Термодревесина: изготовление, характеристики, виды, применение

Термодревесина: особенности материала и его окраска

Но в последнее время все большую популярность приобретает его особая разновидность – термодревесина, отличающаяся улучшенными характеристиками и расширенной сферой применения. В данной части учебного курса этот уникальный материал будет рассмотрен подробно.

  • Что такое термодревесина.
  • История термодревесины.
  • Свойства термодревесины.
  • Область применения.
  • Окраска термодревесины.

Что такое термодревесина

Термодревесина получается в результате особой термической обработки различных хвойных, а также лиственных пород древесины (сосна, ясень, дуб и другие). Другое название материала – термомодифицированная древесина (ТМД) или термодерево. В зависимости от страны-изготовителя, производство ТМД может отличаться, но максимальное распространение получила финская технология. Ее суть заключается в термогидролизе древесины в условиях ограниченного доступа воздуха в атмосфере водяного пара при высоких температурах (150-240⁰С).

Термообработка может быть одноступенчатая и многоступенчатая, во втором случае водяной пар подается под давлением (1,6 Бар). Также применяется ректификация – под давлением подается не воздушный пар, а инертный газ (азот), этим способом изготавливают ТМД высшего качества.

В зависимости от температуры пара, которым обрабатывается древесина, она разделяется на классы, отличающиеся внешним видом и свойствами.

  • Пар до 190⁰С – первый класс, легкое изменение оттенка, минимальные улучшения свойств.
  • Пар до 210⁰С – второй класс, более темный оттенок, повышение прочности и устойчивость к гниению.
  • Пар до 240⁰С – третий, класс (высший), темные, насыщенные оттенки, максимальная плотность, твердость, прочность.

Если максимально упростить – древесину принудительно высушивают при высоких температурах, но в результате воздействия паром или газом из нее удаляется не только влага, но и полисахариды, провоцирующие процесс гниения. Изначально модифицировать древесину пытались за счет химических реагентов, но после такой обработки материал хоть и приобретал улучшенные свойства, но становился вреден для потребителей и окружающей среды. Термическая же модификация абсолютно безопасна и позволяет добиться улучшения характеристик без потери экологичности.

История термодревесины

Сделать дерево более прочным и долговечным пытались издревле – его вываривали в масле или солевом растворе, вымачивали, обжигали. Первые же научные исследования в сфере термической обработки древесины датируются тридцатыми годами прошлого века – пионерами стали немцы, Штамм и Хансен. В Америке о материале заговорили немного позже, в сороковых годах, а первые результаты научных трудов по этой теме были опубликованы только в шестидесятых годах ушедшего столетия (Коллман, Шнайдер).

Интересовались процессом и в других странах, таких, как Франция и Нидерланды (Голландия), но серьезнее всего к проблеме подошли финны, в девяностых годах разработав технологию термомодификации водяным паром при высоких температурах. Сегодня производство ТМД широко распространено и в Европе, и в Америке, и на территории нашей страны.

Свойства термодревесины

В результате термомодификации у древесины улучшаются практически все параметры. Она становится:

Устойчивой к внешней среде – за счет приобретения более плотной структуры максимально понижается гигроскопичность, дерево перестает впитывать влагу. На него больше не действуют не только пары, даже прямое попадание воды никак не скажется на материале, а при полном погружении в водную среду на длительное время влаги накопится не больше 8 % от общей массы. Дождь, снег, туман и другие капризы природы термодревесина, в отличие от обычной, перенесет совершенно спокойно.

Стабильной – всегда сохраняет геометрию и габариты, отсутствует опасность получить «вертолет» вместо ровной доски. Кроме того, исключено растрескивание.

Прочной – даже относительно мягкие в исходном варианте сорта после обработки становятся твердыми и устойчивыми к механическим повреждениям. На древесине не остается характерных вмятин от ударов и царапин, испортить поверхность достаточно сложно и преднамеренно, не то, что нечаянно.

Безопасной – и это не только сохранение натуральности и экологичности, но и повышение класса огнестойкости, термодерево слабо воспламеняется и плохо разгорается.

Декоративной – четче прорисовывается текстура, ярче, насыщеннее и однороднее становится оттенок.

Долговечной – многократно увеличивается срок службы, как при внутреннем, так и при наружном применении. Это объясняется стойкостью к патогенной микрофлоре (плесень, грибок), гниению и вредителям.

На фоне списка достоинств самым существенным недостатком ТМД является ее высокая стоимость, но если принимать во внимание практически бесконечный срок службы и приведенные свойства, этот минус теряет свою значимость.

Область применения

Благодаря модификации у термодерева значительно расширяется сфера применения.

Термодерево является одним из наиболее долговечных решений для внешней отделки фасада и террасы деревянного дома, коттеджа, садовой беседки или напольного покрытия.

Это универсальный, повсеместно востребованный материал.

Термодоска на фасаде – чаще всего планкен, вагонка, блок-хаус. Облицовка годами сохраняет внешний вид, можно забыть о рассыхании, трещинах и гнили. Такой фасад требует минимального ухода в процессе эксплуатации.

Термодоска на террасах, на верандах и в беседках – открытые и неотапливаемые зоны требуют применения износостойких покрытий, термодоска не боится попадания осадков, колебания температур. На полу не появятся щели, элементы не рассохнутся и не перекосятся, не придется каждый сезон замазывать и перекрашивать пол.

Термодоска во влажных помещениях – сауны, бани, ванные комнаты и территории около бассейнов также требовательны к отделке, но уже из-за постоянной высокой влажности или прямого контакта с водой. Кроме того, ТМД плохо проводит тепло и не нагревается.

