釘子周圍那圈黑，可能是鐵碰到單寧：未處理木材含水率在 15% 到 18% 以下，埋入的金屬不腐蝕

那則提問

發問時間是 2011 年 10 月 23 日，分類在「新築一戸建て」。屋主說，2x4 工法的房子，釘結構用合板的釘子處冒出黑色污漬， 擔心是鏽，而且會像黴一樣蔓延。工地主任的說法是：合板的接著劑淋到雨就會變黑。屋主補充，下雨天有做防護，但不是完全沒濕。

兩則回答各說一半。最佳解答認為是化學反應產生的「アク」，結構上沒問題，並拿灰泥的鹼性滴到木材會變黑來比。 另一則回答說工地主任應該比較對，因為「釘子的鏽通常是紅的」。

本站的看法是，這兩則回答可以合在一起看。黑色確實不像一般印象中的紅鏽，但污漬就長在釘子周圍，很可能跟釘子的鐵有關；這是從位置推的，沒有化驗。 下面兩份資料分別回答「黑色可能是什麼」與「釘子會不會因此壞掉」。

黑色與褐色是兩種反應

美國農業部林產品研究所的《Wood Handbook》（FPL-GTR-190，2010）第 16 章有一節專講鐵污。它把木材上的鐵污分成兩種： 扣件本身生鏽，或者鐵與木材裡的單寧起化學反應。兩種的外觀不同，出現的速度也不同。

手冊點名單寧多的樹種：雪松類、橡木、紅杉。鐵的來源最常見的是鋼製扣件，用鋼絲絨或鋼刷清理木材留下的鐵屑也會造成； 品質差的鍍鋅釘跟沒鍍的鋼釘一樣容易腐蝕，一樣會留下污漬。

對照那則提問：顏色偏黑、在釘子周圍、施工期間有淋到雨。顏色與位置比較接近表格右欄，但提問沒說污漬何時出現，也沒有照片。如果真是鐵與單寧，最佳解答說的「化學反應」方向就沒錯，只是少了「鐵」這一半。

藍黑色的東西叫單寧酸鐵

FPL 的研究工程師 Samuel Zelinka 在 2014 年寫了一章〈Corrosion of Metals in Wood Products〉，收在 InTech 出版的 《Developments in Corrosion Protection》第 23 章。第 7 節整理了木材化學對腐蝕的影響。

一個樹種可以有 700 種以上的萃取物，但 Zelinka 與 Stone 回顧文獻，只找到三類曾被報告會影響埋入金屬腐蝕的成分：小分子有機酸（醋酸、甲酸）、 單寧（更廣義地說是多酚），以及兒茶酚、焦棓酚這類只在製漿時才產生的酚。就實木而言，文獻只提到前兩類。

Zelinka 與 Stone 挑了四種木材做水萃液，剛好排成兩兩對照：

鋼泡在這些萃取液裡，表面長出藍黑色的沉澱。作者認為這顯示可能形成了一層單寧酸鐵（iron-tannate）的鈍化層，但這一章沒有直接確認沉澱的組成，也沒有量它在實木裡的保護效果。 之後他們調整萃取液的單寧量與 pH，得到兩個方向：pH 相同時，單寧越多，腐蝕率越低；單寧量相同時，pH 越低，腐蝕率越高。

釘子會不會壞，看木材含水率

顏色回答了「那是什麼」，但屋主真正擔心的是釘子會不會爛下去。Zelinka 那一章第 5 節開頭就說： 控制埋入木材的金屬腐蝕，最重要的環境變數是木材含水率（MC，水重除以乾材重）。

門檻落在 15% 到 18% MC。在這以下，埋入的金屬不腐蝕；超過之後，腐蝕率隨含水率上升， 在纖維飽和點（多數樹種約 30% MC）附近或以上達到最大值並持平。結論一節把它濃縮成一句：把木材含水率保持在 18% 以下， 並補充約 20% MC 附近腐蝕率有陡峭的轉折。原章也坦白，含水率對腐蝕的研究「very little」。

