Термообработка древесины своими руками. Способы

Термодревесина

Читайте также

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

Термодревесина своими руками

Ввиду такой высокой стоимости многие домашние мастера задумываются о том, чтобы сделать термодерево в домашних условиях. Конечно, при наличии огромного желания и электрической печи с регулятором температуры, вы сможете справиться с этой работой. Только не забывайте, что в электрическую печь необходимо обязательно установить тару с жидкостью, потому что без присутствия пара древесина легко загорится при такой высокой температуре.

Однако дело это довольно трудоемкое. На специализированных форумах можно найти мастеров, которые создали сушильную камеру собственноручно из железнодорожной цистерны, вмещающей 15 куб. м. Основным условием является стопроцентная герметичность камеры. В противном случае присутствие кислорода станет причиной возгорания лесоматериалов во время нагрева свыше 135 С. Самый простой способ термообработки своими руками заключается в проваривании небольшой деревянной заготовки на протяжении 1.5 часов в воде. После этого ее нужно завернуть в ткань и старые газеты, и разместить около любого источника тепла для того, чтобы она просохла. К такому методу прибегают резчики по дереву для сушки липы.

Недостатки термодревесины

Однако, идеального материала без недостатков еще придумать не удалось. Поэтому даже у такого, на первый взгляд, безукоризненного материала, есть отрицательные качества. В результате термической обработки лесоматериалы становятся не только более твердыми, но и более хрупкими, по этой причине специалисты советуют сверлить направляющие отверстия для шурупов и гвоздей, в особенности около торцов доски.

Термодревесина более чувствительна к ультрафиолету и может приобретать серебристо-серый оттенок, раз в несколько лет участки древесины, расположенные под открытым солнцем, понадобится обрабатывать.

Поскольку технология является новой и малоизученной, экспертам пока не известна стойкость этого материала, при длительном нахождении в земле. По этой причине, столбы, части каркаса террасы, беседки и прочих садовых сооружений лучше создавать из пропитанной антисептиком древесины.

Сегодня этот материал можно купить лишь в специализированных магазинах, в розничной продаже она встречается достаточно редко. Однако в ближайшие несколько лет стоит ждать большей доступности вследствие роста объемов производства и, как следствие, уменьшения стоимости, потому что все больше и больше производств начинают осваивать эту технологию.

В конце отметим, что, несмотря на сложность технологии, можно сделать этот материал и в домашних условиях. Однако такой материал все же будет более низкого качества, чем изготовленный на предприятии. И даже, сделанное дома термодерево, будет иметь более высокие характеристики, чем обычное.

Похожие сюжеты

Государственная организация Southeast Urban Wood Exchange недавно объявила о том, что все предприниматели из восьмого региона Американского лесопромышленного департамента, занятые в производстве и переработке так называемого урбанистической древесины, могут зарегистрировать свою продукцию и услуги на портале urbanwoodexchange.org

У всех деревообрабатывающих предприятий и тех, кто занимается выпуском продукции из древесины, рано или поздно возникает проблема с защитой доски, бруса, оцилиндрованных бревен и также других конструкций от вреда, который наносят грибки и вредящие насекомые.

Что такое термообработанная древесина? Ее достоинства и применение в жизни +Фото и Видео

При строительстве или отделочных работах излюбленным материалом было и остается до сих пор дерево. Но, чтобы деревянные материалы долго служили, не гнили, не набухали и не усыхали, их приходится предварительно обрабатывать разными химическими веществами.

Но не всем хочется сталкиваться с химией, поэтому сейчас стала широко использоваться термообработанная древесина.

Термообработанная древесина, описание

Многие задаются вопросом, что это такое термообработанная древесина? Это деревянные изделия, которые прошли термическую обработку под высокими температурами без добавления химических средств.

