Термообработка древесины

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

Как окрасить термодерево?

Несмотря на высокую устойчивость в влаге и неблагоприятным условиям, термодревесина может потерять внешний вид в силу воздействия УФ–лучей, особенно в южных регионах. Со временем поверхность выгорает, приобретая характерный серовато–бежевый оттенок с грязным подтоном.

Для того чтобы сохранить привлекательный внешний вид термодревесины, профессионалы рекомендуют использовать средства на масляной основе. Натуральные масла являются безопасным и экологически чистым продуктом. Они выгодно подчеркивают структуру доски, при этом не образуют на ее поверхности пленку, которая со временем будет только разрушаться. Использовать масла просто – перешлифовка поверхности ТМД не требуется – достаточно обновить финишный слой.

Процедура окрашивания термодревесины во многом зависит от области использования материала. При этом необходимо соблюдать общие правила:

1. Для нанесения составов на масляной основе лучше всего использовать кисти с натуральным или смешанным ворсом.
2. При обработке древесины целесообразнее отдать предпочтение цветным маслам, так как натуральная поверхность достаточно быстро выгорает. Заколерованные покрытия надежно защитят термодревесину от воздействия солнечных лучей. 
3. Наносить покрытие необходимо в два слоя: для первого используется цветное тиковое масло. Для обработки вертикальных поверхностей вторым слоем следует нанести цветное масло для наружных работ, горизонтальных – цветное масло для террас.

Обновлять декоративно–защитный слой на фасадах и вертикальных поверхностях рекомендуется не менее одного раза в пять лет. Что же касается горизонтальных поверхностей – наносить покрытие рекомендуется каждые два года. Однако, следует ориентироваться на конструкционные особенности и внешний вид здания.

Использование термодревесины – хороший выбор для ценителей эстетики, натуральности и безопасности. Качественные характеристики, надежность и длительный срок службы делают материал универсальным.

Производственные этапы

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.

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.

Процесс термической модификации начинается сразу после сушки досок в камере, где материал нагревается до температуры 260°С. Содержащиеся в древесине сахаристые вещества спекаются, становясь непригодной средой для насекомых и микроорганизмов, разрушающих древесину. Стенки клеток, образующих древесные волокна, которые обычно легко поглощают влагу и высыхают, после термической обработки перестают разбухать.

Лишенная влаги древесина становится не только менее восприимчивой к биологическим факторам, но и более стабильной, практически не усыхая и не коробясь. И так же, как копья древних охотников, приобретает в результате нагрева повышенную твердость. Конечным продуктом этого процесса является легкий, прочный, долговечный и стабильный материал без каких-либо химических добавок.

Древесина по всей толщине становится коричневой и имеет приятный сладковатый запах. Из прошедших обработку досок изготавливают шпунтованные доски для террасных настилов и обшивки стен (вагонку), а также калиброванные пиломатериалы, которые практически не коробятся.

Ссылка по теме: Дерево или бетон – из чего строить дачный дом?

Применение стабилизированной древесины

Процесс стабилизации древесины позволяет существенно упростить создание многих предметов имеющих деревянные вставки и элементы. На практике использование стабилизации дает возможность применять мягкие сорта  древесины для изготовления рукоятей инструмента. Из такого материала получаются удобные ручки для напильников, рукояти резцов и стамесок они не боятся ударов, да и служат они намного дольше, чем ручки из мягких пород дерева. Стабилизированная древесина отлично подходит и для изготовления ножей. Деревянные накладки получаются прочными и удобными.

Приемы стабилизации используются и мастерами оружейниками – из стабилизированного дерева получаются отличные ложе и приклады для ружей. А еще, стабилизацию часто применяют мастера моделисты, именно из такого материала получаются модели парусников и исторических кораблей.

Незаменима технология стабилизации дерева и для мастеров мебельного дела, в такой пропитке нуждаются практически все детали мебели из натуральной древесины. Благодаря стабилизации изделия служат намного дольше, ведь дерево, пропитанное полимерной смолой не подвержено короблению и изменению формы.

