家具老是响,有一回,晚上睡到半夜,突然听到“咔”的一声爆响,把他吓了一大跳,以为家里进贼了。


     最近几年传统文化热,有些人开始关注起榫卯来,之前我在外面作过好几次榫卯讲座,发现大家都对榫卯感兴趣,但在现实中却爱不起来,不光结构复杂,而且还隐藏在里面,外面看不到蹊跷,多少有些烧脑,甚至包括很多家具设计师都一直搞不懂榫卯原理。


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打开的楔钉榫

楔钉榫2.jpg
组装后的楔钉榫


      其实要想了解榫卯工艺,就必须要先了解木性。
      啥叫“木性”?
      说白了就是木头的“脾性”。


      主要表现为三种类型的木头应力,一是生长应力,二是湿差应力,三是温差应力。


      先说生长应力


      我们平时开木料,经常会碰到一种情况,原本是一根笔直的木方,用锯子冲开两片以后,就各自扭向一边,这就是所谓生长应力的作用。


      由于木纹走向和结疤等因素,就会造成生长应力的释放。我们观察一根原木,是由无数束木纤维生长聚集在一起,纤维和纤维之间互相连接交缠,互相制约达到一种平衡,木材便会相对稳定。一旦经由外力切开以后,交缠的纤维断开制约,就会产生扭曲,木材因而变形。


扭曲的木纹1.jpg
木头上扭曲的花纹和小节疤

木板形变示意.jpg
由于生长的自然原因,木材会根据自己纤维和导管的走向,并受环境变化的影响而发生各种各样的扭曲。

      再说湿差应力


      开裂抽涨是实木家具难以避免的问题,干缩、湿涨,就是湿差应力的表现。到了冬天,暖气一上来,空气湿度急剧下降,木头开始脱水干燥,继而收缩,如果榫卯结构不合理,木头就容易拉裂。到了夏天雨季,天气潮湿,木头又会吸水涨宽,也容易把家具榫卯涨开。这就是所谓的湿差应力。


进口木材2.jpg
进口木材,一般都会在木材两端的堵头上刷上油漆,目的就是为了防止水汽进入和水汽挥发,造成木材开裂。木材生长的时候,水分和养分会顺着木纤维的导管传递运输,当树木砍伐变成木材以后,木头里的水分依然会继续沿着纤维导管运输移动,水汽最容易从木材的两端出入,极其容易造成木材开裂。


含水率测试2.jpg
木材含水率测试




      差应力


       所有的材料似乎都摆脱不了热胀冷缩的规律,木头受热涨开,受冷收缩。这是温差应力的作用。


       什么生长应力、湿差应力、温差应力,还是太复杂。


       再总结一下规律,其实很简单,就是:


顺着木纹的方向基本不涨不缩;
垂直于木纹的方向有涨有缩。

       就像一只毛笔,笔锋没有蘸水的时候很细溜儿,蘸满墨水就很胖大,而笔锋的长度基本不变。

       数据显示,顺着木纹方向木材的形变率只有0.1%~0.3%,而横向的变形率可以达到6%~12%。


木头变形规律1.jpg


一句话:变瘦长胖不长个

       因而,古人在制作榫卯限制木性的时候,就是遵循这个规律展开,寻找一个长度上的不动因素,限制宽度上的涨缩。


       稍微有些生活经验的人都会知道,顺着木纹劈柴,势如破竹。木丝和木丝之间的连接相对脆弱,我们在使用木制品时候,应该注意这一点,改变方向,就可以改变强度。


       树木是向上生长的,每一段原木,木纤维几乎都是通长的,因此,木材的韧性也来源于此。一根筷子,一撅就断,一把筷子,怎么都撅不断。


       垂直于木纤维方向时,木材韧性很大,因此削木为杠,力能担山。顺着木纹的方向,竖木为柱,强度更大,所以立木千钧。


       从古到今,制作木器,工匠们一直围绕着消解木性想办法。说起来,无非两个角度,一是在木头本身下功夫,比如烘干定型、浸泡脱水、表面髹饰封闭等等。另一种方法就是“榫卯结构”,包括建筑等大木作榫卯结构和家具等小木作榫卯结构,各种木材配件通过榫卯之间的固定限位,达到一种动态的平衡。