Благодаря такой обработке дерево получает много положительных качеств:

  • — повышается срок эксплуатации деревянных изделий;
  • — поверхность изделия высокого качества;
  • — может выдержать разные перепады температуры;
  • — практически не усыхает, в отличие от обычного дерева;
  • — экологически чистый материал без использования химии, поэтому не имеет никаких посторонних запахов;
  • — термообработанное дерево имеет слабую воспламеняемость, плохо разгорается;
  • — такая древесина не поддается процессу гниения;
  • — у данного дерева тон на срезах будет одинаковый.
Читайте также:  Мраморная штукатурка Байрамикс - состав, расход, нанесение

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 190 о С, оттенок слега меняется, свойства улучшены по минимуму;
  • — второй класс – обработка паром до 210 о С, оттенок получается темнее, повышается прочность древесины, а также становится выше устойчивость к процессу гниения;
  • — третий класс – обработка паром до 240 о С, 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.

Как изготовить термообработанную древесину дома самому?

Купить термически обработанную древесину не составляет труда, например, купить в Санкт-Петербурге или купить в Москве, она сейчас продается везде. Но обычно только в специализированных магазинах. Только и стоимость на нее гораздо выше, чем на обычное дерево. Поэтому многие умельцы все часто задают такой вопрос – как можно сделать такую древесину своими руками в домашних условиях?

При большом желании это сделать, возможно. Только процесс изготовления термодревесины очень трудоемкий, но результат того стоит.

Для изготовления термической камеры нам понадобятся следующие элементы:

  • — емкость, которая будет совсем плотно закрываться, чтобы воздух ни в коем случае при обработке дерева не могу туда проникнуть (она будет служить самой камерой);
  • — решить каким образом данная емкость будет нагреваться (электричеством, газом или же твердым топливом);
  • — подобрать емкость для воды, чтобы сделать внутри основной емкости влажность нужного уровня;
  • — для всех процедур нужен будет инструмент для работы по металлу.

В камеру для термодерева размещается емкость с водой для того, чтобы шло испарение воды из-за высокой температуры. Это предотвратить возможность возгорания древесины. Для поддержания высокой температуры камера должна хорошо обогреваться.

ВАЖНО! Камера обязательно должна закрываться герметично, поскольку если туда попадет кислород, то возникнет риск возгорания древесины.

Этот вариант подходит, если вам необходимо обработать деревянные изделия больших размеров. Для обработки небольших отрезков дерева есть, и другой способ как это сделать своими руками. Взять дерево, кипятить его в течение 1,5 часа, после чего обвернуть в тряпки или бумагу и сушить эти деревянные изделия около печи, батареи или обогревателя.

Использование термообработанного дерева

Из-за своих положительных качеств термодревесина является универсальным материалом. Его можно использовать строительства садовой беседки, террасы. Отлично смотрится в качестве внешнего отделочного материала для фасада дома, может служить еще и напольным покрытием.

Фасадная термодревесина – представлена в виде вагонки, блок-хауса. Красивый внешний вид у таких изделий сохраняется долго, не требует сильного ухода.

Во влажных помещениях (сауна, баня) также часто можем встретить использование термодоски. Она не сильно нагревается и не боится влажности.

Хоть термообработанная древесина и имеет много достоинств, но есть и недостаток – под воздействием солнечных лучей поверхность со временем выгорает и оттенок становится серым. Но повреждается только самый верхний слой, внутри она остается прочной. Для того чтобы предотвратить выгорание можно дополнительно обработать термодерево масляными средствами. После чего такая древесина будет служить вам долгое время, и радовать глаз своим красивым внешним видом.

Еще один недостаток, это, конечно же, стоимость такой древесины, но мы вам описали возможность сделать ее своими руками, что будет гораздо выгоднее.

