口袋里的木材百科全书
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红桤木(Alnusrubra)曾经被认为是垃圾树种,仅可用作燃料,在美国的不列颠哥伦比亚省、华盛顿州和俄勒冈州的太平洋海岸地区大量生长。它生产优质的木材,现在需要非常高的价格。
它是先锋树种,在火灾和伐木干扰后进入生态系统,从而保护裸露的土壤和流域。树木在40至60年内成熟,高度通常低于90英尺,直径通常低于24英寸。由于其柔软性,红桤木被视为优质的雕刻木材。在种植地,它可能被用作当地的建筑,价格最高的是家具级木材。由于原木直径小,会产生大量窄木材,因此通常使用专门的、公司特定的分级规则来代替NHLA的阿尔德规则。
红桤木的木材几乎100%是边材,首次切割时呈灰白色,但暴露在空气中时会变色。根据干燥温度的不同,最终颜色是蜜棕色到深红棕色。事实上,颜色均匀的关键在于干燥。干燥后,红桤木的柔软纹理可以进行精加工,使木材看起来像樱桃木和其他几种昂贵的细粒树种。木材的主要用途是家具和橱柜。
红桤木特点
木材密度:红桤木是北美重量较轻的硬木之一,在7%的含水量下,平均每立方英尺重约29磅,这是橡木重量的2/3。一板英尺干燥并刨光的红桤木重量不到两磅。
木材干燥:红桤木干燥速度非常快,几乎没有翘曲和开裂的风险;然而,由于颜色问题,干燥时必须小心控制。木材中的化学物质在干燥过程中被氧化,导致颜色显现。空气干燥通常会导致外观出现斑驳。建议锯切后立即进行窑干,以防止斑点并形成所需的颜色。在窑中蒸会使最终颜色变深。干燥收缩率为4%。红桤木的最终含水量应在6%至7.5%之间。由于红桤木的收缩率较低,因此允许轻微的含水量变化。
木材胶合和机加工:红桤木是最容易粘合的木材之一。压力要均匀且不能太高。任何常用的木材粘合剂都可以很好地发挥作用。由于纹理均匀且密度较低,木材的加工性能特别好。工具必须锋利,否则可能会出现一些起毛现象;同样,不能使用砂纸。前角通常比高密度硬木大几度,纹理碎裂或撕裂的情况很少见。
木材稳定:当含水量发生变化时,红桤木会发生适度的尺寸变化——与环平行(切向)的纹理每发生4%的含水量变化,尺寸就会发生约1%的变化,穿过环(径向)每发生7%的含水量变化,尺寸就会发生约1%的变化。由于原木较小,当含水量变化时可能会出现一些翘曲。
木材强度:红桤木是较弱的原生硬木之一。弯曲强度(MOR)平均为9,800psi,硬度平均为590磅,刚度(MOE)平均为140万psi。樱桃的相应值为12,300psi、950磅和150万psi。红桤木的柔软度无疑是引人注目的,但其他值仅略低于樱桃木,接近软枫木。
木材颜色和纹理:红桤木的木材纹理均匀,年轮仅呈现浅色。纹理非常细,颜色取决于干燥的及时性和所用的温度。
北美有五种云杉,其中三种生长在美国和加拿大的东部,它们统称为东部云杉,分别是红云杉 (Picea rubens)、白云杉 (P. glauca) 和黑云杉 (P. mariana)。红云杉主要产于新英格兰、阿巴拉契亚山脉和加拿大东部,白云杉和黑云杉则产于五大湖、新英格兰和加拿大东部。这三种云杉的木材一旦被锯成木材,就无法通过视觉来区分。三者的属性也基本相同。
东部云杉通常不是很大(直径很少超过 2 英尺),而且它们生产的木材通常有许多非常小的结节;针叶被用于生产啤酒和茶,美洲原住民用其根茎来编织篮子。据报道,树液被用于开发口香糖。
