霸拓会员群研讨-谢新提：木材学以及乐器使用木材的探讨（六） 200907
霸拓会员群研讨
木材学以及乐器使用木材的探讨（六）
文/ 谢新提（湖南艺术职业学院）
【编者按】
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3月9日群研讨题目：《木材学以及乐器使用木材的探讨》（六）
分享老师：谢新提
主持老师：吴汉洲
百花齐放、百家争鸣是学术的基本态度。作为学术平台，霸拓推送（并不代表认同）能引发思索的文章。
谢新提：昨天我们讨论了木材中的水。
因为纤维饱和点的问题花了不少时间。
今天，争取有点进度。
木材中主要有两水：一种水存在于细胞腔中，它的蒸发只会引起木材重量变化，即自由水；另一种水存在于细胞壁中，他的蒸发不但引起木材的重量变化，还会引起木材的体积变化和强度变化，即吸着水。
这两种水共同构成了木材的总含水量。
自由水蒸发在前，吸着水蒸发在后，当自由水全部蒸发完了，即将要蒸发吸着水时木材的含水状态叫做纤维饱和点，纤维饱和点通常在30%左右。
以上是昨天学习过的内容。
今天，我们讨论木材的含水量变化。
我们都知识木材中含有水分，空气中也含有水分(即水蒸气)。
当空气中的水蒸气压力大于木材表面水蒸气压力时，木材会从空气中吸收水分，这种现象叫做木材的吸湿。
见图
这就是为什么连续阴雨天气，钢琴容易受潮的原因。
因为木材的吸湿性，当空气的蒸气压力小于木材表面的水蒸气压力时，木材中水分向空气中蒸发，这种现象叫做木材的解吸。
见图。
对于以上这两个概念，和两幅图，老师们有疑问没有？
崔银凤：没有，谢老师。
谢新提：不论是吸湿还是解吸，当木材表面蒸气压力与空气的蒸气压力平衡时，木材中的水与空气中的水互不侵扰。
黄永更：理解了。
谢新提：这时木材的含水率叫平衡含水率。
但空气中的温度和湿度是经常变化的，木材的平衡含水率也跟着变化。
崔银凤：谢老师好，这个平衡含水率和昨天说的30%的那个临界点有没有关系呢？
谢新提：没关系。@崔银凤
崔银凤：好的，谢谢谢老师。您继续。@谢新提
谢新提：30%没有别的意义了，你要记住，30%是木材在脱水过程中材性起变化的点就行了。
崔银凤：好的，记住了。
谢新提：
空气中的温度和湿度是经常变化的，哪怕是白天和晚间，木材的平衡含水率也跟着变化。
木材与空气中的含水率总是会随着时间的推移而此消彼长。
因此，平衡含水率不是一个固定不变的数值，而是随着地区、季节、空气状态、树种等因素而变化的。
以上有疑问吗，老师们？
我们延伸讨论一下好吗？
崔银凤：好。
黄永更：理解了！
谢新提：请依据以上三个概念，谈谈一个钢琴调律师要怎样告诉客户做好钢琴的防潮工作。
键盘盖长期不盖对钢琴有何影响？
崔银凤：琴键潮易变形。
谢新提：钢琴靠近卫生间或晾衣服的阳台存放可以吗？
黄永更：会直接导致琴键，快速的跟随环境温湿度的变化而变化。
谢新提：为什么？
崔银凤：都是不好的，太容易吸湿了。
黄永更：因为它直接暴露在空气中。
谢新提：关于木材吸潮，我还讲个真实的例子给大家听。
吴汉洲：期待。
黄永更：谢老师请讲！
谢新提：我们学校以前在岳麓下，湿气很大。调律专业的同学没按要求及时装好钢琴上下门板，过了一个五一长假回来，整个钢琴弦槌全部变形，而且长霉。而且是新钢琴。
崔银凤：太惨了。
谢新提：另外，还有一个例子：我琴行的新钢琴，上门板内侧镶有一块角铁加强筋，
有一天店员告诉我，说有一台钢琴里面响了一声，发现里面的加强筋脱落了。
我分析原因，固定加强盘的螺丝把上门板内侧油漆钉穿了，水气顺着螺丝进入到木材中，造成木材（高密度板）吸水膨胀。
加强筋被强大的变形应力给顶开了。
崔银凤：太可怕了，平时注意防潮真是很重要！
谢新提：我讲这两个例子，是想和老师们分享，关于钢琴防湿，不止是键盖、门板有没有关好的问题，而是要去关注更多的油漆被破坏的螺丝钉眼处。