      由于传统榫卯工艺过于复杂,又多依赖手工制作,不利于大规模生产需要。所以一直没有受到重视,以至于榫卯制作这种技艺有濒于失传的担忧,但愿我是杞人忧天吧。


      进入工业时代以后,在处理木材应力方面,又陆续产生了蒸汽蒸煮、真空微波烘烤、高温高压挤压变形、煮蜡等等工艺消解木性。


      最近几年兴起的煮蜡法,大多是用工业石蜡熬煮木头,少则三五天,多则一个月,经过煮蜡的木头,木性被大量消解。由蜡替代了木纤维中的水份。由此制作成的家具不容易变形开裂,但也带来了不少“副作用”,比如木质变脆,一旦榫头受损,不易修复。再者,就是石蜡中含有致癌物质,有损人身健康。另外,煮过蜡的家具,在外观上更像塑料,失去了木头本该具有的质感。


工业石蜡1.jpg

工业石蜡2.jpg
工业精炼石蜡

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一些红木加工企业的木材煮蜡池


      工业石蜡是一种混合物,多从石油中提取,在常温下是白色固体,熔点50~70℃,沸点300~550℃。由于石蜡的沸点比水的沸点高,把木头泡在石蜡中进行熬煮,当石蜡加温到100℃以上时,木头中的水分就从表面到内部不断汽化析出,而石蜡则不断渗入到木头中代替了这些水分,所以煮蜡又被称为“蜡水置换”,过程中也可以将煮蜡箱抽真空,以便加速木材中水分脱离,让石蜡更快地进入木头。


      也许有人会问,传统木器制作中,不是也有烫蜡工艺吗?其实烫蜡和煮蜡根本不是一回事儿。传统工艺中有烫蜡,大多使用的是天然蜂蜡,烫蜡也只是为了保护木器表面,而对消解木性没有什么作用。


天然蜂蜡1.jpg
天然蜂蜡

      鉴于以上原因,有一些木器加工行业里的人和一部分消费者开始排斥木材煮蜡法,要求坚持使用传统的木材烘干技术。


      控制木材含水率是保证木器家具稳定的一项重要手段。通常情况下,在北方加工木器,我们会把木材的含水率控制在7~8%,而国家通行标准则是要求12%左右,这个标准在现实中是会出问题的。如果在长江以南地区,这个标准还是可以的。


各地木材含水率表格.jpg
部分城市木材含水率

木材含水率平衡点1.jpg
含水率平衡表



      木材的干燥有个规律,就是当木材的含水率低于2%以下时,木材处于绝干状态,此时木材很难受潮吸水,也很难变形,所以古人有语:形如槁木,心如死灰。


大漠胡杨1.jpg

大漠胡杨2.jpg
大漠胡杨


      说起绝干的木头,我就想起了胡杨树。大漠胡杨,身处干旱之地。传说一千年不死,死后一千年不倒,倒后一千年不腐。不倒的胡杨树在大漠中绝干成槁木,成就凛凛风骨。


      好了,广说来路说木性,就到这里,下一期开讲木器榫卯,敬请关注!

发表于 2019-8-11 11:37:00 | 显示全部楼层
受教了,木材种类的知识多少见过,木性的知识就少见了。
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发表于 2019-8-11 12:00:18 来自手机 | 显示全部楼层
好看
有点理解原来的人喜欢看京剧了,都是现成的折子,为啥百看不厌
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发表于 2019-8-11 13:05:44 来自手机 | 显示全部楼层
专业理论知识
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发表于 2019-8-11 13:26:26 来自手机 | 显示全部楼层
专业知识相当有水准!论坛应该聘请楼主做专业讲师!
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发表于 2019-8-11 13:34:13 来自手机 | 显示全部楼层
受教了,谢谢分享
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发表于 2019-8-11 13:34:18 来自手机 | 显示全部楼层
涨一波姿势
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发表于 2019-8-11 14:13:20 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2019-8-11 14:20:14 来自手机 | 显示全部楼层
太好了,正需要这样的知识
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发表于 2019-8-11 14:31:13 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2019-8-11 15:07:49 | 显示全部楼层
长知识啊 感谢分享 这样的知识普及越多越好
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发表于 2019-8-11 15:31:35 来自手机 | 显示全部楼层
好讲座,受教了
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发表于 2019-8-11 15:44:47 来自手机 | 显示全部楼层
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