云杉以其与重量相比的高强度而闻名。但在其大部分种植区,大量其他具有更清晰木材的软木树种导致过去东部云杉木材的采伐和制造有限。在殖民时期,木材被用来制作船桅和船杆;这种用途至今仍在小型帆船上使用。由于其优异的共振特性,至今仍被用于钢琴音板、小提琴和其他乐器。如今,纸浆木材可能是其第一大用途,其次是建筑木材,尤其是 2 x 4s 和 2 x 6s,其中大部分是从加拿大进口的,并在 SPF 木材(云杉、松木、冷杉)树种分组下出售。这种东部云杉木材具有用于家具和橱柜的潜力。它的粘合、机加工、稳定性和强度特性非常适合此类用途。唯一的限制因素是,过去建筑木材的使用和加工历史;也就是说,很难找到能够锯出4/4木材并知道如何正确烘干此类家具木材的工厂。
东部云杉特点
木材密度:这三种云杉的密度约为27磅/立方英尺,MC 含量为 7%。这是北美重量最轻的树种之一。
木材干燥:云杉易于干燥,几乎没有干燥缺陷。如果原木或绿色木材在温暖的天气下储存,边材中发生蓝变是很常见的。干燥收缩率为 6%。云杉的最终水分含量应在 7.5% - 9% MC 之间。与大多数软木树种一样,需要较高的 MC,因为过度干燥的木材会产生撕裂纹理,并可能需要增加胶水的涂布量以避免接缝不足。另一方面,超过 9% MC 的木材在干燥到使用中的 MC 时会收缩,并可能出现一些收缩缺陷。
木材胶合和机加工:云杉非常容易加工,除了结周围(典型的横纹缺陷)外几乎没有缺陷。粘合效果极佳,柔软意味着如果粘合条件不完美,木材的耐受性相当好。
木材稳定:当 MC 发生变化时,云杉的尺寸变化很小——每 5% 的 MC 变化,平行于环的纹理(切向)大约有 1% 的尺寸变化,每 10% 的 MC 变化,环上(径向)的尺寸变化大约为 1%。
木材强度:云杉的强度和硬度中等。红云杉和黑云杉的弯曲强度 (MOR) 平均为 10,800 psi,白云杉稍低一些。硬度平均为 500 磅。红云杉和黑云杉的硬度 (MOE) 平均为 160 万 psi,白色为 143 万 psi。
木材颜色和纹理:云杉的纹理直、细、纹理均匀。木材呈淡白色,边材和心材大多数时候无法区分。木材干燥后没有明显的气味。
美国有几种棉白杨,但主要的木材树种是三角杨,也称为东部三叶杨。一些植物学家喜欢将西部三叶杨分成不同的物种,称为平原三叶杨或萨金特氏杨。但大多数人仅将两者称为一个物种,即东部三叶杨。它生长在美国东半部,尤其是在潮湿的地方。在中西部,这种树在河底很常见,被广泛用作薪柴,尤其是在夏天,它会很快燃烧,可以烹饪食物。它是堪萨斯州和内布拉斯加州的州树。在美国西海岸,主要的三叶杨树种是黑三叶杨;在美国西南部,主要是弗里蒙特三叶杨。在许多方面,由于颜色、湿材、强度和缺陷,这些三叶杨都不如东部三叶杨。
尽管这种木材对美洲原住民和早期欧洲定居者非常重要,但直到现在,在许多人的心目中,东部三叶杨还是一种垃圾树种,其价格为2号普通级及以上。但在几年前,当 FAS 木材价格超过每 MBF 500 美元时,这种所谓的“垃圾树种”已经被木业重新审视。
尽管这种木材重量轻,许多强度特性低,但它可以制成看起来像许多其他木材一样。听说美国制造的木棺材中有超过50%以上是用东部三叶杨木制成的,经过精心加工后,制成了一种漂亮的木制品。这种木材并不局限于隐蔽的地方,而是一种奇妙的“展示木材”。
东部三叶杨特点
木材密度:东部三叶杨的平均重量约为26磅/立方英尺,MC为7%。与白杨、椴木、胡桃木和桤木并列为北美重量较轻的硬木之一。
木材干燥:东部三叶杨木的干燥速度很快,但木材在烘干的过程中容易发生塌陷(尤其是较厚的木材)和翘曲。 塌陷是指构成木材的空心细胞自行折叠。在窑干燥循环结束时,可以通过强力蒸汽处理来恢复或消除塌陷。如果不消除塌陷,塌陷的细胞在暴露于湿气时可以恢复。对于木材买家来说,指定对木材进行蒸煮以进行塌陷恢复非常重要。造成翘曲的原因是树木具有一种特殊类型的木材细胞,称为张力木。这些细胞通常非常脆弱,并且沿纹理过度扭曲。紧密的粘贴间距和快速干燥有助于保持木材尽可能平坦。干燥收缩率(不包括塌陷收缩率)高达 7%,较低的最终 MC(含水量不超过 7.0% MC)对于增强机械加工至关重要。