Термодоска для дорожек – дорожки не только украшают участок и облегчают доступ при любой погоде, но и подвергаются повышенным нагрузкам, воздействию осадков и влаги. Дорожки из ТМД натуральные и декоративные, при этом максимально надежные и долговечные.

Окраска термодревесины

На фоне максимальной устойчивости к влаге, агрессивной среде и вредителям, ТМД сохраняет восприимчивость к солнечному излучению – при попадании прямых лучей поверхность выгорает и приобретает грязно-серый оттенок. Но в отличие от обычной древесины, это скорее визуальный эффект, так как разрушение структуры возникает в самом верхнем слое, не проникая вглубь и не угрожая прочности и целостности материала. При отсутствии защитного покрытия термодревесина в течение года выгорает на 0,05-0,1 мм, поэтому ей тоже требуется пусть минимальная, но дополнительная обработка.

Чтобы сохранить привлекательность ТМД, специалисты рекомендуют использовать масляные средства.

Натуральные масла, это экологически чистый продукт, подчеркивающий натуральную текстуру древесины и не образующий на поверхности пленку, которая со временем шелушится и растрескивается. Они обладают высокой эластичностью, просты в эксплуатации и не требуют перешлифовки, а только лишь обновления финишного слоя.

Технология окраски ТМД маслом зависит от области применения.

Наносить составы лучше кистью с натуральным или смешанным ворсом, растирая вдоль волокон тонким слоем. Всегда необходимо покрывать цветными маслами, так как термодревесина очень склонна к выгоранию и быстро сереет, а заколерованные в цвет масла максимально надолго защищают от ультрафиолета.

Покрытие наносится в два слоя:

  • второй – в зависимости от назначения изделия.

На вертикальные поверхности наносится защитное масло для наружных работ (цветное). Горизонтальные поверхности покрываются маслом для террас (цветным).

Что касается периодичности обновления защитно-декоративного слоя, то он также привязан области и специфике применения.

Если мы говорим о фасадах (вертикальная поверхность) то период обновления составляет около 5 лет. Горизонтальные поверхности рекомендуется обновлять один раз в 2 года. Но не стоит забывать, что это все очень сильно зависит от конструкционных особенностей строения.

Термомодифицированная древесина сочетает природную красоту и натуральность, с впечатляющими техническими характеристиками и широкой сферой применения.

Как уберечь деревянный недострой – в статье о зимней консервации, как из остатков от стройки сделать эксклюзивную мебель и утварь – в материале “Шрек-стайл. “. В видео об изготовлении деревянной дранки – это покрытие популярно и в наше время.

Термодревесина: её свойства и области применения

Приветствую любознательного читателя!

Сегодня многие люди задаются таким острым вопросом: существует ли экологически чистый современный материал, способный сохранять свои лучшие свойства практически в любых условиях?

И ответ на него – конечно же, положительный. Название этой новинке – термодревесина. В этой статье постараемся подробно рассмотреть тему этой инновационной разработки: как её делают, что в результате получают и где применяют.

Заинтригованы? Тогда располагайтесь поудобней, будем рассматривать инновационное сырьё более подробно.

Из этой статьи вы узнаете:

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.

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.

Технология изготовления

В 90-е годы прошлого века проходили практические и теоретические исследования по термической обработке древесины в таких странах, как Финляндия, Франция и Нидерланды. Так, например, финским Государственным Исследовательским Центром VTT была предложена следующая схема обработки. Кстати, можно уточнить, что именно Финляндия является мировым лидером в области исследований и производства этого инновационного материала.

→Первая, самая длительная фаза – это сушка. При этом в древесине происходит принудительное снижение содержания влаги практически до нуля. Продолжительность фазы зависит от породы дерева, толщины элемента и изначального значения концентрации влаги в нём.

→Далее следует непосредственно термообработка, которая длится 23 часа. Процесс протекает в закрытых камерах при температуре около 200°С. Защитной средой, в данном случае, выступает пар, не допускающий горения дерева и активно участвующий в химических реакциях, происходящих с материалом.

→Следующая стадия – закаливание. На протяжении нескольких часов древесину охлаждают. Этот процесс необходимо тщательно контролировать для того, чтобы процент содержания влаги не был ниже 6-7%. Причина проста — со слишком сухим материалом в дальнейшем будет тяжело работать. И полученная термодревесина превратится в ещё более дорогой продукт.

В результате проведённой обработки происходит изменение структуры дерева: проявление текстуры, приобретение более тёмного и насыщенного благородного оттенка, однородного по сечению. Поэтому, даже не очень дорогие сорта дерева, после такой обработки приобретают вид ценных пород. В дальнейшем термодревесина может быть подвержена любым видам механической обработки, а также на неё можно нанести любой лакокрасочный материал.

Какие свойства приобретает термодревесина?

  • Cтабильные геометрические размеры при 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.
Читайте также:  Можно ли париться и ходить в баню при кашле

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.

Области применения термодревесины

Так как этот продвинутый материал обладает многими полезными свойствами, а в некоторых случаях – даже уникальными, ему находят огромные области применения. Вот некоторые из них, в которых его сегодня активно используют:

→Начнём с нашей банной тематики. Для отделки бань и саун термодревесина подойдёт как никогда. Её можно смело использовать как для внешней так и для внутренней отделки.
→Так как материал не боится повышенной влажности, его применяют в отделке причалов, террас и зон отдыха возле бассейнов.
→В последнее время термодерево активно применяется в яхтостроении: палубы, мебель и эксклюзивная внутренняя отделка.
→Дизайнеры и архитекторы уже не могут обойтись без ТМД и используют её для отделки фасадов, внутренних интерьеров, отдельных элементов ландшафтного дизайна и т. д.