不知道老师们有没有碰到过类似的螺钉眼特别是维修过程中，临时增加螺丝的地方，最好用油漆或502胶封闭一下。
黄永更：过去曾经发现有的品牌的钢琴，键盘，琴键表面没有涂清漆，肯定给空气中过多水分的侵入造成了可乘之机。
崔银凤：学习了，好办法。
谢新提：是的。@黄永更
我们再回到主题。
这里有一个问题。
黄永更：我碰到过不少上门板加强筋脱落的情况。有的可能是搬运中的振动，我确实没有想到过，还有湿度变化引起的原因。
谢新提：假如3月的长沙，木材的平衡含水率是19%，那一块木板从25%的含水率开始解吸，直到19%时，达到平衡含水率而停止，那么，同样一块木材，它是从10%的含水率开始吸湿，那么，它会一直吸湿到什么数值才会达到平衡含水率呢？
十之八九是被胀开的。@黄永更
就是少了那一点脱水封闭。
假如3月的长沙，木材的平衡含水率是19%，那一块木板从25%的含水率开始解吸，直到19%时，达到平衡含水率而停止，那么，同样一块木材，它是从10%的含水率开始吸湿，那么，它会一直吸湿到什么数值才会达到平衡含水率呢？
请老师们讨论。
黄永更：那当然是要吸湿到19%了。
谢新提：其它老师还有意见吗？
黄永更：增加了9%。
崔银凤：同意黄老师的。
谢新提：还有不同意见吗？
崔银凤：不是这样么？
谢新提：汉州老师？您认为呢？
黄永更：我国地域辽阔，东西南北，气候差异很大，所以，生产厂的产品，到达各地后，受当地气候的影响，在这方面肯定要收到很大的变化影响。
谢新提：是的，理论 上是这样子的，但实际上钢琴的受潮情况也没有象天气变化那么疯狂不是吗？@黄永更
吴汉洲：解湿与吸湿是不对等的。
黄永更：它也有一个渐变的适应过程。
谢新提：感谢汉洲老师正解。
黄永更：那就要看钢琴本身材质的含水率和所处环境的水蒸气饱和度如何了吧？
谢新提：在这里我们再抛出另外一个概念。
解吸的平衡含水率和吸湿的平衡含水率不一样。
在相同的大气温度和相对湿度条件下，干燥木材的吸湿过程所能达到的最大含水量总是低于潮湿木材解吸过程所能达到的最小含水量。
这种解吸稳定含水率大于吸湿稳定含水率现象称为木材吸湿滞后 。
看完这个概念，黄老师，崔老师，您现在该怎样回答上面的问题？@黄永更 @崔银凤
黄永更：这是什么原因呢？
谢新提：假如3月的长沙，木材的平衡含水率是19%，那一块木板从25%的含水率开始解吸，直到19%时，达到平衡含水率而停止，那么，同样一块木材，它是从10%的含水率开始吸湿，那么，它会一直吸湿到什么数值才会达到平衡含水率呢？=19%? <19%?
崔银凤：需要比19%小了吧？
谢新提：这才是今天晚上讨论的核心价值。@黄永更
是的，崔老师。@崔银凤
崔银凤：太神奇了！是为什么呢？谢老师给好好讲讲吧。
谢新提：但这种现象只局限于人工干燥的板材，自然气干的板材没有这么明显。
长沙的中南林业科技大学的几位老师做过一个试验。
黄永更：那就是说，钢琴的木板，在潮湿环境中，吸潮性结果仍然不会像实际环境那么恐惧。
能够适当的抵御一些。
谢新提：是的。@黄永更
谢新提：他们把几块木材，逐渐加温到220度，分别停留1小时，2小时、3小时、4小时
然后，把处理过的木板和没有处理过的木板，分别放置在自然环境中，30%空气相对湿度，90%空气相对温度环境中过行平衡停水率对比研究。
还进行了泡在水里7天，进行吸水性研究。
研究结果发现，人工高温干燥环境中停留4小时的，比只停留1小时的，吸湿平衡含水率要低一点，比没有处理过的木材吸湿平衡含水率要低出很多。
老师们请看上图。
左边的是四种处理过的木材和右边的没有处理过的（红色）旁边的，在空气中停留不同的时间段平衡含水率的变化。
温度越高，平衡含水率越低，面且比未处理过的木材要低出很多。
崔银凤：谢老师，最右边的那组是自然气干么？
谢新提：是的。
我怕老师们看不明折，用红柱子提示一下。
这个数值差不少。
崔银凤：是的。