為什麼是這個數字？第 2 節給了一個解釋。纖維飽和點以下，水只以結合水的形式存在細胞壁裡，但結合水也能溶解並傳導離子。 Zelinka 等人量過木材的離子導電，發現它是滲流現象：約 16% MC 時，離子才有一條連續的通路。 作者把這個滲流門檻與腐蝕的含水率門檻連在一起；結論一節也寫明，木材裡的金屬腐蝕是水溶液中的反應。

換成空氣濕度比較好想像：原章引用的資料是 16% MC 約對應相對濕度 75% 到 85%，這只是近似，含水率與濕度的對應會隨樹種與木材過去的乾濕歷史而變。長期暴露試驗也對得上， 在相對濕度 30% 與 65% 的箱子裡，腐蝕率實質為零，75% 勉強量得到，到 90% 與飽和空氣才明顯增加。

這個門檻本篇只用在未處理木材，也就是結構用合板、一般框架材這類沒有注入防腐劑的木料。原章的含水率證據其實也包含 CCA 處理材的電化學量測（那組資料有遲滯，試片可能沒達到平衡）， 但加壓注入含銅防腐劑的處理材，腐蝕機制多了一步銅離子還原，同一章的彙整表裡，相對濕度 75% 下處理材中的鋼仍量到每年 1 到 3 µm，所以本篇不把門檻外推成處理材的通則。 處理材另見防腐木裡鍍鋅不一定贏裸鋼。

未處理木材裡，鍍鋅不一定比較耐

第 6 節還有一個跟直覺相反的結果：在木材裡，鍍鋅鋼腐蝕得比碳鋼快。大氣中鋅會長出鹼式碳酸鋅、碳酸鋅這類保護層， 所以比鋼耐；在木材裡，研究者用 X 光繞射沒有看到碳酸鋅（smithsonite），鹼式碳酸鋅只在部分樣本出現。作者據此認為，木材裡沒有形成像大氣中那樣有效的鈍化層。

彙整表裡有一列是未處理木材：27 °C、相對濕度 100%、放 1 年，碳鋼每年 0.7 µm，熱浸鍍鋅每年 4.4 µm。 這是相對濕度 100% 的試驗條件下的數字，不是乾燥室內的情形；100% RH 也不等於木材可能達到的最高含水率，木材泡水可以吸到乾重 200% 以上。

這不代表鍍鋅沒用。手冊在鐵污一節仍建議，要用鍍鋅就用符合 ASTM A153 的熱浸鍍鋅，其他鍍鋅會失效。 它只說明一件事：在濕木材裡，大氣環境的耐蝕排名不能直接搬過來。原章的結論原話是「Corrosion in wood is not atmospheric corrosion」。 鍍鋅與不鏽鋼怎麼選，另見鍍鋅還是不鏽鋼。

現場看到黑漬時怎麼判斷

1. 先看顏色與出現速度。手冊的區分是：含單寧的木材遇鐵立即變藍黑，缺單寧的木材裡鐵生鏽成褐色，要數個月到數年。這只是線索，接著劑、黴菌或其他原因造成的變色，光看顏色排除不了。
2. 量木材含水率。封板或封牆之前，原章給的控制目標是低於 18%；本站建議再保守一點乾到 15% 以下，這是門檻範圍的下緣，不是原章的標準。
3. 找進水路徑。原章第 11 節提到，順紋方向的水分傳輸比徑向、弦向快 10 倍以上，木料端面碰到水，整支都會吸水，接合處設計不良也會積水。本站建議先看釘子附近的端面與接縫。
4. 要不要去污，看外觀與塗裝需求。手冊的做法是草酸飽和溶液，0.5 kg 草酸配 4 L 熱水，處理後用溫水洗淨；殘留一點鐵就會再發。手冊也提醒草酸有毒，操作時戴手套與護目鏡，避免碰到皮膚與眼睛。污漬在塗膜下面的，要先把塗膜去掉；不透明塗裝面可以把釘頭沉入、填縫、局部打底再面塗，自然色的表面則很難永久修好。
5. 單寧多的木材要做自然色外觀，扣件換成不鏽鋼，或至少用熱浸鍍鋅。鋼絲絨、鋼刷不要用在這類木材上。