→Мебельщики также взяли себе на вооружение эту новинку и с успехом её применяют в своих смелых задумках.
→Для многих производителей качественных окон и дверей, термодревесина стала не заменимым сырьём.
→Некоторые компании производят даже клееный термобрус, так что из этого модного материала можно поставить дом или баню.
→ТМД отлично подходит для изготовления открытых террас, беседок, настилов, полов, различных игровых площадок.

В заключении хочется отметить, что термодревесина способна конкурировать, а точнее, даже – превосходить своих «африканских собратьев». То есть она обладает гораздо лучшими качествами, чем дерево, привезённое из дальних заморских стран, например абаш или кемпас.

Цитата мудрости: Самое страшное неверие — это неверие в себя.


Термодревесина: что это, как изготавливается, преимущества и область применения

В силу того, что современный строительный рынок заполонили синтетические материалы, не отличающиеся своей экологической чистотой, возрос спрос на природные материалы, которые можно использовать, не опасаясь за свое здоровье. В первую очередь это древесина, которой очень далеко до идеала в силу своей неспособности противостоять природным факторам – все мы знаем, как она себя ведет во влажной и сухой среде, как ее любят насекомые и такие микроорганизмы, как плесень. В общем, в уличных условиях, без надлежащей защиты, дерево долго не служит. А жаль. Как ни странно, но и здесь пришли на помощь современные технологии – сравнительно недавно появился такой метод обработки дерева, как термомодификация. Конечным продуктом этой технологии является термодревесина, о которой мы и поговорим в данной статье. Вместе с сайтом stroisovety.org мы подробно изучим строительный материал данного типа.

Термодревесина своими руками фото

Термодревесина: что это такое и как производится

Процесс изготовления термодревесины является довольно простым – по сути, ее подвергают длительному воздействию температуры, в результате чего она становится пустой. В том смысле, что в ней частично выгорает целлюлоза, выходят все имеющиеся смолы и меняется структура самих волокон – дерево как бы карамелизируется, благодаря чему приобретает очень высокие показатели, из-за них оно и ценится. Термообработка древесины может производиться четырьмя различными способами.

  1. Одноступенчатая обработка перегретым паром при температуре 150-200 градусов по Цельсию. Таким способом получают, так сказать, стандартное термодерево, которое можно приобрести в больших строительных магазинах.
  2. Многоступенчатая обработка перегретым паром под давлением. В большинстве случаев данная технология применима для не высушенной древесины – сначала она в течение нескольких часов обрабатывается паром в камере, в которой создается давление в 1,6Бар, а потом просушивается. В процессе сушки ее разогревают еще один раз, чтобы улучшить технические характеристики.
  3. Обработка горячим маслом. Этот способ обработки термодревесины предусматривает ее помещение в растительное масло и медленный нагрев в нем. В процессе такого воздействия древесина впитывает некоторое количество масла, в результате чего приобретает способность противостоять влаге и не трескаться при пересыхании.
  4. Обработка древесины в среде инертных газов – как правило, в азоте при повышенном давлении и низком содержании кислорода. Этот процесс известен под названием ретификация – с его помощью получают термодревесину самого высокого качества.

Что получается в результате всех этих видов обработки? Какие придают ей свойства таким способом? А вот с этим моментом мы и разберемся дальше.

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 фасад, 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.

  1. Долговечность – несмотря на всю бесхитростность процесса изготовления термодревесины, ее срок службы в уличных условиях практически в 20 раз больше, чем у обычной древесины. Обусловлено это тем, что в процессе обработки в ней распадаются практически все полисахариды, которые являются любимым лакомством грибков и жучков-короедов.
  2. Более высокая степень пожаробезопасности, обусловленная плотностью и твердостью модифицированной древесины – в отличие от натурального дерева, изделия из термодревесины разгораются очень и очень медленно.
  3. Твердость и прочность, которой могут позавидовать практически все современные напольные покрытия, в том числе и ламинат. От ударов на ней не остается и следа – даже поцарапать этот материал гвоздем достаточно трудно.
  4. Высокий эстетический потенциал. После обработки температурой очень сильно проявляется структура дерева – мало того, оно темнеет и приобретает схожесть с деревом ценных пород. Можно даже сказать больше, по своим качествам термодревесина во много раз превосходит большинство ценных пород дерева.

Фасадная термодревесина фото

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.

Термодревесина и класс ее обработки

Производство термодревесины происходит под воздействием перегретого пара при температуре от 150 до 240 градусов Цельсия – разлет большой, но именно он обуславливает разделение этого материала на классы. Всего их три.

  • 1-й класс. Обработка дерева осуществляется при температуре до 190 градусов Цельсия – такая древесина слегка тонируется, а ее технические характеристики самые низкие.
  • 2-й класс. Этот материал обрабатывается при температуре до 210 градусов. Конечный продукт приобретает стойкость к гниению и прочность – вместе с этим он становится менее пластичным и хрупким. Его оттенок несколько темнее, чем у предыдущего материала.
  • 3-й класс. Это самый высокий класс термообработки древесины – получаемый после такого «обжига» продукт является очень плотным, твердым и устойчивым к любым погодным факторам. Его обработка производится при температуре около 240 градусов по Цельсию.