Оборудование для термической модификации древесины

Можно ли за 72 часа высушить брус до влажности 6% и получить термобрус сечением 300х300 мм? Специалисты по сушке древесины говорят: нет. А вот в научно-производственном объединении «Победа» утверждают, что это возможно – при использовании разработанной в НПО камеры для модификации древесины. Об особенностях работы термокамеры корреспонденту нашего журнала рассказал генеральный директор торгового дома «ДревТермо» (соучредитель НПО «Победа») Олег Шульман.

– Олег Исаакович, расскажите, пожалуйста, почему вы решили разрабатывать оборудование для термообработки?

– Российский потребитель с термодревесиной знаком больше 15 лет, и с каждым годом сфера ее применения расширяется. Термодревесина зарекомендовала себя на отечественном рынке в качестве современного материала для наружной и внутренней отделки домов, саун и бань, как материал для изготовления напольных покрытий, покрытий для террас, патио, устройства садовых дорожек, территорий возле бассейнов, изготовления лестниц, предметов интерьера, а также садовой мебели, элементов ландшафтного дизайна и ограждений. Мы проанализировали существующие технологии термообработки (Bikos-TMT, Vacuum Plus, Mirako, Fromsseier, Menz-Holz, Retification, Plato, Thermowood) и пришли к выводу, что их основные недостатки – это повышенные требования к качеству сырья (древесина должна быть не ниже первого сорта) и высокие энергозатраты (продолжительность термообработки может занимать до 20 дней). Ни по одной из используемых технологий невозможно получить термомодифицированный брус или бревно низкой себестоимости в короткие сроки.

Несколько лет назад в нашей стране начали изготавливать термобрус. Этим материалом заинтересовались предприятия деревянного домостроения. Учитывая популярность технологии термомодификации в России, в нашем научном центре проводили опрос домостроительных компаний, которые подтвердили востребованность термообработанного бруса или бревна, а также желание изготавливать их на собственных производствах.

– В чем особенность вашей технологии?

– У технологии, разработанной инженером нашего научного центра Олегом Моичкиным, по сравнению с теми, которые распространены сейчас, есть отличия в способах нагрева древесины и удаления влаги. Режимы термирования отработаны таким образом, что есть возможность использовать сырье влажностью до 100% (свежесрубленное), не требуется предварительная сушка древесины до термообработки. Термомодификация осуществляется всего за один цикл, его продолжительность зависит от породы и размеров обрабатываемого материала, а по существующим технологиям термообработка выполняется в несколько этапов. Сокращение продолжительности термообработки позволяет снизить затраты на электроэнергию до 1200 руб./м 3 . Минимальные затраты, которые приходятся на энергоресурсы, по существующим технологиям составляют 5000 руб./м 3 .

Согласно законам термодинамики, на термообработку 1 м 3 древесины требуется не меньше 250 кВт электроэнергии. Процессы, происходящие в камере, описать этими законами нельзя, так как КПД нашей камеры приближается к 200% (по существующим технологиям КПД камеры не превышает 80%). Исходя из результатов исследований строения электровещества ученым Юрием Рыбниковым и его периодической таблицы электроатомов, полученный результат вполне объясним.

– Является ли ваша технология аналогом той, что представляет на рынке компания Thermowood?

– Финскую технологию Thermowood нельзя сравнивать c нашей: они разные. Изучением способов обработки древесины и ее сушки занимаются давно. Но на самом деле процессы, которые описывают тот или иной физический процесс, на практике нельзя воспроизвести со 100%-ной точностью. Классификация видов и способов сушки обычно базируется на методах передачи тепла. В нашей термокамере древесина подвергается одновременной обработке инфракрасным излучением, конвективной и кондуктивной сушке. Расход энергии минимален за счет того, что не требуются затраты электроэнергии на начало или завершение одного из процессов нагревания. Термомодификация древесины проходит в среде перегретого пара. В процессе термообработки древесина приобретает насыщенный благородный коричневый оттенок, однородный по всему сечению. После термомодифицикации материал может сразу подвергаться механической обработке и покрываться лакокрасочными материалами.

– При каких режимах происходит термообработка бруса?

