木工基礎知識----木材篇

一、物理特性 

木材是由樹木中沿著主干、分支以及樹枝方向生長的各種細胞組成的，而這些細胞基本上都是由纖維素構成的，它們通過一種叫木質素的物質粘在一起。 
你可以將一塊木頭想象成用膠水粘在一起的一束秸桿。這些粘在一起的秸桿很難被攔腰折斷，將它們彼此分開相對容易些。這就是為什么木材更容易沿著紋理而不是橫向于紋理開裂。 
從一棵樹的橫截面能看到其不同的生長特征。 

 

最外面的是樹皮，其中最靠外的樹皮可以保護樹林免遭動物和自然環境的破壞和磨損；而靠里的樹皮則負責將樹葉通過光合作用產生的營養物質運輸到一層名為“形成層”的很薄的活細胞中。 
所有樹木的生長都發生在形成層。形成層的細胞朝外生長形成新樹皮，朝里生長就變成了新木材。每年形成層都會朝里長生一個新的邊材外圈，它的主要作用是將水分從樹根運送到樹的上部。隨著細胞不斷生長，邊材的最里層會漸漸推動運輸水分的能力，慢慢變硬成為心材，也就是樹干中部顏色較深的部分。而樹干的中心部分叫作髓心。 
在大多數氣候條件下，樹林在春天的生長速度比夏天要快。在同一個年輪內，這一現象具體體現在密度和顏色的變化上。每個年輪靠里面的部分叫作春材，在春天樹木生長旺盛時形成，它們的細胞比夏天生長出來的夏材要大，而且顏色也不一樣。 

 

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木材的特性之一：水和木材 

由于木材的細胞壁由類海綿物質組成，它們能夠迅速吸收水汽。即使是一塊“干”的木材，比如餐桌的表面，也會根據屋內的濕度吸收或者釋放水分。雖然細胞壁會根據周圍的溫度收縮或者膨脹，但這種變化只體現在木材的厚度上，對長度沒什么影響。這就是為什么隨著濕度的增加，桌面會變厚而不會變長。 
木材在尺寸上的變動致使千百年以來木匠們一直面臨著一個必須解決的問題：如何以特殊的技術把木材永久地接合在一起？這些技術統稱為“接合技術”，在以后我們會提到。 
使木材變干。當那些木材還是活著的樹木時，它們含有兩種類型的水：自由水和結合水。自由水就是能夠通過中空細胞自由流動的水，而結合水是細胞壁吸收的水分。一棵樹，其自由水和結合水的總重量能超過木材本身的重量。烘干后用來做家具的木材里面一般沒有自由水，結合水含量也只有6%-8%. 
要去除所有的自由水和大部分的結合水，不是簡單地把木材放在外面自然晾干就可以了，因為木材在這個過程中會收縮，這種自然的收縮會使木材開裂。 
試想，一段剛伐下來的原木放在地上，水分從樹皮和剛暴露出來的端面處不斷蒸發。外圈的木材變干后，自然會收縮變小，但是里面的木材還沒有怎么失水，依然保持原有的尺寸。結果，外圈的纖維收縮，繃得越來越緊，最終開裂，導致木材產生從外向里的徑向裂紋。同理，端面的水分蒸發引起它的收縮，但它內部潮濕的部分不會收縮，并會給靠外的部分一個保持原狀的張力。這樣下去會怎么樣？結果就是，原木的端面裂開以釋放這個張力。 

 

一段剛伐下來的原木如果任其自然干燥，產出無裂痕木板的概率就會降低。解決的方法是將剛伐下來的原木鋸成厚木板，然后用油漆或者蠟封住木板的端面。厚木板堆放時應該用小木塊間隔開，這些墊塊能使木板之間的空氣自由流通；同時，應避免陽光直射和極度干燥的環境，這個過程叫作風干。一般情況下，1英寸（2.45cm）厚的板子需要風干1年。 
木材公司當然耗不起那么長的時間讓木材在倉庫里慢慢自然風干，所以他們使用干燥窯快速去除水分。板材用墊塊間隔開，分層堆放在干燥窯內。窯內流動著溫暖濕潤的空氣，空氣的濕度會逐漸降低，每次調整時空氣的濕度都必須保持在比木材的濕度稍微低一點兒的程度。這種逐步降低濕度的干燥方法叫作窯干。如果操作正確的話，這樣是不會使木材開裂的。 

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