木材胶合和机加工:东部三叶杨木是最容易粘合的木材之一。三叶杨的柔软性意味着木材在粘合时具有相当的宽容度。高吸收率意味着需要高胶水铺展性,并且胶水混合物中必须有足够的液体。三叶杨固有的弱点意味着很可能会产生绒毛。低 MC、锋利的工具和新鲜的砂纸是成功的秘诀。在最终打磨之前,可以使用胶水或涂层来硬化纤维,以获得无绒毛的表面。避免机器压力过大;即使是手动砂光机的压力也会导致木材压缩或凹陷。如果木材在处理过程中被压缩或在干燥过程中塌陷,即使表面最初看起来光滑,暴露于高湿度或液态水中也会导致压缩区域出现异常的局部膨胀。最终形成的表面可能非常不平整,并且在精加工后不被接受。
木材稳定:当 MC 变化时,东部三叶杨的尺寸会发生适度的变化——环上每 3% 的 MC 变化(切向),尺寸会发生约 1% 的变化;环上每 7% 的 MC 变化(径向),尺寸会发生约 1% 的变化。在分散的局部区域,纵向收缩率高达 3%。
木材强度:正如预期的那样,由于密度低,东部三叶杨相当脆弱。弯曲强度 (MOR) 为 8500 磅/平方英寸(约为橡木的 60%)。硬度 (MOE) 为 137 万 磅/平方英寸(约为橡木的 75%),平均硬度为 430 磅(约为橡木的 30%)。木材在钉入或钉在末端附近时不会裂开。
木材颜色和纹理: 东部三叶杨的颜色为浅白色,略带灰色调(偶尔带褐色),心材和边材颜色差异不大。纹理柔和、细腻。
加拿大铁杉也称为东部铁杉,是一种宏伟的树木,数百年前在北美东部森林中盛产。事实上,北美原产的铁杉有14种。最常见的是西部铁杉,山地铁杉是另外两种商业木材品种;它们主要生长在西海岸,比东部铁杉更重、密度更大。尽管东部铁杉树通常超过
100 英尺高,直径超过 3 英尺,但一棵 988 年树龄的树高达 160 英尺,直径超过 7 英尺。
北美原住民和早期欧洲定居者使用加拿大铁杉的枝叶来泡茶(维生素 C 含量高)。内树皮茶可用于治疗感冒、发烧、腹泻、胃病和坏血病。加拿大铁杉的树皮富含单宁,曾经是皮革工业单宁的主要商业来源之一。当时,树木经常被剥去树皮,然后任由木材腐烂。
加拿大铁杉的木材有非常多的结节。且木材很脆(特别是在 10% MC 下干燥时),钉钉子时很容易碎裂。此外,树木非常容易受到厌氧菌感染,这种细菌通过根部进入并削弱木材。事实上,任何树龄超过 100 年的树(以及许多较年轻的树)都可能会出现细菌威胁(也称为轮裂或风裂),这是年轮的分离区。除此之外,细菌还会增加木材的含水量(更重、更高的干燥成本),削弱干燥木材的强度(可能会开裂和脱壳)并产生难闻的气味。
综合考虑,加拿大铁杉并不是高品质木材的理想品种。然而,如果从优质原木上锯切并适当干燥,它确实是一个优秀的树种。在许多情况下,可以有效且高效地使用这种廉价木材。如今,它用于生产粗糙的普通建筑木材(尤其是非承载应用)、托盘、盒子、板条箱、铁路枕木和纸浆。它不被大量用于地板、家具或橱柜。
加拿大铁杉特点
木材密度:12% MC 时的密度为每立方英尺 28 磅。干燥、刨平(3/4 英寸厚)的木材每板英尺重量略高于 1-1/2 磅。
木材干燥:干燥有时很困难,湿袋很常见。湿袋是干燥木材中具有极高 MC 的小区域。过度干燥导致的脆性是一个问题。然而,大多数干燥问题都与资源问题有关。在干燥至12%MC的过程中,切向收缩率为4%(在平锯木材的宽度上),厚度收缩率为2%。这些值相当低。
木材胶合和机加工:加拿大铁杉的粘合效果极佳。机械加工很容易,但木材的脆性会导致碎裂和开裂。
木材稳定:加拿大铁杉相当稳定,最多需要 4% 的 MC 变化才能产生 1% 的尺寸变化。