– В настоящий момент отлажены режимы термирования для получения термобруса из древесины березы, сосны, ели, липы и осины. Для обработки древесины осины необходимо учитывать больше параметров, чем для древесины других пород, чтобы снизить в полученном материале внутренние напряжения. Брус сечением 300×300 мм термировать лучше при температуре 160-170°С в течение 72 часов. При таком режиме незначительно снижается прочность древесины на изгиб и скалывание. Высокая температура обработки (180-200°С) делает ее хрупкой, также она сильно темнеет, что ухудшает ее эстетические качества. Для обработки древесины названных выше пород требуется разное время, но разница составляет всего несколько часов. Помимо термобруса, камера рассчитана на обработку оцилиндрованного бревна (диаметром до 30 см) и пиломатериалов. Объем единовременной загрузки камеры – 5 м 3 , после обработки объем готовой продукции составляет 3,5 м 3 .

– Для промышленного производства домокомплектов камера объемом 5 м 3 мала. Вы планируете увеличивать ее габариты?

– Поскольку происходящие процессы не поддаются описанию с помощью математических алгоритмов, и при создании камеры большого объема придется отрабатывать режимы термомодификации, параметры которых будут рассчитаны с учетом большого объема обрабатываемой древесины. Уже сейчас мы работаем над созданием камер объемом единовременной загрузки 10-12 м 3 и 20-25 м 3 .

– Как происходит управление режимами камеры?

– Сейчас камера управляется простейшей автоматикой, и режим термообработки регулируется вручную. При увеличении размеров камеры все процессы будут полностью автоматизированы. Оператору будет достаточно выставить необходимые параметры до загрузки сырья, закрыть камеру, а после завершения процесса выгрузить термообработанные материалы.

– Каким образом камера устанавливается на действующем предприятии по изготовлению домокомплектов деревянных домов?

– Камера довольно легко и быстро встраивается в существующий технологический процесс. Если компания занимается изготовлением домокомплектов из профилированного бруса, то понадобятся дополнительные площади для установки камеры, а станки, которые есть на производстве по обработке профилированного бруса, могут использоваться и для обработки термомодифицированного материала. Ограничений нет. Производство нового вида продукции – термобруса – позволяет расширить ассортимент продукции, выпускаемой предприятием, и не создает сложности в работе. В своем ценовом сегменте термированные брус или бревно составят конкуренцию клееному брусу, а в строительстве деревянных домов из профилированного бруса заменят последний.

– Вы сказали, что на предприятии понадобятся дополнительные площади только для установки камеры. Какие именно?

– Камера объемом загрузки 5 м 3 занимает около 9,5 м 2 , ее длина 6,7 м, ширина и высота – 1,5 м. Для промышленного предприятия это небольшая площадь.

– Вещества, которые выделяются из древесины в процессе термообработки, экологически небезопасны. Как решается вопрос по утилизации отходов, возникающих в процессе модификации древесины?

– На наших камерах установлены специальные системы утилизации, поэтому в процессе термообработки не выделяются вредные вещества, что свидетельствует об экологической безопасности процесса.

– Обычно после высокотемпературной обработки древесина приобретает запах гари. У вашего термобруса или термобревна он присутствует?

– Продукты пиролиза, которые образуются при термической модификации бруса или бревна, удаляются в процессе обработки, что позволяет после термирования сразу везти материал на строительную площадку, а не выдерживать его на складе для удаления запаха.

Читайте также:  Табурет-лестница своими руками - схемы и чертежи

– Какими будут характеристики строительного материала после термообработки?


Изделия из термически обработанной березовой древесины


Сувенир из термоберезы

– Термобрус и термобревно обладают такими же характеристиками, как термодоска и термовагонка: стабильностью геометрических размеров, повышенной гигроскопичностью, биологической стойкостью, низкой теплопроводностью, экологической безопасностью, эстетичностью.