Обработка термодревесины фото

Естественно, в зависимости от класса обработки, изменяется и стоимость материала – чем он выше, тем цена материала дороже. Так что следует трижды подумать, какие качества вам нужны.

Доска из термодревесины: область применения

По большому счету, область применения термодревесины не ограничена – использовать ее можно везде, где современный человек применяет обычную древесину. Есть, правда, один нюанс, который нужно учитывать, прежде чем принять решение о ее применении – это стоимость. Цена термодревесины очень высокая, и в большинстве случаев затраты на ее приобретение могут оказаться нецелесообразными. К примеру, применять ее внутри помещений можно, но дорого – с одинаковым успехом для декора полов и стен подойдет и обычное дерево. У этого материала существует своя область применения, в которой затраты на него оправданы.

  • Самое первое – это фасады строений. Для этих целей существует вагонка разного плана – это и стандартные рейки с пазами, и блок-хаус.
  • Второе – это террасы, площадки на открытом воздухе, беседки и прочие уличные малые архитектурные формы. Для этих целей современные производители изготавливают термодревесину для террас.
  • Ограждения. Забор из термодревесины способен стоять и радовать глаз хозяев участка очень долго. Мало того, за таким забором практически не нужен уход – он, как и пластиковые изделия данного типа, требует только периодического мытья со шланга.
  • И, естественно, декоративные изделия – напольные покрытия, стеновые панели, мебель для улицы (столы и стулья в первую очередь), различные садовые декоры вроде мостиков и им подобные украшения приусадебного участка.

Термодревесина для террасы фото

В общем, здесь следует хорошенько подумать на счет целесообразности применения термодревесины – возможно, вы придете к выводу, что гораздо дешевле будет создать обычную имитацию данного материала, что делается не так уж и сложно. Кстати, это повод задуматься над вопросом, а термодревесину ли вы приобретаете в магазине? Способов придать дереву вид этого материала достаточно много. Сами понимаете, это только вид, но никак не качества.

И в заключение темы скажу несколько слов по поводу вопроса, может ли быть изготовлена термодревесина своими руками? В небольших количествах и фрагментах небольшого габарита изготовить ее, в принципе, можно – для этого понадобится электрическая печь с возможностью регулировки температуры. Кроме древесины, в нее нужно будет установить емкость с водой – без насыщения паром дерево может загореться.

Добавить по поводу этого материала больше нечего. Остается только подвести итоги и сделать для себя выводы. Материал, конечно, дорогой, но тратя на него большие деньги, вы может быть уверены, что изделия из него будут радовать ваш глаз на протяжении длительного времени. Можно сказать больше – они перейдут по наследству вашим детям практически в не изменившемся состоянии.

Термодревесина: изготовление, свойства, применение

До недавнего времени натуральный материал, неподверженный гниению и вредному воздействию паразитов, был чем-то из области фантастики. Развитие технологий позволило придать дереву характеристики, свойственные исключительно синтетическим стройматериалам. Технология изготовления термодерева включает особую температурную обработку, такой прием заставляет обычное дерево полностью поменять свою структуру, становясь намного прочнее, а также устойчивее перед грибком и плесенью.

Термодревесина – это модификация древесины, прошедшая предварительную сушку и термическую обработку при высокой температуре (в зависимости от плотности древесины от 140 до 270 °C с целью изменить ее свойства.

Уже давно известно, что древесина становится более устойчивой под воздействием высокой температуры. Однако только в течение прошедших лет этот феномен был исследован учёными, и в результате появился такой строительный материал, как термодревесина. Если быть точнее, то метод придумали финны, которые интересовались термической обработкой дерева без химических добавок.

В настоящее время такая древесина доступна также и в других странах. Тем более, что термодревесина из местных сортов дерева способна заменить намного более устойчивые тропические сорта дерева, такие как бангкирай или тик. Однако при применении этого строительного материала совсем без химии обойтись невозможно. Древесина сереет, несмотря на термообработку, поэтому, если хочется получить благородный цвет, её приходится защищать химическими блокаторами от ультрафиолетового излучения.

Производство термодревесины.

В сушильных камерах дерево нагревается в течение нескольких часов до температуры выше 200 ° C. При этом целлюлоза (ксилоза) частично сгорает, и качества древесины меняются. Она обладает более низкой равновесной влажностью и становится темнее за счёт процесса «карамелизации». Меняются также и внутренние качества древесины. Поэтому на срезах и в местах просверливания она имеет такой же цвет и ту же прочность. Из хвойных пород дерева полностью выгоняется смола. В сочетании с водой обработка теплом приводит к гидролизу различных составных частей древесины. Известные на сегодня способы производства термодревесины можно разделить на четыре группы:

1. Одноступенчатая обработка водяным паром. В этом случае используются агрегаты наподобие сушильных камер, в которые после загрузки материала подается пар. При этом содержание кислорода в воздухе этих установок уменьшается до 3,5%, что при температурах 150–200ºС замедляет оксидацию (горение) древесины. При обработке предварительно высушенной древесины общая продолжительность процесса составляет около трех дней. Также возможна обработка и сырого материала, но в этом случае продолжительность процесса будет больше с учетом времени собственно сушки.

2. Многоступенчатая обработка. Влажная древесина в течение 4–5 ч подвергается обработке насыщенным паром или водой (процесс варки) при температуре 150–200ºС. Сам процесс происходит в герметичной емкости под давлением до 1,6 МПа. После этого древесина высушивается в камере в течение 3–4 дней до конечной влажности (около 10%). Во время фазы твердения древесину еще раз нагревают до температуры 170–190ºС на 14–16 ч.