木材强度:加拿大铁杉的机械性能适中。强度 (MOR) 为 8900 psi,可弯曲性 (MOE) 为 120 万 psi,硬度为 500 磅。这些仅比东部白松高一点。
木材颜色和纹理:边材和心材具有相同的浅棕色,略带红色调。木纹纹理显得粗糙,年轮明显。
黄杨也称为郁金香杨和郁金香树。有时,它只被称为白杨,这可能会导致与真正的杨树物种(包括白杨)混淆。然而,黄杨与白杨或欧洲白杨无关。白杨是印第安纳州、肯塔基州和田纳西州的州树。
黄杨是当今美国东部森林中最大的树木之一,直径和高度都很大,通常直径超过 3 英尺,高 150 英尺,树干超过100英尺,没有分支。黄杨是木兰科的一员。事实上,不时有一些黄瓜树或其他木兰树的木材会被意外地包含在黄杨木材中;这种木材的颜色要白得多。
尽管收获量很大,但森林中黄杨的数量每年都在持续增加。几个世纪以来,黄杨一直为北美居民提供重要的森林产品。例如,许多早期的木制餐具都是用黄杨木制成的,因为它的纹理光滑、均匀,没有气味和味道。早期的欧洲定居者使用黄杨木建造小木屋,尽管黄杨的特性很快使木屋腐朽。
许多早期的谷仓都是用黄杨壁板建造的,当时没有更多的耐腐朽的木材。在20世纪初和中期,几乎所有的胶合家具面板都是用带有精细贴面正面和背面的黄杨木芯制成的。黄杨被用于各种用途,从精细乐器到托盘和建筑,从单板到刨花板,以及介于两者之间的一切。除了珍贵的木材外,树皮、树叶、花朵、果实和根部还含有19世纪中期在美国使用的药物。
黄杨木特点
木材密度:在 7% MC 下平均每立方英尺重约 26 磅。这大约是软枫木重量的 80%。一块刨平、干燥的木材重约 1-1/2 磅。
木材干燥:黄杨可能是北美最易干燥的树种。如果干燥不够充分,或者如果原木或绿色木材被储存而不是立即加工处理,则可能会出现蓝变。干燥收缩率为 6%。黄杨的最终水分含量应在 6.0% - 7.5% MC 之间。过度干燥的木材需要增加胶水的涂抹量,以避免接缝不足。在烘干后,黄杨的水分超过 8% 的 MC,在使用时它可能会出现收缩的现象,并可能出现翘曲或收缩缺陷。
木材胶合和机加工:黄杨的机加工性很好。在刨削时,木材中偶尔出现的生长应力可能会导致劈裂(有时称为滚压裂口或刨劈裂口)。锋利的工具将最大限度地减少任何绒毛。黄杨木很容易粘合。柔软意味着如果粘合条件不太完美,木材的耐受性相当好。
木材稳定:当 MC 发生变化时,黄杨的尺寸会发生适度的变化——每 3-1/2% 的 MC 变化,平行于环(切向)的纹理上大约会发生 1% 的尺寸变化,每 6% MC 变化时,环(径向)上的尺寸变化约为1%。
木材强度:黄杨的强度和刚度均为中低级。弯曲强度 (MOR) 平均值为10100psi。硬度平均为 540 磅。刚度 (MOE) 平均为160万磅/平方英寸。相比之下,软枫木的压力值分别为 13400 psi、950 psi和 160 万 psi。
木材颜色和纹理:黄杨木纹细腻,质地均匀。边材相当白,带有淡淡的棕褐色和明显的浅绿色。对于“展示木材”,首选边材。心材的颜色往往更绿。年轮形成明显的图案。老黄杨的心材有一些深色。颜色范围从红色到绿色到紫色到非常暗。在家具和橱柜中,通常避免使用这种颜色鲜艳的木材。
美洲榆树 ( Ulmus americana ) 和滑榆树 ( U. rubra ) 是北美发现的六种榆树中的两种,统称为软榆树。岩榆、翅榆、雪松和九月榆被称为硬榆。硬榆树比软榆树重 25%,而且更坚固、更坚硬。
美国榆树无疑以其过去的美妙遮荫树而闻名。这些树迅速长到 100 英尺高并蔓延开来遮蔽城市中 60 英尺半径的情况并不罕见。当街道两旁的榆树接触时,榆树街就像一条黑暗的隧道。到了春天,那些像螺旋桨一样的小种子就会旋转落下。