Что же такое термодревесина?

Если выразиться простыми словами, то сказать можно так: термодревесина – это дерево, прошедшее специальную обработку высокими температурами (от 185 до 230°С), причём без применения каких-либо химических составов. В результате таких «жёстких нагрузок» появляется материал XXI века, сочетающий в себе естественную экологичность дерева и бесценные физико-механические свойства.

Термодерево

Образцы термодревесины

По современным европейским стандартам, термодерево (сокращённо ТМД) делят на 3 класса, которые распределяются по прочности и некоторым другим показателям. Классы полученных материалов подразделяются в зависимости от температуры и времени обработки древесины.

Класс термодревесины

Изготовление термодревесины под паром может происходить под воздействием разной температуры, в результате чего термодерево принято делить на три класса:

1 класс

Изделия с самыми низкими эксплуатационными характеристиками. Обработка древесины происходит при температуре не выше +190°С. Термодревесина 1 кл. подвергается незначительной тонировке.

2 класс

Термодерево обрабатывается при температуре не выше +210°С. Готовая продукция получается прочной, устойчивой к гниению и образованию плесени. Главный недостаток – излишняя хрупкость за счет недостаточной гибкости. Оттенок на тон темнее, чем у 1 кл.

3 класс

Самая устойчивая термообработанная доска. Технология заключается в обработке при температуре около 240°С. Конечный продукт получается необычайно прочным, плотным, твердым и атмосферостойким. Такому термодереву не страшны ни влажность, ни мороз, ни ультрафиолетовые лучи.

Что такое термообработка древесины

Ещё до недавнего времени (2004 года) востребованностью пользовалась так называемая химическая обработка древесины. Материал после распила, подвергался воздействию, различным химическим веществам, тем самым увеличивались его эксплуатационные характеристики, и сводилась практически к нулю заражение грибками.

Однако обработка древесины на химическом уровне, превращала экологичный продукт (коим являлась древесина изначально) во вредный материал для использования человеком. В связи с этим, начиная с 2004 года, большинство стран Европы отказались от химической обработки древесины, начав популяризацию и расширение именно термообработки.

В нынешнее время, большинство крупных производителей древесины, а это Канада, Финляндия и Франция, полностью перешли на термообработку, поскольку эта технология отвечает всем необходимым стандартам в плане производства экологически безопасного сырья.

Так в чем же преимущества термообработки древесины, по сравнению с химической обработкой? Что означает понятие — термообработанная древесина?

Термообработанная древесина

Термообработка древесины паром, а именно в этом и заключается данная технология, позволяет получать высококачественный материал, стойкий к порче и полностью безопасный в плане эксплуатации человеком. Термообработанная древесина, в конечном счёте, сохраняет все свои полезные свойства, при этом теряя большую часть недостатков.

Преимущества термообработанной древесины, заключаются в следующем:

1.  Длительный срок эксплуатации — после термообработки, древесина меньше впитывает влагу, поэтому практически исключается её набухание и дальнейшее растрескивание в процессе использования.
2.  Уровень пожаробезопасности термообработанной древесины становится выше, в связи с возросшей её плотностью и твёрдостью, после обработки паром в специальных камерах.
3.  Отличается термообработанная древесина от простой древесины и большей прочностью. Модифицированная древесина, а именно такой она и является после термообработки, менее подвержена ударам и другим механическим воздействиям.
4.  Внешний вид термообработанной древесины становится лучше, поскольку после обработки её горячим паром особенно становится заметней структура и рисунок.

Процесс термообработки древесины

Если говорить о самом процессе термообработки древесины в нескольких словах, то он состоит из трёх основных этапов производства:

1. Сушка древесины — сначала древесина помещается на достаточно продолжительное время в сушильные камеры с температурой от 100 до 300 градусов с плюсом. Во время этого этапа производится обезвоживание пиломатериала.

