Термомодификация древесины — технология и оборудование

Веками дерево считалось хоть и ценным, но хрупким материалом, который подвержен гниению, нападению паразитов, усушке и прочим неприятностям. И только в конце прошлого века в Финляндии был разработан процесс, позволяющий избежать порчи деревянных изделий при эксплуатации. Термообработка древесины стала спасением для любителей конструкций и отделки из этого сырья. Теперь даже самый недорогой тип дерева может выглядеть презентабельно, иметь насыщенный и благородный оттенок.

Цвета термодревесины

Основных цвета два – шоколадный, или темный, и медовый, или средний. Цвет материала зависит от степени термообработки дерева: чем она сильнее, тем темнее и насыщеннее цвет. Темная термодревесина прошла глубокую термообработку. Она более долговечна и стабильна в размерах, чем необработанная. Но теряет в прочности. Выбор цвета термодревесины зависит от сферы использования материала и идеи дизайнера. Оттенок цвета зависит от породы обработанного дерева. Например, клен в среднем (медовом) цвете будет отличаться от сосны в этом же оттенке. Нанесение покрытия на термодревесину делает ее темнее. Различные покрытия по-разному меняют оттенок материала и его фактуру.

Производственные этапы

Отбеливатель для древесины
Изготавливается термодревесина в Москве или ином городе на специальном оборудовании. При этом никаких дополнительных компонентов производственной технологией не предусмотрено. Термообработка дерева осуществляется за счет воздействия водяным паром на сырье, помещенное в герметичную камеру. Заготовки делаются из дуба, ясеня, бука, ореха, реже сосны. Первоначально технология термообработки древесины в современном виде была разработана финскими специалистами. Подготовленное сырье в закрытом модуле при отсутствии доступа кислорода подвергается многоступенчатому воздействию пара, разогретого до 185-212 С. Такая прогрессивная термообработка древесины стала применятся не только в Европе, но и в Канаде и на территории России. Задействуются следующие этапы:

• Нагрев заготовки. В первую очередь оборудование для термодревесины проводит нагрев помещенного внутрь материала до 13-150 С. Далее методом варки на дерево воздействуют паром в течение 5 часов.
• Сушка. Термообработанные пиломатериалы высушивают, снижая уровень влажности сырья до 10%. Термомодифицированная древесина в сушильном оборудовании остается на 2-3 дня для достижения оптимальных параметров.
• Выдержка. В закрытых условиях проводится повышение температуры и насыщение водяным паром при повышенном давлении. Такой процесс технологии термомодифицированной древесине придает характерную для материала твердость и неповторимый цвет. Палитра меняется в зависимости от терморежима, а не от длительности обработки. Повышается стойкость к внешнему воздействию влаги, исключаются гнилостные явления и не происходит дальнейшей деформации.

Особенности технологии

Необходимо учитывать, что режим в 190 С обеспечит лишь создание декоративного эффекта, не оказывая значительного влияния на эксплуатационные характеристики.

В большинстве случаев термообработка проводится в режиме 200-230 С. Таким образом повышается устойчивость к гниению в несколько раз. Данный материал можно будет использовать в производстве мебели, декора, оконных рам, внутренних дверей. Цена термомодифицированной древесины, которая подвергалась более чем 230 С, будет выше, так как заметно улучшатся ее свойства. Доска получит устойчивость не только к гниению, но и к разбуханию. В результате материал можно будет использовать практически для любой наружно работы или агрессивной среды, например, в бассейнах, саунах, банях и пр. В Германии термообработка древесины, цены которой колеблется в зависимости от сорта дерева, применяемой технологии и может составлять от 25 000 руб. до 80 000 руб. за куб.метр, проводится в масляной среде. Обрезную сухую доску помещают в масло при 180-220 С, выдерживая 3-4 часа. Как сделать термодерево своими руками, представлено на видео.

Также встречается методика обработки доски в инертных газах и азотной атмосфере при повышенном давлении. Уровень кислорода не должен превышать 2%.

Сравнительные характеристики технологий термомодификации древесины представлены в таблице.

Основные этапы браширования деревянных заготовок

В целом технология браширования доступная, выполнить сможет каждый, кто умеет пользоваться столярным инструментом. Залогом качественной работы является правильный выбор древесины и наличие необходимого инструмента.

Производственный процесс браширования дерева состоит из следующих этапов:

1. Начальный этап – зачистка. Подсушенное дерево подвергается очистке щёткой по металлу. Для снятия верхнего слоя с мягкими волокнами подойдёт также крупнозернистая наждачная бумага.
2. Шлифование – выполняется с помощью полимерной щётки или другого абразива с целью удаления отслоённых волокон. С такой задачей справится также крупнозернистая наждачная бумага, если предварительно использовалась металлическая щётка.
3. Покрытие древесной поверхности, прошедшей обработку, морилкой или другими красителями, которые помогут выделить структуру дерева.
4. Полировка – выполняется специальным ворсовым диском или самой мелкой наждачной бумагой.
5. Покрытие лаком – проводится неоднократно. Каждый новый слой наносится после полной просушки предыдущего. Количество прослоек определяется цветовым фактором. Для получения красивого насыщенного тона рекомендуется покрыть поверхность не менее 3-4 раз.
   С помощью ручной обработки эффект старины получается высокого качества. Щётки разной жёсткости снимают последовательно волокна до того момента, пока не получится красивый рисунок древесной структуры.

   Для начала стоит подготовить инструмент и материалы. Помимо самого дерева понадобятся:

   • наждачная бумага разной степени зернистости;

   • комплект щёток для браширования;

   • морилка (для получения красивого оттенка нужно использовать несколько цветов покрытия);

   • прозрачный лак, предназначенный для деревянной поверхности.