Если мы говорим о термобрусе, то это товар – заменитель профилированного бруса естественной влажности. Термообработка позволяет сократить сроки строительства до трех лет: влажность термобруса около 6%, поэтому не потребуется собирать стены дома, а затем ждать их усадки. Повышенная биостойкость бруса после термирования исключает обработку стен дома составами, защищающими древесину от поражений микроорганизмами или насекомыми. Как я говорил ранее, низкие затраты на электроэнергию обеспечивают снижение себестоимости готовой продукции, что позволяет сократить затраты на строительство дома из массивной древесины до 30%, если сравнивать с затратами на строительство дома из клееного бруса.

В термокамеру закладывается брус сечением 300х300 мм, а после механической обработки его сечение будет 260х240 мм, воздействие повышенной температуры на древесину позволяет снизить теплопроводность материала и повысить теплоизоляционные характеристики, что является его преимуществами перед клееным брусом.

После термообработки геометрические размеры бруса или бревна не зависят от переменных температурно-влажностных условий (например, атмосферных осадков). Поэтому и строить дом можно в любое время года. В соответствии с результатами предварительных испытаний, которые проводили наши специалисты, тепловые характеристики дома из термобруса или бревна на 20-30% выше тепловых характеристик дома из клееного или профилированного бруса.

Термообработка древесины: технология, термокамеры, преимущества материала

Большой спрос на строительные и отделочные материалы из древесины связан с чистотой, экологичностью и хорошими качествами дерева. В последние десятилетия активно разрабатывалось другое сырье, которое не подвержено влиянию влажности, деформации, гниения и других дефектов. Однако часто синтетической продукции нахватает полезных свойств древесины, поэтому разработки по поиску новых способов повышения стойкости и качеств естественного материала продолжаются и сейчас. Вершиной упрочнения брусьев, досок и других пиломатериалов является метод термообработки.

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.

Преимущества термодревесины

  • Экологически чистое происхождение.
  • Пахнет как дерево без сторонних ароматов.
  • Выдерживает существенные температурные перепады.
  • Обладает низким процентом усыхания.
  • Большой эксплуатационный срок.
  • Качество поверхности очень высокое.
  • По всему поперечному и продольному сечению материала одинаковый тон, соответствующий внешнему цвету.

В силу значительного разлета температурного режима обработки лесоматериалов, различают следующие классы термодревесины:

  • Класс 1. Материал с самыми низкими показателями и легкой степенью тонирования, за счет обработки при температурах до 190 °С.
  • Класс 2. Лесоматериал получает высокую прочность и устойчивость к гниению с более темным цветом, однако хрупкий и менее пластичный из-за обработки при 210 °С.
  • Класс 3. Самые высококачественные пиломатериалы с высокой устойчивостью к агрессивным воздействиям внешней среды, твердостью и плотностью. Обладают равномерным темным оттенком и благородной текстурой поверхности. Производятся при 240 °С.

Оборудование для термообработки

Существует много производителей оборудования для создания термодерева, которые используют различные технологии для процесса обжига конкретных пород. Самыми популярными брендами считаются:

  • Vacuum Plus;
  • Bikos-TMT;
  • Fromsseier;
  • Menz-Holz;
  • Retification;
  • PLATO;
  • Thermowood;
  • Westwood.

Отличия и особенности термокамер

Название технологии/компанииДиапазон рабочих температурДлительность одного цикла, часовСтранаПороды дерева
Vacuum Plus45 для вакуумной сушки, 165-190 для термообработки3-7 днейРоссиявсе, за счет вакуумной сушки
Bikos-TMT180-22038-52Россиямягкие хвойные, ценные твердолиственные на выходе с неоднородным оттенком
Fromsseier180-2202-3 дняДаниямягкие хвойные
Menz-Holz180-23032-54Германиявсе, благодаря внесению в пар органичных масел
Retification180-22040-62Франциявсе, за счет использования азота в паре
PLATO170-2105-8 днейГолландиябереза и хвойные
Thermowood180-21545-96Финляндиямягкие хвойные
Westwood220-240до 48СШАценные твердолиственные: бук, дуб, ясень

