Термообработка древесины в домашних условиях

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

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.

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.

Существует множество технологий по термообработке древесины в специальных камерах.

Из-за обилия на рынке синтетических материалов возник повышенный спрос на дерево — экологически чистый стройматериал. Однако его использование в строительстве было ограничено тем, что древесина показывала невысокие результаты при эксплуатации. Но современные технологии позволили устранить такие недостатки дерева, как гниение, деформация из-за влажности и многие другие. Достичь этого удалось за счет применения метода термообработки древесины.

Преимущества термообработки

Термообработка древесины представляет собой процесс обработки природного материала, в результате которого дерево сохраняет свои полезные свойства, но лишается тех характеристик, которые ограничивали сферу его применения.

После термообработки дерево получает следующие преимущества:

1. Долговечность. Дерево более не впитывает лишнюю влагу, поэтому не разбухает и не растрескивается. В нем распадаются полисахариды, которые являются излюбленной пищей грибков, плесени и жучков-короедов. В результате увеличивается срок службы термодревесины в 20 раз по сравнению с обычной.
2. Повышается уровень пожаробезопасности. Древесина становится более плотной и твердой, поэтому разгорается гораздо медленнее, чем необработанная.
3. Твердость и прочность. Модифицированный материал не боится ударов и прочих механических воздействий.
4. Благородный внешний вид. После термообработки сильнее проявляется структура дерева, при этом оно темнеет, поэтому даже простые породы выглядят как элитные.

Технология термообработки древесины Westwood (США)

Обработка дерева производится с использованием различных технологий. Мы ориентированы на твердые породы (термоясень) и обрабатываем природный материал в американских термокамерах Westwood, разработанных специально для твердолиственных пород.

Американская технология Westwood была разработана более 20 лет назад в США и много раз совершенствовалась. На оборудовании данной фирмы работает большинство производителей термодревесины в США, и оборот продукции составляет более 200 000 м3 в год. Технология отточена под термообработку ценных твердолиственных пород, таких как ясень, дуб, бук. Камеры компании Westwood — самые предсказуемые и управляемые, что обеспечивает хороший выход (минимум брака по трещинам) и цветовую однородность готовых изделий. Суть процесса заключается в модифицировании древесины на молекулярном уровне. Для этого материал медленно нагревается под воздействием пересыщенного водяного пара при 220-240 ℃. Цикл длится до 48 часов.

Особенности и применение термодревесины Westwood

Древесина, обработанная по технологии Westwood, приобретает следующие свойства:

• улучшенное качество поверхности;
• однородность цвета по всей глубине;
• повышенные теплоизолирующие свойства;
• выраженный запах настоящего дерева;
• абсолютная экологическая чистота.

Благодаря уникальным свойствам термодревесины Westwood ее широко используют для изготовления различных изделий из массива. Паркет, выполненный из термодерева Westwood, укладывается без зазоров. Деревянные полы для кухонь и санузлов становятся «теплой» альтернативой кафельной плитке. Но самое распространенное применение термодерева — внешняя отделка, фасады (косой и прямой планкен), террасы (декинг).

Другие технологии термообработки дерева

Кроме Westwood для термообработки древесины могут использоваться и другие технологии:

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

Thermowood — финская технология, разработанная фирмой Stellac Oy. Она же производит оборудование для термообработки по этому методу. По нему работают многие компании, производящие термодревесину: Lunawood (Финляндия), Tekmaheat (Финляндия), Valutek (Финляндия), Baschild (Италия), Tretimber (Эстония), «Древмаркет» (РФ). Особенность технологии заключается в термообработке дерева в атмосфере водяного пара (защита от сгорания) под воздействием температуры 180-215 ℃. Длительность процесса составляет 45-96 часов. Данный метод разработан для мягких хвойных пород, поэтому высокий процент брака при термообработке твердолиственных пород неизбежен.

Голландская технология PLATO разработана фирмой PLATO Wood, которая производит и оборудование для обработки. Данный метод также специализирован для хвойных пород и березы. Суть технологии похожа на финскую: в защитной атмосфере водяного пара доска последовательно нагревается до 170-210 ℃. Цикл продолжается 5-8 дней.

Retification — французская технология. Компания-производитель оборудования REI и разработчик метода (Горный институт) находятся в г. Сент-Этьен. Термическая обработка материала осуществляется в защитной атмосфере водяного пара и инертного газа (азота). Воздействие происходит при температуре 180-220 ℃. Продолжительность цикла составляет 40-62 часа. Минус данной технологии — в древесине возможно накопление солей азота.

Menz-Holz — немецкая технология, разработчиком которой является одноименная немецкая компания. По данному методу, древесина сушится в среде органических масел при 180-230 ℃ в небольших камерах. Технология подходит не только для хвойных, но и для твердолиственных ценных пород. Цикл продолжается от 32 до 54 часов.

Датская технология компании Fromsseier использует для термообработки паровые сушильные камеры. Предназначена для мягких хвойных пород. В цикле используется все тот же водяной пар, воздействие происходит при 180-220 ℃, но добавляется избыточное давление в небольшой (4м3) камере. Продолжительность термообработки 2-3 дня.

Технология Bikos-TMT (РФ) разработана и внедрена на российский рынок компанией «Бикос». Термообработка происходит в защитной среде перегретого пара при 180-220 ℃. Цикл длится 38-52 ч. При использовании этого метода для обработки ценных пород (ясень, дуб, бук) сложно избежать явной цветовой неоднородности.

Технология Vacuum Plus (РФ) разработана и внедрена не только на наш рынок, но и во многие страны СНГ, компанией «Вакуум Плюс». Суть технологии заключается в том, что на первом этапе сухую доску досушивают в вакууме при температуре кипения влаги в доске 45 ℃. Таким образом, вся партия доски приобретает равномерную влажность 6%. Далее запускается цикл термической обработки древесины при температуре 165-190 ℃. Весь процесс занимает от 3 до 7 дней.