荷兰榆树病,实际上是一种真菌,它基本上摧毁了所有这些美丽的城市榆树,以及森林茂密的美国榆树。好消息是,一些抗真菌的树木似乎已经找到并可用于繁殖。时间会证明一切。对于曲棍球爱好者来说,榆木是他们最喜欢的木材,因为大多数曲棍球杆都是由榆木制成的。为什么用榆木来做这些棍子?木材非常坚韧,具有广泛的交错纹理。互锁纹理意味着每年的纵向纹理都朝着不同的方向发展,而不是在树上完全垂直,基本上是交织在一起的。因此,劈木头非常困难;曲棍球杆显然需要一个特性——木材具有高抗震性。同样,互锁的谷物意味着劈开榆树当柴火几乎是不可能的。
当在地面上使用时,即使在永久潮湿的情况下,木材也能抵抗腐烂。事实上,在欧洲中世纪时期,空心树干被广泛用作水管。
厚重的环形图案(像橡木一样的环形多孔纹理)与互锁纹理相结合,使木材具有非常大胆的外观和特征,这就是它在镶板中广泛使用的原因。越来越多的家具和橱柜制造商不使用榆木,它确实有一个漂亮的外观。榆树也是极好的弯曲树种,因为它们的纹理互锁,很容易弯曲,而不会断裂或开裂。然而,这种交错的纹理也意味着,如果干燥不完美,干燥时可能会发生翘曲,而机加工需要特别小心。
美国榆树特点
木材密度:软榆树每立方英尺重约 34 磅,即每板英尺约 3 磅,1 英寸厚。
木材干燥:软榆树的干燥难度适中。温和的干燥程序会导致稍微更多的翘曲,因此堆叠必须完美。对于扁平木材,强烈建议将重量放在堆顶上。
榆树胶的粘合和加工:没有太大困难。如果进给太快、刀具变钝或角度不佳,交错的纹理会导致加工缺陷。
木材稳定性:如果湿度变化约 3% MC,软榆树的尺寸会改变 1%。
木材强度:美国榆木的强度 (MOR) 为 11,800 psi。弯曲性 (MOE) 为 140 万 psi。硬度为830磅。
北美金柏长期以来一直是太平洋西北地区最受欢迎的木材,但金柏原木的最大粉丝和进口商来自日本。北美金柏销售的大部分原木都出口,主要销往日本。高档最终用途包括室内装饰以及寺庙和神社的外部应用。
日本人还用它来制作障子屏风、结构木材和地基。北美金柏的天然特性使其成为地基顶部的完美选择,因为木材具有高耐用性和抗虫性,它在日本很受欢迎,因为它与该地区的本土物种非常相似。日本人在生产木屋和使用未经处理的裸露木材方面有着悠久的历史。此外北美金柏是一种具有视觉吸引力的木材。
除日本外,北美金柏还出口到台湾和中国大陆。这种木材在阿拉斯加被认为是次要物种,约占森林的2%。该树的自然分布范围包括加拿大太平洋沿岸以及从阿拉斯加到俄勒冈州和美国加利福尼亚州北部。
北美金柏在美国没有很大的市场,尽管我们确实收到了对它的需求,通常来自建造定制住宅的人。它也用于工艺品,是雕刻的热门选择,因为它雕刻精美。它在北美没有得到更多使用的部分原因可能是它不是大体积的木材,而且可用的木材并不多。
北美金柏产品“极其耐用,能够抵抗腐烂、白蚁和酸溶液的腐蚀。至于主要用途,该公司表示可用于地板、门、甲板、天花板镶板、定制木工和木制品。它在雕刻方面非常受欢迎,并且在工业应用中用途广泛。赛艇爱好者经常将其用于高性能外壳和桥梁甲板。它能够承受持续的磨损和负载冲击,不会形成脊或裂口。它不会碎裂,因此也可用于体育场座椅。
北美金柏正如其名,颜色淡黄色,纹理直,纹理均匀,含有天然油脂。这种木材在第一次切割时会散发出一种香味,被描述为令人愉悦的硫磺味,以及类似于生土豆的香味。
北美金柏没有西方红雪松的香味,北美金柏的应用包括:室内装饰、高端细木工、框架、造船、船体、独木舟桨、独木舟、家具、橱柜、外部细木工、木瓦、画板、办公家具、体育用品、乡村家具、船舶桩、柱和模制件、重型地板、乐器、玩具、窗扇门和体育场座椅。精选的原木被切成单板并用于建筑镶板和特种物品。这种木材还用于雕刻、图腾柱、窗盒、水箱和化学品箱、冷却塔和电线杆。
尽管这种树经常被称为北美金柏,但它并不被所有人认为是“真正的”雪松之一,因为这些树是柏树科的成员。