   Этапы браширования ручным методом:

   • сбрызнуть водой дерево для снижения образования пыли в воздухе;

   • размеренными движениями, двигаясь по направлению вдоль волокон, начать зачистку поверхности самой грубой щёткой (интенсивность работы подбирается индивидуально в зависимости от породы дерева);

   • снова распылить немного воды и повторить обработку, но уже синтетической щёткой;

   Читайте также:  Часть 3. Ольха: практичность, экономичность, выгода

   • если волокна плохо отделяются от основы дерева, необходимо провести обжиг поверхности с последующей зачисткой щёткой средней жёсткости;

   • провести шлифовку с помощью мягкой щетины или самой мелкой наждачной бумаги;

   • нанести на древесину морилку щедрым слоем, удалив сразу излишки;

   • повторить окрашивание с помощью того же тона или более насыщенного (это поможет получить разнооттеночную поверхность);

   • просушить дерево;

   • нанести защитный слой, используя прозрачный лак (для создания выразительной текстуры и надёжной защиты рекомендуется повторить 1-2 раза обработку лаком).

   Снизить трудоёмкость процесса поможет использование специальных химических веществ (кислот, щёлочи и др.). Но агрессивная среда сильно разрушает древесину, получить желаемый эффект не всегда удаётся, особенно, если ранее не было опыта применения химикатов. Поэтому при попытке впервые создать брашированную поверхность рекомендуется выбирать ручной метод.

Технология производства термодревесины

Способы и оборудование для профессиональной сушки древесины

Thermowood

– финская технология термообработки при температуре 185-212ºС в защищённой среде насыщенного водяного пара. На данный момент считается основной и наиболее распространённой. Разработчик технологии компания Lunawood Oy, оборудование производится финской Tekmaheat Oy и итальянской Baschild.

Bois Perdure

– французская технология, в переводе означает «древесина долгоживущая». Оборудование компании BCI-MBS последовательно сушит сырую древесину, после чего нагревает до заданных температур. Газы, выделяемые в процессе сушки, сжигаются специальной горелкой.

Plato

– голландская технология двойного разогрева. Первый раз древесина разогревается в автоклаве в паро-водяной среде под давлением 16 атмосфер до температуры 150-180ºС, происходит термогидролиз, потом охлаждение до 40ºС и высушивание до влажности 8-10%. Второй разогрев до температуры 190ºС называется «лечением» и происходит в конвекционной сушильной камере с обычным давлением и низкой влажностью.

Westwood

– американская технология «3D тепловой волны». Всё также как и у европейцев, только воздух внутри камеры гоняется несколькими вентиляторами.

Retification

– французская технология, разработанная ещё в 70-е годы, но внедрённая лишь в 90-е одновременно с финнами. Защита от кислорода происходит нагнетанием инертного газа азота. Нагрев идёт с постепенными несколькочасовыми выдержками, сначала при 80-100ºС, потом при 160-180ºС и при максимальном нагреве до 220-260ºС.

Oil Heat Treated

– экзотическая немецкая технология при которой дерево фактически варят в горячем масле, предварительно просушив и нагрев в воздушной среде до 130ºС. Масло имеет температуру 180-220ºС, позже оно экстрагируется из древесины в автоклаве при пониженном давлении.

Tavis

– украинская технология, соединившая европейский опыт и отечественные разработки. Нагрев происходит до 190-240ºС в автоклаве в среде насыщенного пара, с экспозицией на определённых температурах.

Принципы производства

Свойства древесины: механические, физические, технологические

Технология изготовления термодревесины отличается от обычной деревообработки.

При полном удалении влаги и ряда веществ, способствующих гниению, древесина служит дольше.

В середине XX века начались исследования, направленные на повышение прочности, износостойкости материалов. Это было связано с развитием космических программ. Разработали технологию, позволившую быстро , удалить некоторые вещества.

В древесине есть гемицеллюлоза (древесный сахар). Она способствует появлению и развитию грибка. Ее удаление позволяет в несколько десятков раз увеличить срок службы материала.

Термодерево получают путем обработки обычных древесных пород в безвоздушной среде высокими температурами.

Технологический процесс

Этапы производства:

1. Деревянные заготовки помещают в вакуумную камеру. Закрывают, откачивают воздух, медленно прогревают до 180 °C.

1. Появившийся пар насыщают различными химическими реагентами. После резко увеличивают температуру до 240 °C, воздействуют на заготовки высоким давлением. Это способствует разложению гемицеллюлозы. Затем устраняется среда, благоприятствующая появлению, развитию грибка, гниению, разложению древесины. Этот этап называют стадией повышения биостойкости.
2. Под воздействием давления и температуры в структуре дерева происходят молекулярные изменения. Следующий этап заключается в стабилизации состояния, его закрепления. Стабилизация происходит за счет кристаллизации целлюлозы. В зависимости от производственного цикла это может достигаться химическим путем или в результате изменения температурного режима остывания.

Термодревесина, обработанная химическими веществами, безопасна при эксплуатации.

Технология изготовление подобия термодерева в домашних условиях проста. Следует взять хорошо просушенную основу — деревянную доску или МДФ. Из подручных материалов изготовить форму по размерам основы. Исключение — высота, она должна быть чуть больше. Затем берут хорошо просушенные опилки, смешивают их с клеем ПВА до густой консистенции (60% опилок, 40% клея). Полученную смесь заливают в форму на основу, просушивают специальными устройствами или без них. После этого на термодревесину наклеивают шпон.

Полученный материал не подходит для наружной отделки.

Положительные и отрицательные качества

Термодревесина:

• Экологична. Не выделяет в атмосферу вредных веществ.
• Имеет высокую износостойкость, прочность.
• Не подвержена гниению. На ней не образуется плесень.
• Не деформируется из-за перепадов температур, под воздействием влаги.
• Имеет высокие термоизоляционные показатели. Можно использовать как дополнительный утеплитель.
• Может быть различных цветов и оттенков.