Камера для термообработки

Оборудование представляет собой плотно закрывающийся резервуар определенного объема, в который загружаются пиломатериалы на специальных подставках. Необходимо обеспечивать возможность доступа пара ко всем поверхностям доски или бруса. В ходе цикла обработки, в зависимости от технологии в камере, материал подвергается сушке при высоких температурах, откачке воздуха или внесению инертного газа, органических масел, обжигу при экстремальных температурах и коррекции влаги.

Каждая термокамера должна характеризоваться следующими параметрами:

  1. Уровень безопасности и специфика управления работой устройства.
  2. Допустимый уровень влажности исходного сырья.
  3. Длительность полного цикла (зависит от технологии, породы древесины, способа предварительной обработки пиломатериалов).
  4. Допустимые размеры поперечного сечения бруса, при котором сырье получит однородный окрас по всей толщине.
  5. Энергозатраты и другие требуемые ресурсы для процесса термообработки.
  6. Габаритные размеры и объем рабочей зоны, что позволяет увеличить количество обработки древесины за один цикл.

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.

Заключение

Термодревесина остается по-прежнему материалом естественного происхождения, о чем свидетельствует даже ее запах. Для внешней поверхности материал не требует дополнительной отделки и покрытия. Отличается высокой стойкостью к осадкам и температурным перепадам, что позволяет начинать новую эру дерева в жилье человека. Самое главное, окна и двери из термодерева прослужат не один десяток лет без потери качества и внешнего вида.

Термообработка древесины

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.

Термообработанная древесина

Первыми, кто догадался использовать термообработку дерева для повышения его физических качеств были финны. Чтобы получить термомодифицированную древесину, сырой материал подвергается процессу, при котором поддается сушке и обработке паром при высокой температуре. Молекулярная текстура сырья меняется, расщепляются волокна и характерная для пиломатериала пористость пропадает.

Вода термомодифицированной древесине не страшна, дополнительные химические составы для защиты от влаги не используются. Скачки температуры окружающей среды она переносит стойко, не сохнет и не разрушается.

Оттенок пиломатериала после такой обработки меняется в лучшую сторону. Термомодифицированная древесина приобретает благородный оттенок, свойственный дорогим породам. Плесень, насекомые и гниение для нее не страшны. Качественные характеристики становятся выше примерно в 20 раз по сравнению с сырьем, которое не подвергалось такой обработке. При этом все природные свойства после термообработки у дерева сохраняются. Оно по-прежнему остается экологически чистым, отлично проводящим тепло материалом.

Технология термообработки древесины

Существует определенный порядок действий, позволяющий на выходе получить качественную термомодифицированную древесину:

  • Сырой пиломатериал помещается в специальную камеру. Там под воздействием температуры свыше 100 градусов (в пределах 300) он подвергается термосушке. Вся влага из дерева выпаривается практически до нулевой отметки.
  • Далее, происходит термообработка дерева при помощи пара под температурой в пределах 220-240 градусов. Процесс длится больше суток. В это время сырье получает тот неповторимый оттенок, особую прочность и долговечность.
  • В завершение камера остывает, температура снижается. Термостабилизированная древесина должна содержать не более 6% влаги в волокнах.

Есть два варианта создания термомодифицированной древесины, в зависимости от способа обработки паром:

  • Одноступенчатый (описан выше);
  • Многоступенчатый. Пар подается под давлением, которое периодически меняется. Этот способ дает более стойкий защитный результат у материала.

Высшее качество у термомодифицированной древесины появляется после обработки азотом вместо пара. От этого зависит цена готового пиломатериала.