最佳解答推測結構用合板完工後會被蓋住、結構上沒問題，但這是回答者的看法，不是檢驗結果。光看顏色判斷不了結構安全，要確認的是木材含水率、釘子腐蝕到什麼程度、有沒有持續進水。 釘子與木材的配合本身，例如導孔怎麼依樹種調整，另見導孔那條規則會指名木材。

這一頁不能下的結論

不能斷定 2011 年那棟房子的黑漬就是單寧酸鐵。沒有照片，合板的樹種與單寧含量不知道，工地主任說的接著劑變黑，兩份資料都沒有討論， 本站無法排除。

15% 到 18% 的門檻，本篇只套用在未處理木材；這是本站不外推的選擇，原章的證據其實也包含 CCA 處理材。原章說含水率對腐蝕的研究很少，詳細曲線還有遲滯。 約 16% MC 的離子通路與腐蝕門檻之間的關聯，是原章作者的連結，不是一個直接證明；16% MC 對應 75% 到 85% RH 也只是近似。 藍黑色沉澱是單寧酸鐵鈍化層，作者用的字是「suggesting」，沒有直接確認；單寧越多腐蝕越慢，是萃取液試驗的結果，實木裡的程度沒有量。這兩份資料都沒有給出釘子在木材裡能撐幾年。

這一篇屬於第 1 步，母材。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件；至於為什麼順序做反了是重工而不是微調，見指定一顆螺絲。

常見問題

木頭上釘子周圍變黑，是生鏽嗎？

不一定。依《Wood Handbook》第 16 章，含單寧的木材碰到鐵會立刻產生藍黑色；缺單寧的木材裡，鐵生鏽是褐色，要數個月到數年才出現。顏色只是線索，光看顏色不能確定原因。

木材含水率多少，釘子才會開始腐蝕？

Zelinka（2014）整理的門檻是 15% 到 18% MC：在這以下，埋入未處理木材的金屬不腐蝕；超過之後腐蝕率隨含水率上升，約 20% MC 有陡峭轉折。本篇只把這個門檻用在未處理木材。

釘子周圍的黑漬能清掉嗎？

《Wood Handbook》建議用草酸：飽和溶液是 0.5 kg 草酸配 4 L 熱水，處理後用溫水洗淨。草酸有毒，操作時要戴手套與護目鏡。只要殘留微量的鐵，污漬會再出現；污漬在塗膜下面時，要先去掉塗膜。

在木材裡，鍍鋅釘一定比鐵釘耐嗎？

不一定。Zelinka（2014）指出在木材裡鍍鋅鋼腐蝕得比碳鋼快，未處理木材在 100% 相對濕度下，碳鋼每年 0.7 µm、熱浸鍍鋅每年 4.4 µm。這是 100% 相對濕度試驗條件的數字。手冊仍建議需要時用符合 ASTM A153 的熱浸鍍鋅。

參考資料

• Zelinka SL（2014）—— Corrosion of Metals in Wood Products，《Developments in Corrosion Protection》第 23 章，InTech（書的一章，開放取用）
• Williams RS（2010）—— Finishing of Wood，Wood Handbook（FPL-GTR-190）第 16 章，USDA Forest Products Laboratory
• Yahoo!知恵袋（2011-10-23）—— これは、何のシミでしょうか？
• 防腐木裡鍍鋅不一定贏裸鋼
• 鍍鋅還是不鏽鋼：你在選的其實是兩個不同的問題

Zelinka 那一章與《Wood Handbook》鐵污一節都讀過全文；含水率門檻、相對濕度對照、四種木材的 pH 與單寧分組、腐蝕率數字、草酸配比都照原文。原章正文與圖說的圖號互相對調，本文不引圖號。知恵袋提問只短引一句，其餘為轉述。