К недостаткам относится высокая стоимость из-за технологических сложностей производства.

Где применяется

Материал используется при отделке парилок бань и саун, фасадов, фронтонов. Термодерево смотрится привлекательнее сайдинга, других искусственных материалов.

Подходит для отделки дорожек к бассейнам. Доски укладывают как напольное покрытие.

Характеристики материала

Термическая обработка придает древесине много положительных качеств:

• устойчивость размера является главным положительным качеством, которым наделено термодерево. Материал не изменит внешний вид от влияния многих негативных факторов. Термодревесина, в отличие от обычного дерева, не изменяет форму от влаги, потому что имеет равновесную влажность близкую к нулю и не поглощает пар;
• важным показателем является длительный срок эксплуатации и прочность материала. Термообработка увеличивает срок службы деревянных досок до 20 раз. От высокой температуры в древесине частично распадаются полисахариды. Образовавшиеся защитные качества препятствуют развитию плесени и появлению насекомых;
• термодерево отличается высокой устойчивостью к пожарам. Сухое натуральное дерево мгновенно разгорается. Процесс модификации снизил риск воспламенения материала до минимума;
• эстетичный вид материала позволяет внедрять оригинальные идеи дизайна. По структуре термодревесина схожа с элитными породами тропических деревьев, превосходя их по стойкости.

Садовая дорожка из термодекинга

Где применяется термодревесина?

Термомодифицированная древесина – не только эстетичный, но и надежный материал для внешней и внутренней отделки террас, коттеджей, деревянных домов, дачных беседок и даже напольных покрытий.

Термодревесина используется повсеместно:

1. В беседках, на летних верандах – такие зоны являются неотапливаемыми и открытыми. Именно поэтому при проектировании и строительстве следует задуматься о использовании устойчивого и долговечного материала, который «не боится» перепадов температур, ветров и обильных осадков. В результате использования ТМД элементы конструкции сохранят первоначальное качество и внешний вид: полы и стены не растрескаются и не рассохнутся – не придется обновлять покрытия ежегодно.
2. На фасадах – облицовка термодоской прослужит долгие годы и сохранит первозданный вид. К тому же, такой фасад не требует специального дорогостоящего ухода – подойдут классические средства.
3. В банях, саунах, ванных комнатах и прилегающих к ним территориям. Термодерево имеет отличную устойчивость к влаге, плесени и грибку, медленно нагревается и практически не проводит тепло.
4. На дачных и садовых дорожках. Такие элементы не только украсят участок, но и значительно облегчат доступ даже при самых неблагоприятных погодных условиях. Материал выдерживает повышенные нагрузки, что обеспечивает его долговечность.

Термодревесина для строительства — технология. Своими руками

Древесина, обработанная нагреванием, может с легкостью заменить породы которые используют для строительства на улице.

Непременные требования к материалам для изготовления конструкций, подвергающихся атмосферным воздействиям: они должны быть стойкими к гниению, повреждению насекомыми и влиянию разрушающих факторов (солнца, дождя и т. п.), прочными и стабильными.

И к этим условиям неплохо было бы добавить красоту и экологичность. Скажете, что такого не бывает?

Предлагаем познакомиться с термически модифицированной древесиной. Этот материал, соответствующий идеальным требованиям, может быть доступнее, чем вы думаете.

Технология термодревесины: не просто сушка

Термическая обработка древесины не является чем-то новым, ее применяли еще в доисторическую эпоху.

Первобытные охотники обжигали нал костром конец деревянного копья, чтобы сделать его более твердым. Но только в 1990 г. скандинавские лесопромышленники ре- шили более пристально взглянуть на процесс в лабораторных условиях. В результате этих исследований появилась технология, которая уже два десятилетия применяется в европейских странах и начала завоевывать Северную Америку, где объемы производства термодревесины увеличиваются ежегодно.

Свойства и сфера применения

Древесина представляет собой экологически чистый природный материал, который имеет прекрасную фактуру и абсолютно безопасен для здоровья человека.

Однако без дополнительной обработки дерево не способно противостоять неблагоприятным внешним факторам таким, как повышенная влажность, действие биологических микроорганизмов и насекомых.

Современный метод обработки древесного сырья термомодификация позволил получить новый качественный отделочный материал, который нашел широкую востребованность на рынке. Термодревесина – пиломатериал, прошедший дополнительную термическую обработку при температуре от 180 до 240 градусов без применения синтетических добавок и составов.

Термодревесина представляет собой уникальный отделочный материал, сочетающий в себе экологичный состав и удивительные физико-механические свойства:

• Стабильность размеров при воздействии неблагоприятных факторов
  окружающей среды – температур и влаги (в отличие от необработанной древесины этот показатель улучшается в 10-15 раз, снижение риска набухания во влажной среде сокращается до 90%).
• Гигроскопичность.
  Влажность древесины снижается до 4-8 процентов, что существенно ниже по сравнению с промышленной сушкой пиломатериала в специальных камерах. Способность к поглощению влаги у термодревесины снижается в 5-6 раз. При длительном пребывании во влажной среде и непосредственно в воде максимальная влажность сырья не превышает 9-10 процентов, естественное высыхание происходит практически моментально.
• Длительный срок службы
  , устойчивость к биологическому повреждению. Обработка древесины в условиях высоких температур приводит к разложению полисахаридов, что при условии низкой влажности сырья сводит к минимуму риск повреждения микроорганизмами, плесенью и грибком.
• Высокая теплопроводность.
  Термодревесина является идеальным материалом для отделки бани и сауны, поскольку ее теплоизоляционные характеристики на 30 процентов выше, чем у натурального дерева.
• Высокая плотность древесины
  обеспечивает отталкивание воды без дополнительной обработки, пиломатериал не впитывает влагу из воздуха. Древесина после термообработки устойчива к механическому воздействию.
• Экологическая чистота,
  абсолютная безопасность для организма человека и окружающей среды.
• Высокая пожарная безопасность.
  Твердость и плотность термически обработанной древесины обуславливают медленное разгорание сырья.
• Эстетичный внешний вид термодревесины.
  После термической обработки декоративные свойства пиломатериала заметно улучшаются – проявляется эффектная структура дерева и благородный темный оттенок. Термообработка придает даже недорогим породам древесины облик ценных пород.