Для простоты были введены классы сырья, которые различаются по способу обработки:

  1. Класс 1. Температура пара не превышает 190 градусов. Обработка слабая, материал немного меняет свои свойства, естественный цвет практически сохраняется, немного темнеет оттенок.
  2. Класс 2. Температура пара до 210 градусов, износостойкость материала возрастает, появляются защитные функции против гниения. Оттенок становится насыщеннее, материал заметно темнеет.
  3. Класс 3. Температура пара до 240 градусов, цвет существенно изменяется до темного. Все защитные функции повышаются до максимального предела.

Перед покупкой следует определиться какая технология термообработки древесины подходит в конкретном случае, от этого существенно зависит цена вопроса.

Читайте также:  Декоративная штукатурка Волна и способы её нанесения

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.

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

Наименование производителяПараметры функционирования камерыДля каких пород используется
Westwood (США)цикл 48 часов, t 220-240 градусовЯсень, бук, дуб
Thermowood (Финляндия)45-96 ч, t 180-215Для хвойных
VacuumPlus (Россия)72-168 ч, t 165-190Универсальная
Bikos-TMT (Россия)38-52 ч, t 180-220Для ценных пород
Menz-Holz (Германия)Среда органических масел, 32-54 ч, t 180-230Хвойные, твердолиственные
PLATO (Голландия)120-192 ч, t 170-210Хвойные, береза
Retification (Франция)Пар и инертный азот, 40-62 ч, t 180-220Универсальная
Fromsseier (Дания)Повышенное давление, 48-72 ч, t 180-220Хвойные

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.

Термообработка дерева в домашних условиях

Чтобы создать термодревесину своими руками потребуется:

  • Бак, который можно закрыть настолько плотно, что воздух туда не будет поступать.
  • Обеспечить постоянный равномерный нагрев всей площади резервуара.
  • Емкость с жидкостью, для создания термического пара внутри бака.
  • Инструмент для размещения сырья.

Принцип работы: внутрь бака помещается кусок древесины, конструкция непрерывно подогревается чаще всего электрическим способом до температуры не ниже 135 градусов.

Еще один простой вариант для термообработки в домашних условиях небольших кусков древесины: прокипятить его в кастрюле 1,5 часа, завернуть в полотенце и дать просохнуть рядом с обогревателем. Этот способ актуален для тех, кто занимается резкой по дереву.

Термодревесина — материал экологически чистый. Не требует особого покрытия, используется как для внешней отделки помещения, так и для внутренней. На осадки и перепады температуры не реагирует. Прослужит своим хозяевам десятки лет, сохранив благородный внешний вид и защитные качества.

Своими руками – Как сделать самому

Как сделать что-то самому, своими руками – сайт домашнего мастера

Термодревесина для строительства в саду и на даче

ОТЛИЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И РУКОДЕЛИЯ И ВСЕ ДЛЯ САДА, ДОМА И ДАЧИ БУКВАЛЬНО ДАРОМ + ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Термодревесина – технология и применение для садовых построек

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?

ВСЕ ЧТО НЕОБХОДИМО ДЛЯ ЭТОЙ СТАТЬИ НАХОДИТСЯ ЗДЕСЬ >>>

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.

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.

Технология термодревесины: ближе к природе

Метод термической модификации применим к любой древесине, но производители чаще используют хвойные породы из-за меньшей цены и доступности. Так как процесс протекает без химических добавок, производство не загрязняет окружающую среду, и при эксплуатации древесина не выделяет никаких ядовитых веществ.

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).

Термодревесина: другая сторона медали

В нашем мире нет ничего идеального, и у этого материала можно найти недостатки. После термической обработки древесина становится не только более твердой, но и более хрупкой, поэтому производители рекомендуют всегда сверлить направляющие отверстия для шурупов и гвоздей, особенно вблизи торцов доски.

Поверхность термодревесины более чувствительна к ультрафиолетовым лучам и быстрее приобретает серебристо-серый оттенок, чем обычные доски, поэтому обновлять отделку приходится регулярно через каждый год или два.