3. Обработка в горячем масле. Сухая древесина погружается в растительное масло и медленно нагревается до температуры 180–220ºС. Продолжительность этой обработки составляет 2–4 часа. При этом дополнительно происходит поглощение масла древесиной, которое зависит от размеров материала (поверхности) и может регулироваться. Длительность процесса составляет примерно сутки.

4. Обработка в среде инертных газов. Этот процесс известен как Retification, или, как называют в России, ретификация (не путать с ректификацией). В этом случае вместо водяного пара или масла древесину обрабатывают в среде азота с содержанием кислорода до 2% при повышенном давлении.

Характеристики термодревесины

1. Первое и самое важное качество, которым обладает термодревесина, – это размероустойчивость. Данная характеристика отвечает за то, что никакие внешние факторы воздействия не смогут повлиять на то, чтобы Ваша термодревесина потеряла свой товарный вид. Натуральное дерево, как известно, деформируется от влаги, а термодревесина – нет. Это связано с тем, что термодревесина имеет практически нулевую равновесную влажность, а способность поглощать водяной пар у ТМД также стремится к нулю.

2. Другое важное свойство, которым обладает термодревесина, – повышенная прочность и долговечность. Благодаря термообработке продолжительность “жизни” досок увеличивается более, чем в 20 раз! Такая удивительная метаморфоза обусловлена тем фактором, что при воздействии высокой температуры на дерево – в дереве распадаются вещества-полисахариды! В итоге, древесина и приобретает высочайшие защитные качества, которые полностью устраняют возможность возникновения “грибка”, плесени или насекомых.

3. Термодревесина обладает повышенной пожароустойчивостью, в отличие от натурального дерева.Всем нам хорошо известно, что естественное дерево разгорается моментально. Естественно, это является одним из самых негативных его качеств. Термодревесина же, благодаря процессу модификации, стала гораздо менее пожароопасной. Это качество ТМД, безусловно, является немаловажным залогом Вашего спокойствия.

4. Термодревесина имеет огромный эстетический потенциал, что является ключевым фактором для оригинальности и красоты дизайна.После модификации термодревесина по своей структуре становится похожа на благородные породы тропических деревьев. Но отделочные материалы из тропических деревьев в России практически невозможно приобрести, они в дефиците и стоят огромных денег, зато термодревесина, не смотря на свою элитность и качественность, является доступной основной массе потребителей. Немаловажная деталь также ещё в том, что по своим эстетическим характеристикам, термодревесина, обладая стойкостью тропических видов древесины, превосходит их. Словом, термодревесина находится на уровень выше, чем элитные сорта тропического дерева, стоя при этом ниже.

Применение термодревесины

Возможности применения термодревесины зависят от специфических свойств, которые она приобретает после модификации. Каждый производитель самостоятельно определяет для себя те сегменты рынка, которые могут быть заполнены его продуктом. Как правило, термодревесина применяется в следующих сферах производства:

  • Строительство и облицовка домов, сайдинг домов и построек, внешняя отделка фасадов;
  • Внутренняя отделка и декорирование помещений;
  • Отделка саун, бань, бассейнов, ванных комнат, причалов, мостов и других объектов, имеющих непосредственный контакт с водой;
  • Изготовление мебели, комплектующих изделий и музыкальных инструментов;
  • Изготовление дверей, окон, других конструкционных элементов, где важна стабильность геометрии изделия;
  • Изготовление полов (паркет, паркетная доска, фриз, половая доска), в том числе разнотонных и теплых полов;
  • Изготовление террас, веранд, беседок, садово-парковых конструкций, ограждений, детских игровых комплексов;
  • Яхто- и кораблестроение (палубные настилы, внутренняя отделка, мебель);
  • Любые дизайнерские решения, реставрация (наличники, плинтусы, подоконники, доска и плитка для санузлов и кухонь, цельные раковины из массива, ванны, элементы ландшафтного дизайна).

Недостатки термодревесины

1. Изменение цвета под воздействием ультрафиолетового излучения. При длительном воздействии солнечного излучения обычное дерево и термодревесина постепенно приобретают серый цвет. При продолжительном нахождении под прямыми солнечными лучами возможно появление маленьких трещин и изменение цвета. Во избежание этого, рекомендуется покрытие лаком, покраска и использование пигментных поверхностных средств для защиты от уф-излучения.

2. Запах термодерева. В процессе любого из вариантов термической модификации древесины из неё отгоняются легколетучие составляющие, смолы и так далее. И в то же время образуется ряд других легко летучих химических соединений. Наиболее “неприятными” из них являются фурфурол и древесный уксус. Чем выше температура модификации (уровень модификации), тем больше этих составляющих образуется и находится в древесине. Эти химические соединения достаточно легко улетучиваются из неё. Но для этого нужна выдержка в проветриваемых помещениях или дополнительная обработка после модификации.

3. К недостаткам термодревесины можно отнести повышенную хрупкость, что делает нежелательным применение термодревесины как материала для возведения несущих конструкций. Поэтому при распилке материала, для предотвращения сколов, требуется высокооборотные станки с дисками, обладающими заточенными твердосплавными зубцами. Те же самые требования предъявляются к оборудованию для фрезерования и шлифовки. Также не рекомендуется заглублять термодревесину в грунт, т.к. пока не разработаны технологии термообработки, позволяющие эффективно использовать материалы при контакте с землей.