Термодревесина находит широкое применение для внутренней и наружной отделки домов, бани и сауны. Благодаря высокой прочности, стабильности размеров и устойчивости к неблагоприятным внешним факторам фасад из термически обработанной древесины не потеряет свой первоначальный внешний вид даже спустя длительное время.

Однако высокая стоимость пиломатериала обуславливает его экономическую нецелесообразность для использования в качестве внутреннего декора (отделки стен и пола). Термически обработанная древесина наиболее востребована в следующих областях: фасады, террасы, открытые уличные площадки, веранды, беседки, заборы, ограждения, декоративные изделия (напольное покрытие, мебель для улицы).

Единственным недостатком пиломатериала является высокая хрупкость. Распиловка термодревесины должна проводиться специальным инструментом с мелкими зубчиками на высоких оборотах при малой подаче заготовки. Несоблюдение условий и требований распиловки приводит к тому, что заготовка лопается.

Фасадная термодревесина: характеристики

Самой важной особенностью, присущей термодревесине, является стойкость ее размеров, на которую не в состоянии повлиять ни влага, ни температура – она практически не поглощает влагу. Что это значит? Ни много ни мало, а то, что с течением времени тот же , отделанный этим материалом, не потеряет свой первоначальный вид

Но это еще не все достоинства термодревесины – попутно в процессе обработки она приобретает и другие полезные качества. Кстати, и бесполезные тоже, но об этом чуть позже.

И все это на фоне исключительной экологической чистоты, которая так ценится современными людьми – данный материал в процессе воздействия не только не начиняется химикатами, но из него еще и удаляются все вещества, которые могут быть вредными для здоровья человека. Что же касается недостатков, то, по утверждению производителей, у термодревесины он только один – хрупкость. Не такая, как у стекла, но, тем не менее, если сравнивать этот показатель со стандартной древесиной, он высокий. Обработка, в частности, распиловка этого материала, должна производиться на больших оборотах с малой подачей и инструментом с мелким зубом – в противном случае термодревесина лопается.

Термообработка дерева в домашних условиях

Создание термокамеры кустарным методом подразумевает наличие следующих комплектующих:

1. Плотно закрывающейся емкости, которая не позволит в процессе нагревания попасть внутрь кислороду.
2. Способа подведения энергии: электрический, газовый или твердотопливный обогрев полости камеры.
3. Емкости с водой для создания внутри рабочей области нужного уровня влажности.
4. Инструментов по работе с металлом, электро — и газооборудования.

Принцип действия устройства заключается во внесении в камеру емкости с водой, которая будет испаряться в результате повышения температуры, предотвращая в режиме от 135 ℃ возгорание пиломатериалов. Камера должна обогреваться так, чтобы внутри устанавливалась нужная высокая температура. Чаще всего для этого используют электрический способ обогрева. Попадание кислорода повышает риск возгорания дерева, поэтому камера должна надежно и герметично закрываться.

Пример подобных поделок можно встретить на всевозможных форумах народных умельцев. Некоторые представляют свои творения с железнодорожных цистерн со сложными внутренними конструкциями для установки материалов. Однако дома небольшие кусочки дерева можно обработать и по-другому. Достаточно прокипятить заготовку примерно полтора часа в обычной воде, а затем завернуть в теплые старые вещи или газеты. В таком виде продолжать сушку возле печки или другого источника тепла. Этот способ много сотен лет использовали резчики по дереву для упрочнения липы.

Технология термообработки древесины

Впервые способ термообработки дерева появился в Финляндии. Именно жители этой страны обнаружили повышение стойкости материала к атмосферным влияниям в результате термической обработки березы, если, сосны и осины.

Согласно их методике для процесса необходимо провести материал через несколько этапов:

1. Устранение влаги с волокон лесоматериала за счет сушки в закрытых камерах при температуре от 130 °С до 150 °С.
2. При высоком давлении с использованием водяного пара продолжается термоупрочнение пиломатериалов при температурах от 200 °С до 240 °С. На данной стадии древесина окрашивается в характерный оттенок.
3. Снижение температуры с доведением процента содержания в волокнах влаги до уровня не более 4-6%.

В результате проведения такого цикла отделки у лесоматериала получается новая текстура, измененная на молекулярном уровне. Это связано с расщеплением волокон и связи между ними, в результате высокого давления и температуры. Таким образом, поверхность становится менее пористой, она способна противостоять влаге, менее реагировать на деформацию под проливными дождями, не требует дополнительного защитного покрытия. Также термодерево может похвастаться переносом высоких температурных колебаний и скачков влажности в 10-15 раз.

Цвет древесины после такой обработки становится приближенным к оттенку дорогих сортов. Даже с самого простого дешевого куска дерева можно сделать материал, сходный по виду с лиственницей или иными дорогими породами. Изменение структуры повышает противостояние гниению, плесени и заражению насекомыми, что увеличивает срок службы деревянных элементов в среднем в 20 раз по сравнению с природным аналогом.

О чем знали древние мастера?

Польза термической обработки древесины была известна человечеству очень давно, и уже в те далекие времена применялась на практике. Мастерами было замечено, что предварительное вываривание заготовок с использованием масла способствует увеличению срока службы изделий. Благодаря такой обработке материал переставал впитывать влагу, соответственно нет гниения, а форма сохраняется на долгое время.