2. Термообработка — после обезвоживания древесины, начинается процесс её термообработки. Для этого в камеру подаётся горячий пар, а температура в ней повышается свыше 250 градусов с плюсом. Время термообработки древесины, как правило, не превышает 2-3 часов.

3. Охлаждение термообработанной древесины является заключительным этапом в её производстве. Это очень важный этап, поскольку именно на данном отрезке времени, задаётся влажность готового сырья. Работать с пересушенной древесиной неудобно, нормальная влажность пиломатериала должна колебаться в районе 4-7%.

Преимущества термодоски

По сравнению с обычной древесиной, термомодифицированная древесина обладает гораздо лучшими физическими и химическими свойствами. Из основных преимуществ термодоски, следует отметить вот что:

1. Долговечность — термодоска меньше подвержена биологическим поражениям и губительному воздействию влаги.
2. Стабильность — так как термодоска не восприимчива к влаге, она сохраняет свою форму на протяжении всего периода эксплуатации.

3. Плотность — термообработка древесины увеличивает плотность пиломатериалов, что только положительным образом сказывается на их эксплуатационных свойствах.

4. Гигроскопичность — у термодревесины этот показатель настолько мал, что почти в 5 раз снижается водопоглощение пиломатериалами влаги, а влажность термодоски становится не более 6%.
5. Экологичность и эстетичность — при изготовлении термодоски не используется каких-либо вредных химических добавок, только воздушных пар.

Сегодня термодоска применяется практически повсеместно. Особой популярностью она пользуется там, где присутствуют сложные эксплуатационные условия, например, при строительстве пирсов, саун и бань. Не менее востребован этот современный вид пиломатериала и при создании всевозможных архитектурных форм в саду, обустройства зоны вокруг бассейна, отделки террас и беседок.

Сфера применения

По большому счету, термообработанная доска универсальна, и сфера ее применения безгранична. Наиболее распространенная область использования – отделка фасада.

В качестве термоматериала может использоваться как привычная вагонка, так и блок-хаус или планкен. Фасадная термодревесина не теряет привлекательный вид. Также можно не опасаться гниения или рассыхания.

Второе направление использования – настил на верандах, в беседках, лоджиях и т. п. Подходить к отделке таких зон стоит с особой ответственностью.

В качестве декоративного покрытия может подойти только износоустойчивый и атмосферостойкий материал, в частности, термодревесина. С течением времени изделия не вздуются, не размокнут и не рассохнутся, что исключает вероятность образования щелей.

Применение для отделки влажных помещений с перепадами температуры, то есть в саунах, ванных, парилках, территориях близ бассейнов и т. д. Особенность термодерева заключается в низкой способности проводить тепло. То есть при использовании в банях или саунах она не будет нагреваться и обжигать кожу при контакте.

Безусловно, материал может использоваться в качестве напольного покрытия внутри помещения. Термодерево лаконично будет смотреться на стене. Также из него можно изготовить отличные стулья, столы и даже мебель.

Какие свойства приобретает термодревесина?

• Cтабильные геометрические размерыпри любом перепаде температуры или влажности окружающей среды. Древесина “получает иммунитет” к различным видам коррозии (изделия, изготовленные из неё с течением времен “не ведёт”).
• В несколько раз снижается уровень влажности, по сравнению с привычной промышленной сушкой. При этом существенно уменьшается показатель влагопоглощения, поэтому такое дерево не гниёт даже в воде.
• Повышается устойчивость к поражениям биоорганизмами. В результате чего материалу не требуется покрытия каким-либо антисептирующим составом.
• Если сравнивать с обычным деревом, то на треть улучшаются теплоизоляционные качества, что даёт возможность с успехом применять термодревесину при строительстве саун, бань, а также для обшивки домов – как изнутри, так и снаружи.