Патенты и лицензии на производство термодревесины

1. Финская технология Thermowood. Разработчиками и производителями оборудования являются финские компании Lunawood Oy, Stellac Oy, Tekmaheat Oy, Valutec Oy, итальянская фирма Baschild, французская компания BCI-MBS (технология Ле Буа Пердюр). Их особенностью является то, что термомодификация древесины ведется в защитной атмосфере водяного пара при температурах 185-212°С. Основные мощности по производству термодерева представлены именно таким оборудованием.

2. Голландская технология Plato. Разработчиком и производителем оборудования является фирма PLATO-Wood (Providing Lasting Advanced Timber — Предлагаем Долговечную Прогрессивную Древесину на Смену). Ее особенностью является проведение термомодификации путем цикличного гидротермолиза (термического гидролиза) древесины при температурах 160-190°С.

3. Французская технология Retification, которую иногда называют технологией паростабилизации. Разработчиком технологии является Горный институт в г. Сент-Этьене, производителем оборудования — компания REI из этого же города. Сама термомодификация ведется при температуре 220-250°С в среде ненасыщенного водяного пара. Фирма REI активно продвигает на рынок камеры ректификации древесины с объемом полезной загрузки от 1,5 до 8 м3.

4. Немецкая технология на основе сушки древесины в жидких органических веществах.В этой технологии в качестве защитной среды используются различные растительные масла (льняное, подсолнечное, рапсовое и др.), а сама термообработка ведется при четырех температурных режимах.

5. В других странах Европы, в Канаде, Украине и в РФ реализовано несколько технологий термообработки, близких указанным выше технологиям. Процесс получения термодревесины можно разделить на следующие стадии: повышение температуры в камере до 130-150° С и сушка при высокой температуре с уменьшением влажности почти до нуля. Затем происходит повышение температуры в камере и соответственно самой древесины в среде насыщенного водяного пара до температуры 200-240°С. При этом в камере создается незначительное избыточное давление по сравнению с атмосферным. На этом этапе дереву и придаются определенные свойства и цвет, т.е. получается новый материал —термодерево. Далее температура снижается, а влажность древесины доводится до уровня 4-6%.

Термодревесина: получение и применение

Впервые термодревесину применили для своих жизненных потребностей кочевые племена Севера. Бродячие кочевники обычно не строили деревянные здания, а вместо этого стремились разбить свои (утеплённые шкурами животных) палатки, в любом месте, где бы не поселились. Однако обычные деревянные опоры, при помощи которых шкуры прикреплялись к грунту, долговременностью не отличались, и сгнивали. Со временем кочевниками было обнаружено, что структуру дерева благоприятно изменяет огонь, точнее, выделяемое при горении тепло. Поэтому они стали подвергать примитивной тепловой обработке все деревянные части своего жилья. Так зародились основы технологии термической обработки древесины, которые в своей сути сохраняются и сегодня.

Сущность термического модифицирования дерева

Натуральные и экологически чистые строительные материалы являются трендом нашего времени, обеспечивая приятность и эксклюзивность восприятия (см., например, рис. 1). Однако в большинстве случаев (не в последнюю очередь по причинам стоимости первичной древесины) в игру вступает параметр долговечности деревянных изделий и сооружений. Поэтому для того, чтобы добиться визуального эффекта экзотического дерева, натуральное дерево необходимо изменить таким образом, чтобы оно не темнело со временем, и сохраняло не только свои эксплуатационные характеристики, но и первоначальный внешний вид.

Рисунок 1 – Внешний вид термически модифицированной древесины

Для термомодификации в основном пригодны все виды древесины. Практически подобной технологии подвергаются ольха, бук, дуб, клен, ясень,береза среди лиственных деревьев, а также ель и сосна – среди хвойных.Термически модифицированная древесина еловых и лиственных деревьев считается экологической альтернативой тропической модифицированной древесине. С одной стороны, это производится вследствие целесообразности использования термодревесины в условия влажного и сурового климата, с другой стороны, из-за тёмного цвета,который приобретает исходный материал в зависимости от интенсивности его термической обработки.

Термически модифицированная древесина является конечным продуктом нагрева исходного материала до температуры не менее 160 °С в условиях дефицита кислорода. Целью термической модификации является улучшение технических свойств древесины строительного материала по всему поперечному сечению для определенных областей применения. Пионерами разработки и внедрения передовых технологий изготовления термодревесины считаются деревообработчики скандинавских стран – Швеции и Финляндии, впервые предложившие профильному рынку свои решения ещё в конце 90-х годов прошлого века.

Технология термической модификации дерева заключается в последовательном выполнении следующих операций:

  • Частичного пиролиза (термического разложения) исходных полуфабрикатов в атмосфере с низким содержанием кислорода. Длительность операции составляет от 24 до 48 часов, при температуре 170…250 ° C. В результате такого температурного воздействия внутренняя энергия материала увеличивается, что приводит к разрыву прежних меж молекулярных связей и к образованию новых.
  • Конверсии (заполнения) свободных ОН-групп, вследствие чего усадка и набухание древесины пропорционально уменьшается во всех направлениях (до 70%). Одновременно происходит уничтожение возможных вредителей и грибковых микроорганизмов. Цвет древесины темнеет по всему поперечному сечению.
  • При необходимости осветления отдельных участков полуфабрикат обрабатывают направленным ультрафиолетовым излучением.
  • Изменение физических свойств термодревесины :
  • Плотность полуфабриката снижается, поскольку во время пиролиза происходит выделение смолистых веществ. Мягкость термически модифицированного дерева облегчает процесс его дальнейшей механической обработки;
  • Уменьшается межслойная прочность, в частности, на изгиб и растяжение. Это ограничивает применение клеевых соединений для получения многослойных изделий.
  • Свежеизготовленная термодревесина приобретает характерный дымный запах, который вскоре улетучивается.