Вам будет интересно:Алмазно-расточный станок: виды, устройство, принцип работы и условия эксплуатации

Но это далеко не единственная используемая методика. Чего только не делалось в целях продления срока службы древесины:

• Норманны прибегали к обжигу материала на открытом огне.
• У мастеров германских и славянских племен в почете было вымачивание и вываривание.
• С технологией обжига были знакомы даже индейцы – они повышали прочность своих наконечников стрел и копий.

Что касается примеров, то за ними далеко ходить не нужно. Свидетельство использования термообработанной древесины – это старинные колеса мельниц. А ведь многие из них сохранились до наших дней!

Оборудование для термообработки

Основной вид специального оборудования для создания термомодифицированной древесины — камера. Она представляет собой длинный резервуар, который вмещает крупный объем материала. Доска поступает в камеру на специальной подставке. На ней же находится все время.

Пар должен равномерно поступать и распределяться по всей длине резервуара. В процессе оборудование для термообработки выполняет функции сушильной камеры, нагревает воздух внутри до предельной температуры, подает пар, откачивает кислород. Также вносит инертный газ, органические масла и обжигает материал при критических температурах, корректирует количество влаги в волокнах термомодифицированной древесины.

Производители термокамер заявляют основные характеристики, которые оборудование придает пиломатериалу при создании термомодифицированной древесины. От них зависит технология термообработки, древесина какого качества получится на выходе. Некоторые варианты используются только для определенных пород.

Отличия и особенности термокамер

Качество и условия термообработки зависят от производителя оборудования. Традиционно лучшими считаются финские термокамеры, немецкие, французские и голландские. Российские производители тоже предлагают свой вариант камеры для термообработки древесины.

Таблица отличий лучших камер
Сравнение характеристик термокамер производителей

Камера для термообработки

Производство термодревесины в камере характеризуется следующими данными:

• Максимально возможная исходная влажность сырья;
• Время полного цикла. Количество часов работы термокамеры зависит от параметров загружаемого материала: порода, технология обработки, способ подготовки.
• Безопасность и особенности в управлении камеры для термообработки.
• Допустимые размеры толщины сырья, для равномерной обработки паром.
• Расход энергии и других ресурсов.
• Вместительность на один цикл и размер рабочего пространства.

При желании термообработку древесины можно выполнить самостоятельно.

Недостатки

Среди недостатков можно отметить тот факт, что термообработанная доска – достаточно дорогое удовольствие

Однако, принимая во внимание неограниченный срок службы и множество безусловным преимуществ, недостаток становится не таким значимым и определяющим покупку

Несмотря на устойчивость к УФ-излучению, специалисты все же рекомендуют обрабатывать материал защитными пропитками.

Солнечные лучи хоть и не способны нанести вред физико-механическим свойствам изделий, но могут навредить декоративному слою. Необработанная защитным покрытием поверхность выгорает спустя несколько лет.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Существует два варианта изготовления. Первый подойдёт тем, у кого нет подходящей печи и ему не нужно обжигать большие объёмы дерева. Второй для тех, у кого всё-таки есть печь, которая более или менее подходит для таких целей.

Варка в воде

Положите заготовки в большую кастрюлю, ведро или бочку. Влейте необходимое количество воды. Поставьте на огонь (важно поддерживать максимальную температуру). Если вода испаряется — доливайте кипятка. Вываривайте в течение 2 часов. Достаньте заготовки. Оберните в газеты (несколько слоёв). Поставьте к источнику тепла.

Через несколько дней вы получите замечательный материал, который полностью буде отвечать нужным вам требованиям.

Обжиг в печи

Для начала нужно убедиться, что древесина сухая

Важно, чтобы она не была обработана химикатами, красками или лаком

1. Разогрейте печь до 200 градусов.
2. Выложите заготовки на решётку, которую лучше поставить в нижнюю часть печи (можно сначала постелить бумагу).
3. Поставьте ёмкость с водой в верхнюю часть.
4. В течение 2 часов просушивайте дерево в печи.
5. По истечение 2 часов долейте воды в ёмкость.
6. Понизьте температуру до 100 градусов.
7. Выдерживайте ещё полчаса.

Такие дерево прослужит вам очень долго. Оно отлично переносит любые температуры и не требует применения реагентов.

Производство и методы обработки материала

Для производства материала древесину подогревают до 140-270°C. Максимальная температура нагрева зависит от плотности дерева. Частичное сгорание ксилозы в сушильных камерах изменяет качество материала. Из хвойных пород высокая температура выгоняет смолу.

Термодерево приобретает карамельный цвет и равновесную влажность. Меняется не только наружная, но и внутренняя структура, поэтому место среза обработанной доски имеет такую же окраску, обладает такой же прочностью, как и поверхность. Тепловую обработку сочетают с водной, что приводит к гидролизу составных частей дерева.

Пол на веранде из термодревесины не боится влажности и перепадов температур

Сейчас термодерево производят четырьмя методами:

1. Одноступенчатый метод обработки паром происходит в специальных агрегатах, похожих на сушильные камеры. Технология предусматривает подачу пара, который уменьшает содержание кислорода камеры до 3.5%. В нагретой до 150-200оС древесине замедляется оксидация. Предварительно высушенное дерево обрабатывают около 3-х дней. Термобработка сырой древесины требует больше времени с учетом просушки.
2. Многоступенчатый метод напоминает процесс варки. Технология заключается во влажной обработке дерева паром или водой. Варение происходит при температуре 150-200оС в герметичной камере под давлением 1.6 МПа. Далее материал сушат около 4-х дней в камере до достижения влажности 10%. При наступлении фазы твердения, дерево греют 16 часов до температуры 170-190оС.
3. Еще один метод горячей обработки предусматривает погружение сухого дерева в масло. Процесс длиться около суток. Масло медленно подогревают около 4-х часов до температуры 180-220оС. За все время прогрева и до полного остывания древесина впитывает масло.
4. Метод обработки инертными газами называют ретификацией. Технология предусматривает обработку дерева азотом с 2% кислорода под давлением.