谢新提：上图是30%相对湿度的空气中存放后的结果。
大概是北方地暖的相对湿度吧。
上图是90%空气相对温度中存放后的结果。
崔银凤：是相对湿度吧谢老师？
谢新提：是的。这个相当于长沙目前的空气相对湿度环境。
木材人工干燥对于木材吸湿滞后的效果明显，足以说明，我们钢琴厂在处理木材的工艺流程与其所生产钢琴的稳定性有很大的关系。
黄永更：这些图，我看的比较晕！思路不清晰！
崔银凤：黄老师好，我也晕。@黄永更
谢新提：我跟您 解释@黄永更
图只是想说明，我人工干燥处理过的这四块板。
和没处理过的这一块板
黄永更：我就记住了，人工处理过的木材，比没有经过人工处理的木材，抗吸水能力强！
谢新提：放在自然大气中。
崔银凤：就是说他们的起点不一样，看看区别是啥呗。
谢新提：和放在30%的空气湿度中，90%的空气湿度中，待他们达到各自的平衡含水率以后，再来对比他们之中，谁的平衡含水率是最低的。
崔银凤：左边四组和右边比较是这样不。
谢新提：同样板材，在同样的空气温度环境中放置，最后谁的平衡含水率最低，就说明谁的稳定性最高。
左边四块板，分别在四种温度中处理过。@崔银凤
崔银凤：是的。
谢新提：160度、180度、200度，220度。
对比发现，220度处理过的效果最好。
160度处理过的效果一般。
完全没处理过的对比就更明显啦。
这就是人们利用木材这种吸湿滞后的特性，对木材进行人工干燥处理，提高木材的环境稳定性。
老师们还有疑问吗？
崔银凤：认为效果好是以什么为准的呢谢老师？
谢新提：为什么同样是木头，有的钢琴特别爱受潮，有的钢琴能够很好地耐潮？
老师们能找到答案了吗？
黄永更：220度高温，是洪干呢，是水煮呢？
何海冰：是相对高度差越小越好吗？
谢新提：我们拿一个极端的90%的空气含水量来比较啊。
我们看右边220度的温度下人工干燥过的木板。
在90%的湿度环境中存放到平衡含水率状态。
黄永更：为什么同样是木头，有的钢琴特别爱受潮，有的钢琴能够很好地耐潮？ 我想，这就取决于前期对木材的处理程度，处理的好，变形小，处理的差，变形就大。
谢新提：也就9%不到。
吴汉洲：还是黄老师理解的透彻。
谢新提：而未处理过的木板，高达14.3%。
这个差别很大了。
借黄老师上面的那句话，没有处理好的木材，见水就胀，还胀得不少，所以才出问题啊。
吴汉洲：所以木材的前期处理很关键，是吧，谢老师。
谢新提：而处理认真的木材，见水也胀，但胀得很有限。
是的。吴汉洲
吴汉洲：时间又到了。
黄永更：做外壳的纤维板材也能够处理吗？@吴汉洲
谢新提：吴老师，今晚的讨论实际上只说明一个问题，那就是对于钢琴来说，不要谈潮色变，关键看钢琴木材前期处理是否到位。
纤维板后续会讲哦。黄永更
老师们，今晚的讨论就到这里，我呆会把上面处理过的木材和没处理过的木材平衡含水率差所造成的缩胀情况用数字公布给大家。
崔银凤：希望琴厂多多做出来更好的琴来吧。
黄永更：所谓处理，就是对所用木材进行高温蒸煮过程对吗？@谢新提
吴汉洲：木材的干燥处理？
分人工干燥和自然干燥。
崔银凤：谢谢黄老师，谢老师精彩讲解，木材学问太多了，还得慢慢学习。
黄永更：我曾经见到过，大原木在大池子里面煮，我回忆，大概是进行弦切前的处理吧。
崔银凤：应该是的，黄老师，我猜是先要充分解湿。
黄永更：谢谢谢老师，您辛苦了，恐怕您白天至少拿出来了两倍的时间来备课！
谢新提：
老师们，1mm,对于钢琴键盘机械来说，说明了什么？
崔银凤：变形？这样的板材做琴键，会经常出问题的吧？@谢新提
谢新提：在南方，有的钢琴会把弦槌顶起高高的，弦槌会离开背档3-5mm，这些都是木材吸潮湿胀的结果。
崔银凤：在北方也有看到过，这回理解了。@谢新提
谢新提：今晚的主题是平衡含水率，但，平衡量含水率理论的实用性就在于解吸和吸湿的不对等及对这种不对等关系的合理利用。间接说明了钢琴及配件生产企业对于木材的前期处理工艺的重要性。