Стадии обработки

Поскольку термически модифицированная древесина является наиболее экологически чистым продуктом деревообработки, то для всех операций используется только водяной пар. Регулируемыми параметрами являются температура, длительность и цикличность отдельных стадий техпроцесса.

Существует два класса продуктов из термообработанной древесины, которые различаются по своей термостабильности (Thermo-S) и по долговечности (Thermo-D). Существенными особенностями продуктов Thermo-S являются внешний вид и длительная прочность. Классифицированный в соответствии со стандартом EN 350-1 (шкала: от 1- очень прочный, до 5 – недолговечный). Древесина класса Thermo-Sзначительно более стойкая и относится к 3 классу сопротивления распаду, в то время, как определяющей характеристикой продукции Thermo-D является её биологическая устойчивость. Так, например, термически модифицированное изделие класса 1 может выдерживать контакт с землёй в течение примерно 25 лет (определяется количеством влаги в почве).

При производстве термодревесины применяют только тело, воду и водяной пар, без добавления химических реагентов. Процесс включает в себя:

  • 1. Увеличение температуры для окончательной сушки исходного материала. Древесину нагревают, вначале примерно до 100 °С, а затем, с уже меньшей скоростью – до 130…140 °С. Содержание влаги в исходном материале значения не имеет, поскольку на данной фазе показатель влажности древесины будет уменьшаться примерно до нуля. Когда вся вода высвобождается, а процесс нагрева продолжается, состав полуфабриката претерпевает изменения, в основном, в составе гемицеллюлозы. Они начинаются уже с 150 ° C, а далее термомодификация только усиливается. Присутствующий водяной пар действует как защитный газ:поддерживает стабильность процесса под небольшим избыточным давлением, и замещает кислород внутри камеры.
  • 2. Фактическая фаза термической модификации. Она происходит при 185…220 °C, в зависимости от желаемой степени модификации. Температура повышается до требуемого уровня и поддерживается постоянной на протяжении от 2 до 3 часов. Для сохранения кислорода в камере и воздействия на химические изменения в древесине в камеру впрыскивается пар.
  • 3. Фаза охлаждения и восстановления. Характеризуется снижением температуры процесса из-за разбрызгивания воды. Здесь происходит восстановление влажности древесины до желаемого уровня, обычно около пяти процентов. Стабильность параметров конечного продукта очень высока.

Диаграмма последовательности процесса термического модифицирования древесины для разных её классов приведена на рис. 2.

Рисунок 2 – Последовательность этапов термомодифицирования древесины классов Thermo-S и Thermo-D

Содержание влаги в конечном продукте стабилизируется на уровне 4 процентов или чуть больше, а среднее значение тангенциального набухания и усадки для обработанной древесины класса Thermo-S составляет 6…8%,а для Thermo-D – 5…6%.

Наилучшим исходным материалом для производства термодревесины считается северная сосна и ель видов Pinus Sylvestris и Picea Abies. Эти виды хотя и отличаются медленным ростом, но зато характеризуются повышенными значениями исходной плотности.

Оборудование

Тепловая модификация древесины происходит при высоких температурах и в точно контролируемых условиях. Производственная техника –камеры для пиролиза – разрабатываются так, чтобы обеспечить высокую производственную долговечность, с учётом того, что внутри камеры постоянно присутствует и высокая кислотность. Сама камера и все её компоненты изготавливаются из нержавеющих сталей.

Рисунок 3 –Общий вид установки для термомодифицирования древесины

Время обработки для одного цикла обычно составляет от 1,5 до 3 дней, но оно может быть и больше. Основными факторами, которые влияют на время обработки, являются:

  • Породы древесины;
  • Толщина и содержание влаги в начале процесса термической модификации;
  • Степень автоматизации процесса.

Предварительно высушенная древесина в целом имеет более короткое время обработки, чем свежесрубленная.Современные камеры оснащаются системами программного обеспечения,предназначенного для управления процессами. При этом генерируется вид кривой процесса (подобной той, которая приведена на рис. 2) в виде файла истории,который можно открыть позже, а детали процесса можно наблюдать либо в виде графической кривой, либо в виде числовых данных.

Система нагрева для процесса получения термодревесины обычно основана на использовании термически стойкого масла или на прямом электрическом нагреве. Оба варианта могут обеспечить очень точный контроль тепла, однако повышенную постепенность прогрева полуфабрикатов обеспечивает масляный нагрев.

Преимущества и особенности использования термодревесины

Рисунок 4 –Типовая продукция из термомодифицированной древесины

Контролируемый пиролиз древесины обеспечивает:

  • Стабильность размеров.
  • Пониженное равновесное содержание влаги.
  • Улучшенную стойкость к гниению.
  • Пониженную теплопроводность из-за увеличенного количества пор.
  • Удаление смолистых веществ.
  • Стабильность цвета.
  • Не токсичность материала.

Термодревесина может использоваться во внутренних и внешних применениях, однако стоит помнить, что продукт обладает несколько сниженными показателями прочности на изгиб и раскалывание. Рекомендуемые области применения зависят от класса. Для термообработанной древесины Thermo-S это строительные компоненты, предметы мебели (см.рис. 5) и светильники, эксплуатируемые в сухих условиях, напольные покрытия, садовая мебель, дверные и оконные элементы.