Наружная отделка дома термодревесиной

Отличительные свойства термодревесины

Не гниёт и не разрушается во влажной среде

Это важное свойство сделало термодерево популярным материалом при отделке территорий под открытым небом и вблизи водоёмов. Влагопоглощение термодервесины уменьшается в 5-7 раз по сравнению с обычным деревом

Наличие влаги не приводит к гниению древесины и разрушению её внутренней структуры.

Сохраняет стабильные геометрические размеры при перепадах температуры и влажности.

В условиях агрессивной окружающей среды термодерево не разбухает, не усыхает, не коробится, не растрескивается, не крутится. Однако термодоска не камень, а живой материал, и при длительном намокании она подвержена незначительному расширению. В этой связи при монтаже террас и внешней обшивки необходимо всегда оставлять зазор между отдельными досками не менее 6% от ширины доски. При высыхании доска возвращается к прежним размерам, без какой-либо деформации.

Не подвержена поражению вредителями: насекомыми, жуками, грибками, плесенью и бактериями.

В процессе термообработки на клеточном уровне происходит запекание полисахаридов, являющихся питательной средой для вредителей, в результате чего дерево становится «несъедобным» для вредителей. Это подтвердили лабораторные испытания в Финляндии в университете города Куопио. К примеру, шашель узнаёт сосну по запаху терпеновых выделений, которые практически исчезают в результате термообработки, закрывая этому вредителю путь к древесине. Грибки, плесень, мох не поражают термодревесину, но могут использовать её как поверхность для закрепления, также как они закрепляются на мраморных плитах, камне или черепице. Убрать такой налёт можно обычными методами чистки поверхности.

Древесина становится эстетически более красивой.

Термодерево приобретает благородные тёмные тона, характерные для элитных и экзотических пород древесины. Шлифованная поверхность приобретает глянцевый блеск. Более чётко проявляется рисунок текстуры дерева. Данные факторы привели к широкому распространению термодревесины как декоративно-отделочного материала. С помощью термообработки обычная дешёвая сосна становится похожей на дорогую элитную древесину, ясень раскрывает красоту своих годичных колец, а дуб приобретает вид шикарного морёного дерева.

Экологическая чистота и гигиеническая нейтральность.

Во время термообработки древесина подвергается лишь воздействию высокой температуры и перегретого водяного пара. В некоторых случаях водяной пар заменяется азотом или углекислым газом. Никаких иных химических реагентов технология термообработки не предполагает. Также благодаря приобретённым свойствам устойчивости от влаги и вредителей термодерево не нуждается в последующей дополнительной химической защите. Абсолютная экологическая чистота и гигиеничность термодревесины позволяет применять её даже в медицине. В частности из термообработанной берёзы изготавливаются костные протезы.

Увеличивается твёрдость, устойчивость к механическим повреждениям и истиранию.

В процессе эксплуатации на изделиях из термодревесины появляется меньше царапин, сколов и иных механических повреждений.

Термодревесина

Деревянные изделия без каких-либо химикатов, которые стабильны в самых разнообразных условиях? Для фасада и для кровли, в саду и возле бассейна? Сто лет назад люди даже не мечтали о таком. Однако в 21 веке даже самые смелые предположения находят реальное воплощение. В этой статье мы поговорим о термодревесине: что это такое, как ее производят и чем же она так уникальна?

Что такое термодревесина?

Тремодревесина – это лесоматериал, который специалисты подвергают термической обработке под действием высоких температур от 180 до 230С без использования химических препаратов. В итоге получился продукт, ставший актуальным «материалом XXI века», который сочетает в себе экологичность древесины с абсолютно бесценными физико-механическими параметрами.

В процессе эксплуатации не меняется геометрия термодерева, т.е. оно не усыхает, не набухает, не подвержено короблению и растрескиванию, не гниет при длительном контакте с водой. А самое главное – ему не нужна ни в какая обработка химикатами.

Такой материал отличается высокой плотностью структуры и почти на 30% лучше простых лесоматериалов держит тепло в зимний период и прохладу в летние месяцы.

Отметим, что даже самые бюджетные сорта лесоматериалов во время термообработки тонируются на всю толщину и приобретают глубокий, благородный оттенок более ценных сортов.

Этот материал получают при помощи обработки лесоматериалов водяным паром с использованием природных растительных масел. Во время многоступенчатой сушки из сырья полностью вытягивается вся влага и летучие соединения, тогда как качества самой древесины существенно улучшаются. Интересно, что первоначальный этап сушки включает обработку сырья водяным паром.

Это делается для того, чтобы предотвратить растрескивание будущего изделия. В процессе термообработки в условиях пересыщенного пара свободные атомы водорода «крепятся» к концам углеродно-водородных цепей лесоматериалов, препятствуя в будущем притяжению молекул воды и, как следствие, разбуханию сырья на молекулярном уровне.

Показатели адсорбции жидкости снижаются в 4-5 раз.

После такого сложного и беспрерывного технологического процесса получается эффектное и экологически чистое, почти универсальное сырье.

До начала процедуры термообработки на сырье вначале воздействуют высокими температурами на протяжении нескольких часов, после чего можно приступать непосредственно к самой термообработке. После этого полученный материал остужают.

Для создания термодревесины можно использовать и мягкие и твердые сорта лесоматериалов. При этом мягкие сорта подходят для наружной отделки, а из твердых сортов создают различные предметы интерьера или проводят внутреннюю отделку.

Термодревесина технология

Стоит отметить, что эту технологию придумали финны. Финские специалисты для отделки фасадов и интерьерных работ, изготовления настилов используют сосну, ель. А в саунах применяют европейскую осину, сосну, ель. Напольные покрытия они создают из березы.