Еще одно предупреждение: так как эта технология является относительно новой, материал еще недостаточно проверен на стойкость при контакте с землей. Поэтому столбы и детали каркаса террас, беседок и других садовых построек лучше делать из антисептированной древесины. Вот почему большинство производителей поставляют в продажу в основном доски для настилов, ступени, поручни и балясины, а не пиломатериалы стандартных сечений.

Цена и доступность термодревесины

Сейчас термодревесину можно найти только в специализированной торговле, а в розничной продаже она бывает редко. Ее стоимость занимает промежуточное положение между традиционными половицами из туи и деревянно-пластиковыми композитами. Гарантируется срок службы на открытом воздухе не менее 20-30 лет.

В ближайшие годы следует ожидать большей доступности из-за увеличения объемов выпуска и, соответственно, снижения цены, так как все больше компаний начинают налаживать производство.

Технология термической модификации древесины

Материал

Преимущества

Недостатки

Относитель­ная стои­мость, %

Термодревесина

Твердость, лег­кость, стабильность, стойкость к гние­нию и насекомым, нетоксичность

Из-за склонности к растрески­ванию требует аккуратности при установке крепежа. Без от­делки быстро сереет. Ограни­ченная доступность

Антисептированная сосна

Прочность, доступ­ность, невысокая цена, стойкость к гниению и насекомым. Сохраня­ет свойства даже при контакте с землей

Из-за насыщенности водными растворами консервантов боль­шой вес, влажность и склон­ность к короблению. Обычный крепеж быстро корродирует. При обработке требуются меры безопасности

Туя

Прямослойная древе­сина, стойкая к гние­нию. Широко доступ­на в западных районах Северной Америки

Выделяет дубильные веще­ства, затрудняющие отделку. Установка крепежа требует ак­куратности из-за склонности к растрескиванию

Белый дуб

Плотная и прочная древесина, стойкая к гниению. Ядровая часть почти не впиты­вает влагу и хорошо воспринимает отделку

Древесина тяжелая. Не прода­ется в виде готовых половиц для террас и беседок, поэтому ее лучше использовать для ска­меек, калиток и качелей

Ипи (айп)

Очень плотная, проч­ная и стабильная дре­весина. Может служить под открытым небом более 40 лет без от­делки. Устойчива к ко­роблению, растре­скиванию, гниению и вмятинам

Тяжелая, дорогая и порой дефи­цитная. Из-за ее твердости ин­струменты быстро тупятся

Древесно-пластиковый композит.

Доступный, не гнию­щий, бездефектный искусственный мате­риал со стабильны­ми свойствами. Не расщепляется

Ему не хватает жесткости, по­этому он не применяется в не­сущих конструкциях. Весит больше, чем многие породы древесины. Изменяет размеры под влиянием температуры и влаги. Может сильно нагревать­ся под лучами солнца

Процесс термической модификации древесины

Прошедшая первичную сушку древесина влажностью 14-19% загружена в камеру, управляемую компьютером.

Начальный нагрев: температура в камере поднимается до 100°С- точки кипения воды.

Снятие внутренних напряжений и сушка: нагревание продолжается одновременно с подачей пара, чтобы медленно снизить влажность древесины до 7-8%.

Термическая модификация: когда температура в камере превысит 240°С, сахаристые и дубильные вещества начинают спекаться, делаясь несъедобными для микробов и насекомых. Древесина темнеет и становится тверже.

Пропаривание: в камеру снова подается пар, чтобы стабилизировать древесину и не допустить полной потери влаги при высокой температуре.

Охлаждение: компьютер медленно понижает температуру в камере, чтобы в остывающей древесине не возникли внутренние напряжения. В среднем на весь процесс уходит от 24 до 48 часов, начиная от загрузки камеры до получения готового продукта.

Добавить комментарий