Термообработка древесины

Что такое термодревесина

Термодревесина — это пиломатериал прошедший термическую обработку паром под воздействием высоких температур (150-200°С). В процессе изготовления термодревесины, из исходного сырья улетучиваются смолы, фенолы и жиры, что делает древесину прочным и стойким пиломатериалом к большинству неблагоприятных воздействий.

Кроме того, после обработки паром и высокими температурами, пиломатериалы приобретают красивую структуру и оттенок, что значительно расширяет возможность их применения в отделочных работах.

Технология производства термодревесины

Термообработка древесины состоит из нескольких этапов, во время которых сырье сушится, подвергается воздействию горячего пара и закалки.

• Сушка — на данном этапе обычная древесина помещается в сушильные камеры, где происходит её «обезвоживание».
• Термообработка — на древесину длительное время (более 23 часов) воздействует высокая температура и пар.
• Закаливание — постепенно температура в камерах с древесиной снижается, а влажность пиломатериалов доводится до 5%.

В некоторых случаях, при изготовлении термодревесины, может применяться не пар, а инертный газ. Более подробно об этом уже упоминалось в статье строительного журнала https://samastroyka.ru о производстве термодоски.

Использование термообработанного дерева

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.

Технология изготовления

Отделка офиса ТМД

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.

Термодревесина на ступенях лестницы

→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.

Стеновые панели и ламели из древесины

Ламели и их формирование из термодревесины, можно охарактеризовать прекрасным проявлением современной эстетики для фасада, однако стоит отметить что это не простой собранный каркас с помощью “молотка и гвоздей”, а профессиональная конструкция с конденсаторами для удерживания влаги и полости ламелей для фасада, что позволяет выполнить такие работы с максимальной пользой и безопасностью в эксплуатации.

Стеновые панели могут иметь вертикальную, горизонтальную или комбинированную диагональную сборку, кроме того имеют свойство устанавливаться на подсистему с переменным выносом, что позволяет выполнить любую работу по архитектурным замыслам, применяя вентилируемый фасад из алюминия или нержавеющей стали от компании “Оптима Фасад”

Проектирование данного изделия (стеновая фасадная панель) позволяет с помощью предварительной геодезической съемки и развёрток сразу проработать крепление и закладные детали и кронштейны для установки и сборки на производстве данной конструкции.

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).

Область применения

Применяют термодерево везде, где используют обычную древесину. Это очень дорогой материал и надо лишь правильно принять решение о целесообразности его применения. Например, внутри здания отделать стены и пол дешевле обычным деревом. Такой дорогостоящий материал применяют там, где он оправдывает свои затраты:

• для отделки фасада изготовляют вагонку с пазами для монтажа, простые планки, блок-хаус. Свойства материала позволяют долгое время сохранить первоначальный вид фасада дома. Кроме эстетичности, в фасаде не заведутся жуки короеды, не появиться грибок;
• на домашнем участке красиво смотрится садовый паркет из термодерева. Выполнить монтаж самому не составит труда. Планки легко соединяются замками. Ими выкладывают садовые дорожки, пол в ванной комнате, площадки у бассейна, полы сауны, террасы. Вообще садовый паркет из термодерева долго прослужит в любом сыром помещении и на улице. Продлить паркету жизнь помогает защитное масло;

• изготовленные обои из термодерева обладают всеми достоинствами натурального дерева. Они влагостойкие и могут использоваться в помещении с повышенной влажностью, например ванной комнате;