Производство термодревесины включает такие этапы:

• при температуре 130-150 C происходит сушка, вследствие чего влажность удается снизить практически до нуля повышение температуры до 200-240 C в условиях насыщенного водяного пара. Обязательным условием является наличие избыточного давления в сравнении с атмосферным. Именно в этот момент лесоматериалам придается определенный оттенок и получается новый материал – термодревесина
• температура понижается, а влажность сырья доводится до уровня 4-6 %.

Во время реализации термообработки меняется цвет лесоматериала, причем не только верхнего слоя, а по всей толщине. Можно получить самые различные оттенки от бежевого до шоколадного, все зависит от выбранного режима.

Помимо этого, эффектно выглядит текстура древесины. Простой кусок дерева выглядит как благородный материал, подвергшийся долголетнему старению, а это сегодня очень модно.

При помощи термообработки самое дешевое сырье будет иметь вид элитных сортов древесины.

При обработке паром полностью разлагается любимая микроорганизмами среда – древесные сахара. Тесты, которые проводили специалисты в лабораториях, доказывают, что полученный материал устойчив к гниению и образованию плесени, ему не нужны дополнительные защитные покрытия. Срок службы такого материала в 15–25 раз выше, чем обычной древесины.

Постоянство размеров в условиях колебаний влажности и температуры окружающей среды увеличивается в 10–15 раз – по окончанию высыхания материал не меняет своих первоначальных геометрических форм, вследствие структурирования молекулярных цепочек во время обработки.

В условиях постоянных проливных дождей изменение размеров термодерева в 3–4 раза меньше, чем у необработанного материала.

Путем термической обработки практически любой лесоматериал можно приблизить по характеристикам к лиственнице, которая столетиями не подвергается действию влаги. По этой причине лиственница пользуется огромной популярностью в Венеции.

Просачивание жидкости после обработки снижается в 3–5 раз. Это происходит потому, что поверхность термодерева не пористая, как у обычных лесоматериалов, а уплотненная, вследствие чего ей не страшна даже повышенная влажность воздуха.

Сегодня люди все больше заботятся о своем здоровье, поэтому материалы для строительства и предметы интерьера выбираются экологически безопасные. Термически обработанная древесина как раз такой материал, потому что даже отходы этого производства утилизируются сжиганием.

Главные достоинства этого материала:

• глубокий и однородный по всему сечению оттенок
• идеальное качество поверхности;
• длительный период эксплуатации
• значительное снижение процента усыхания
• стойкость к температурным колебаниям
• аромат натуральной древесины
• стопроцентная экологичность.

Изготовление термодревесины осуществляется под действием перегретого пара при температуре от 150 до 240 градусов Цельсия – разлет значительный, но именно позволяет разделить всю термодревесину на классы:

• 1-й класс. Лесоматериалы обрабатываются при температуре до 190 С. Этот материал слегка тонирован, а его технические показатели самые низкие
• 2-й класс. Обработка проводится при температуре до 210 градусов. Полученный материал устойчив к гниению и высокопрочный, однако, он менее пластичный и хрупкий. Он имеет более темный цвет
• 3-й класс является наиболее высоким классом термообработки лесоматериалов. Его получают после «обжига» до 240 градусов. Полученный материал невероятно плотный, твердый и устойчив к любым погодным явлениям.

В целом, сфера использования термодревесины не ограничена. Она применяется везде, где используется обычная древесина. В строительной отрасли термодерево применяют в работах, связанных как с внутренней, так и с внешней отделкой фасадов.

Широкая палитра оттенков не ограничивает дизайнерской фантазии, а физико-механические характеристики дают возможность использовать этот материал даже для создания несущих конструкций. В результате нейтрального отношения к влажности материал пользуется популярностью в обустройстве бань, саун и бассейнов.

Единственный нюанс, который необходимо принять во внимание перед покупкой – это цена. Стоит этот материал очень дорого, и чаще всего расходы на покупку оказываются нецелесообразны.

Например, использовать такой материал для интерьерной отделки комнат, конечно, можно, но дорого – для этих работ подойдут и обычные лесоматериалы. Термодерево имеет свою собственную область применения, в которой расходы на него оправдываются.

Из термодерева производят деревянные плитки для ванных комнат и кухонь, которые являются прекрасной альтернативой холодному кафельному покрытию. Кроме этого из него делают цельные ванны и раковины.

При наличии неограниченного бюджета материал можно использовать для:

• отделки фасадов здания. В строительных магазинах можно найти вагонку различного плана – от стандартных реек с пазами до блок-хаус
• создания террас, площадок на открытом воздухе, беседок и других сооружений
• ограждения из этого материала будут радовать не одно поколение вашей семьи. Такой забор не нуждается в уходе, его нужно лишь периодически мыть со шланга
• производство декоративных изделий – напольных покрытий, панелей для стен, уличной мебели, разнообразных садовых декоров

Как происходит термообработка древесины

Прежде чем приступить к рассмотрению основных преимуществ и недостатков термообработанной древесины, следует взглянуть в историю, и на сам процесс термообработки. Известно, что активно налаживать производство термообработанной древесины начали в Финляндии, в конце 90-х годов.

По мере испытания термодревесины стало понятно, что данный материал лишён многих изъянов, которые, так или иначе, присущи всем пиломатериалам, в независимости от их обработки антисептиками. Например, термообработанная древесина не так сильно впитывает влагу, вследствие чего она не разбухает и не деформируется.

Кроме того, древесину, которая подверглась термообработке, не любят насекомые, которые являются основными вредителями обычной древесины. Все вышеперечисленные преимущества достигаются благодаря особой технологии, имя которой, «Термообработка».

Процесс термообработки древесины состоит из нескольких этапов, во время которых обычная древесина становится термодревесиной:

• Сушка пиломатериалов;
• Термообработка древесины;
• Закаливание.