Термодерево с течением времени сохраняет свою геометрию, не усыхая, не набухая. Оно не трескается и не коробится, не гниёт в воде. Ему не нужна какая-либо химическая обработка, оно не подвергается действию микроорганизмов. Обладая высокоплотной структурой по сравнению с обычными пиломатериалами, ТМД на 30% лучше удерживает зимой тепло, а прохладу летом. Кроме того, даже самые недорогие виды такой древесины при термообработке тонируют по всей толщине, благодаря чему они приобретают благородный насыщенный оттенок ценной породы.

Что такое стабилизация древесины

В процессе механической обработки древесины используются разные приемы и методы – пиление, строгание, шлифовка, резьба. Во время всех этих работ происходит нарушение природного порядка расположения волокон. Часть волокон раскрывается по всей длине, часть нарушается в поперечном разрезе. В итоге после всех манипуляций получается изделие нужной формы. Но вместе с получением нужной формы, само дерево становится еще более не защищенным к внешнему воздействию. Обработанные волокна по-прежнему сохранят способность впитывать влагу, что чревато развитием грибковых инфекций и гнили.

Изменить такое положение дел можно, только прибегнув к применению технологии стабилизации или обработке дерева специальным составом способным проникнуть глубоко в поры и буквально закупорить поры. Процесс стабилизации древесины по своему характеру носит комплексный характер. В процессе стабилизации дерево приобретает не только качества, повышающие его прочность и твердость, но и более интересный внешний вид.

Основные цели стабилизации

Несмотря на трудоемкость процесса и довольно долгое время, которое будет потрачено на стабилизацию, результат позволит обеспечить легкость обработки заготовки. Так, в процессе обработки специальные составы позволяют добиться следующих свойств материала:

• Повысить плотность и твердость дерева;
• Обеспечить устойчивость к воздействию влаги, перепадам давления и температуры, уберечь от воздействия ультрафиолета;
• Дерево приобретает устойчивость к высоким температурам и открытому пламени;
• На пропитанный полимерами материал лучше ложатся лакокрасочные покрытия;
• Древесина становится непроницаемой для биологических вредителей;
• Волокна, пропитанные полимером, перестают быть подвержены деформации, дерево становится легче обрабатывать и клеить;
• При обработке ручным и инструментальным способом можно получить более качественный результат – материал меняет свои свойства, его становится легче обрабатывать.

Технология термодревесины: ближе к природе

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. Процесс термической модификации начинается сразу после сушки досок в камере, где материал нагревается до температуры 260°С. Содержащиеся в древесине сахаристые вещества спекаются, становясь непригодной средой для насекомых и микроорганизмов, разрушающих древесину. Стенки клеток, образующих древесные волокна, которые обычно легко поглощают влагу и высыхают, после термической обработки перестают разбухать.

Лишенная влаги древесина становится не только менее восприимчивой к биологическим факторам, но и более стабильной, практически не усыхая и не коробясь. И так же, как копья древних охотников, приобретает в результате нагрева повышенную твердость. Конечным продуктом этого процесса является легкий, прочный, долговечный и стабильный материал без каких-либо химических добавок.

Древесина по всей толщине становится коричневой и имеет приятный сладковатый запах. Из прошедших обработку досок изготавливают шпунтованные доски для террасных настилов и обшивки стен (вагонку), а также калиброванные пиломатериалы, которые практически не коробятся.

Ссылка по теме: Дерево или бетон – из чего строить дачный дом?

Один из производителей, компания Radiance Wood Products, сделала еще один шаг для повышения экологической безопасности, полностью пропитывая материал синтетическими смолами без использования органических растворителей (технология One TIME Finish), что позволяет обновлять отделочное покрытие не чаще, чем раз в семь лет.

Термодревесина — легкий материал, и грузовик может перевозить вдвое больше досок, чем из антисептированной древесины, экономя топливо и уменьшая количество вредных выбросов (хотя два последних преимущества нивелируются необходимостью сжигать больше топлива для работы камер, в которых происходит процесс обработки).