Рисунок 5 –Диван из термодревесины

Из продукции класса Thermo-D изготавливают наружные двери,жалюзи, оснащение саун и ванных комнат (см. рис.6), вагонку, напольные покрытия,садовую мебель. При выборе сорта следует учесть: чем выше была температура тепловой обработки, тем темнее цвет термодревесины.

Термодревесина: особенности и сфера применения

В этой статье поговорим о термодревесине, её сфере применения, особенностях и характеристиках. Сайт RMNT выяснит, какие преимущества и недостатки есть у этого материала, который многие специалисты называют одним из самых современных и востребованных, «материалом XXI века».

Как понятно из названия, под термодревесиной понимается дерево, которое прошло термическую обработку. Речь идёт о специальной промышленной технологии, когда древесина обрабатывается в камерах без доступа кислорода при температуре +185. +230 °С. Режим нагрева плавный, многоступенчатый, потом дерево принудительно охлаждается.

Важно! Никакие химические вещества при термической обработке древесины не применяются!

Термической обработке подвергаются самые разные виды древесины, как мягкие — сосна, ель, липа, кедр, так и твёрдые — дуб, бук, ясень.

Преимуществ у термодревесины действительно много:

  • Экологическая чистота. Это всё то же старое доброе дерево, только прошедшее технологический процесс нагрева и охлаждения, никаких химических добавок и пропиток!
  • Не боится влаги, не подвержена гниению. Именно по этой причине из термодревесины часто изготавливают террасную доску, которой портал Rmnt.ru посвящал отдельную статью. Отметим, что влагопоглощение у термодревесины в 5–7 меньше, чем у обычной доски.
  • Термодерево не усыхает и не расширяется под воздействием влаги, не коробится, не скручивается, не растрескивается. Геометрические размеры таких досок и брусков будут одинаковыми, невзирая на перепады температуры и изменения влажности.
  • Не боится жучков, грибка, плесени, бактерий, насекомых. После запекания в камере такое дерево просто «несъедобно» для всех вредителей. Правда, отметим, что мох, грибки и плесень могут «цепляться» за термодревесину, но они не поражают её, а остаются на поверхности, благодаря чему легко счищаются.
  • Дерево становится более устойчивым к механическим повреждениям, на нём будет меньше царапин и сколов.
  • Термодревесина особенно красива, поэтому часто используется в декоре. Например, дуб становится похож на благородную морёную древесину, на ясене лучше видны годичные кольца, а недорогая сосна выглядит элитно, респектабельно. После шлифовки термодревесина приобретает глянец.

Минусы у термодревесины, несмотря на её растущую популярность и отличные характеристики, есть:

  • Работа с высушенной при высокой температуре древесиной приводит к образование тонкодисперсионной пыли, нужен респиратор.
  • Древесина становится более хрупкой. Да, твёрдость и устойчивость к механическим повреждениям повышаются, но резко уменьшается показатель эластичности, прочности. Поэтому в несущих конструкциях с серьёзной нагрузкой термодерево не используется.
  • Может со временем посереть под прямыми солнечными лучами. Многие это недостатком не считают, ведь серый оттенок придаёт дереву дополнительное благородство. Если же нужно защитить древесину от изменения цвета, потребуется специальное масло против ультрафиолета.
  • Риск поражения термитами остаётся, он вдвое меньше, но всё же. Правда, касается это только термодревесины, которая соприкасается с землёй.

Недостатков, уверены специалисты, у обработанной термически древесины намного меньше, чем преимуществ.

Сфера применения термодревесины очень обширна:

  • Внутренняя отделка, в том числе мокрых зон. Например, из обработанного термически дерева делают плитку для кухонных фартуков и ванных комнат.
  • Отделка бань и саун, в том числе парилок.
  • Строительство беседок, террас, веранд, мостиков и причалов.
  • Производство мебели.
  • Облицовка фасадов, в том числе деревянных домов.
  • Производство напольных покрытий.
  • Производство оконных рам и дверей, в том числе входных.

Из термообработанной берёзы даже делают костные протезы, так что вопросов с качеством, гигиеничностью и экологической чистотой этого материала у медиков нет.

Согласно европейским стандартам EN 335–1–2006, есть три вида термодревесины:

  1. Первый класс, Termo-S (Medium). Обрабатывается при температуре не выше +185. +190 °С. физические свойства изменяются незначительно, по большей части такая обработка влияет на внешний вид, придаёт дереву более тёмный, красноватый оттенок. Используется данный класс термодревесины только внутри домов и квартир.
  2. Второй класс, Termo-D (Intense). Температура обработки достигает +200. +230 °С. Это и есть настоящая, можно сказать, классическая термодревесина, которая обладает всеми описанными нами преимуществами. Так как влаги не боится, может использоваться в уличных условиях.
  3. Третий класс. Обрабатывается при температурах выше +230 °С. Официального признания не получил, например, ассоциация Thermowood (Финляндия) выделяет только два первых класса. Дерево при таких высоких температурах сильно темнеет и теряет прочность.

Важно! Чем выше температура обработки древесины, тем выше долговечность и стабильность, но прочность заметно падает. Поэтому оптимальным для использования специалисты называют второй класс термодревесины.

Стоимость термодревесины может быть очень разной, но в любом случае будет выше, чем у необработанного дерева. Цена зависит от породы древесины, сорта, вида изделия, производителя и так далее.

Видео по теме

Ссылка на основную публикацию