Самым продолжительным по времени, является этап подготовки древесины перед термообработкой. Для этих целей пиломатериалы подвергаются длительной сушке, вследствие чего их влажность снижается, искусственным образом, практически до нулевого значения.

Затем следует второй этап, который связан с воздействием на древесину высоких температур. Сам процесс термообработки древесины длится не так долго, как сушка, всего 2-3 часа. За данный период времени, древесина нагревается до 200 и более градусов, а горячий пар, предотвращает её возгорание во время термообработки. Третий этап термообработки дерева, осуществляется после того, как древесина прошла горячее «крещение» паром. В данном случае происходит естественное охлаждение пиломатериалов в сушильных камерах, на протяжении 10-15 часов. Во время данного процесса происходит контролирование влажности древесины, которая на выходе из сушильных камер, должна быть в пределах 5-7%.

Теперь, в данной статье сайта remstroisovet.ru, перейдём к рассмотрению не менее важного вопроса, который связан с основными преимуществами и недостатками термообработанной древесины

Технология термической обработки древесины

Данную технологию изобрели финские специалисты.

Она состоит из нескольких стадий обработки:

• — сначала древесина просушивается путем помещения ее в камеру для сушки на длительное время при температуре от 100-300 градусов. На этом этапе обработке вся влага с древесины убирается;
• — термическая обработка – для такой обработки в камеру, где находится древесина, запускают горячий пар, температура там выше 250 градусов.

ВАЖНО! Термическая обработка производится около 3 часов. Ппод конец термообработанную древесину охлаждают, снижая температуру в камере, влажность изделия делается 4-6%.

Термическая обработка есть разная:

1. — одноступенчатая;
2. — многоступенчатая – при такой обработке пар подается под определенным давлением.

ВАЖНО! Для изготовления термодревесины наивысшего качества под давлением подается не воздушный пар, а азот (делается ректификация). Древесина может отличаться внешним видом, оттенком и своими свойствами, если обрабатывать разной температурой пара, следовательно, и цена у нее будет разная.

Поэтому она подразделяется на классы:

• — первый класс — обработка паром до 190оС, оттенок слега меняется, свойства улучшены по минимуму;
• — второй класс – обработка паром до 210оС, оттенок получается темнее, повышается прочность древесины, а также становится выше устойчивость к процессу гниения;
• — третий класс – обработка паром до 240оС, у дерева насыщенные темные оттенки, здесь все свойства повышены до максимума (прочность, устойчивость, плотность).

ВАЖНО! Прежде чем купить термодревесину уточните, какого она класса, и определитесь, какого оттенка вам она необходима при строительстве.

Преимущества — недостатки термообработанной древесины

Термообработанная древесина — это не гниющая древесина, поэтому она имеет во много раз, улучшенные эксплуатационные свойства. Изделия из термодревесины не так сильно впитывают влагу, что положительным образом сказывается на их долговечности, в первую очередь.

Всем известно, что результатом сильного воздействия влаги на древесину становится набухание материала, а затем и его растрескивание с деформацией. Термообработанная древесина, из-за того, что она меньше впитывает влагу, лишена этого самого серьезного недостатка.

Не менее важным преимуществом термообработанной древесины, является и её инертность к грибку, плесени, насекомым. То, что так раньше привлекало вредителей, полностью отсутствует в термообработанной древесине, поэтому вредители её не трогают и обходят стороной.

Ну и два последних, не менее важных достоинства, заключаются в низкой теплопроводности и существенно улучшенном виде древесины. Термодревесина имеет гораздо меньшее значение теплопроводности, чем обычная древесина. Что же касается улучшенного внешнего вида, то и правда, из-за воздействия высоких температур, в лучшую сторону меняется не только структура, но и внешний вид термодерева.

Термообработанная древесина — какие недостатки?

Теперь про некоторые отрицательные моменты, которые связаны с термообработкой древесины. Известно, что термообработанная древесина обладает большей хрупкостью и меньшей прочностью на изгиб. Поэтому, как правило, материалы прошедшие термообработку паром, не используются в качестве несущих конструкций.

По неподтверждённым данным, некоторые виды древесины, прошедшие термообработку, впоследствии имеют неприятный запах гари, который будет очень долго улетучиваться. Кроме того, для термодревесины, все ещё страшны ультрафиолетовые лучи, которые могут видоизменить её поверхность со временем.

Ну и последний недостаток, это стоимость термообработанной древесины, которая на порядок выше, чем стоимость на обычные пиломатериалы.

Преимущества термодревесины

После термообработки пиломатериал получает качества, которые существенно отличают его от необработанного дерева:

• Долгий срок эксплуатации. Деревянные волокна больше не способны впитывать влагу из-за новых физических свойств. Термомодификация древесины не дает материалу разбухнуть или потрескаться. Полисахариды в составе больше не присутствуют. А значит нет приманки для паразитов и насекомых. Эти факторы влияют на срок службы в положительную сторону.
• Высокий уровень пожаробезопасности. Термическая обработка делает волокнаплотными. Они содержат меньше кислорода, а значит, возгорание будет происходить гораздо медленнее, чем у обычного сырья.
• Внешне древесина выглядит дороже. Структура дерева выделяется сильнее, оттенок становится глубоким, насыщенным. Такими цветами обладает природная плотная структура ствола лиственницы, дуба.
• Физические свойства улучшаются. Материал больше не боится царапин, ударов. Сломать его не так просто, как было раньше.
• Обработка термодревесины химическими составами для сохранения целостности больше не требуется. Есть нюанс: пока ее свойства до конца не изучены, прошло мало времени. Рекомендуется наносить защитный состав на те части конструкции, которые будут находиться в земле (сваи, части фундамента и пр.).

Сфера применения деревянных изделий больше ничем не ограничивается.