• во всех влажных местах на даче хорошим материалом для пола станет террасная доска из термодревесины. От палубной доски она отличается рифленой поверхностью. Монтаж доски на пол легко выполнить самому в беседке, открытой веранде, террасе;
• палубная доска отличается гладкой поверхностью. К морскому судну материал отношения не имеет. Он лишь имитирует гладкую поверхность палубы. Еще одно отличие палубной доски – закругленные фаски. Область применения палубной доски такая же, как у террасной. В основном ее монтаж необходим для обустройства пола. Чтобы палубная доска была не скользкой, по окончании монтажа пола ее покрывают противоскользящим маслом;
• термодревесина используется для изготовления элементов декора: подоконники, поручни, наличники и другие элементы. Установленные в бане подоконники устойчивы к влаге и никогда не деформируются. Покрытый маслом подоконник надолго сохранит свой оттенок при любых условиях. Цветоводы всегда расставляют свои растения на подоконнике и от небрежного полива они часто портятся. На изготовленном подоконнике с применением термообработки поливка цветов не испортит фактуру. Из термодоски получается красивая садовая мебель;
• широко используется в строительстве брус, изготовленный с применением термообработки. Из бруса строят дома, бани. Брус «SHP» применяют в строительстве террас, беседок, заборов. Для украшения интерьера брус используют в оформлении сада, декорировании стен. Брус идет для монтажа стропил, опор, лаг под палубную и террасную доску. Из бруса легко самому сделать прочную опору в хозяйственной постройке;
• термодоска, в отличие от обычной доски, хорошо выдерживает перепады температур. Поэтому она более подходит для обустройства теплого пола ванной комнаты. Главное для пола использовать равномерный электрический нагрев до температуры 35оС. Теплые полы в ванной комнате из термодоски создадут необычный дизайн.

Ванная комната, отделанная термодеревом

Как окрасить термодерево?

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

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

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

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

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

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

Свойства и сфера применения

Древесина представляет собой экологически чистый природный материал, который имеет прекрасную фактуру и абсолютно безопасен для здоровья человека. Однако без дополнительной обработки дерево не способно противостоять неблагоприятным внешним факторам таким, как повышенная влажность, действие биологических микроорганизмов и насекомых.

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

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

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

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

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

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

Отличительные свойства термодревесины

Не гниёт и не разрушается во влажной среде

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

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

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

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

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

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

Увеличивается твёрдость, устойчивость к механическим повреждениям и истиранию. В процессе эксплуатации на изделиях из термодревесины появляется меньше царапин, сколов и иных механических повреждений.

Производство термодревесины включает в себя такие способы:

1. Производство термодревесины с помощью одноступенчатой обработки водяным паром;
2. Производство термодревесины при помощи многоступенчатой обработки;
3. Производство термодревесины  с использованием горячего масла
4. Производство термодревесины в среде инертных газов.

Производство термодревесины с помощью одноступенчатой обработки водяным паром.

Самый популярный и доступный способ производства термодревесины. При обработке дерева не требуются никакие дополнительные материалы кроме, непосредственно, самой древесины и камеры в которой древесина будет проходить термическую обработку с помощью пара. Изначально такая технология  была придумана финнами, они основали производство термодревесины. Производство термодревесины, в данном случае, основывается на обработке древесины в специальных камерах водяным паром без доступа кислорода при температуре 185-212 градусов.

Производство термодревесины при помощи многоступенчатой обработки.

На сегодня одну из модификаций технологии одноступенчатой обработки водяным паром, многоступенчатую обработку, используют в Канаде, некоторых странах Европы и СНГ.

Состоит такая обработка из нескольких этапов:

— нагрев – на этом этапе древесину,которая находится в специальной камере, нагревают до температуры 130-150 градусов (рабочая температура) и обрабатывают насыщенным водяным паром ( метод варки). Происходит нагрев на протяжении 5 часов;

— сушка – под воздействием высокой температуры влажность древесины сводится к минимуму (примерно 10%), этот процесс занимает примерно 3 дня;

— выдержка  ( или твердение) – при этом происходит повышение температуры с помощью насыщенного водяного пара, в камере создается давление, и выдерживается около 15 часов. Именно на этом этапе и происходит приобретение древесиной новых свойств и цвета. Причем на цвет и свойства влияет больше температура, нежели время выдержки. Чем выше температура, тем более темным будет цвет и тем большей будет устойчивость термодревесины к воздействию влаги, изменению формы и возникновению гнили.

Температура в пределах 190 градусов используется только для придания древесине декоративного эффекта, так как особо не влияет на ее механические свойства. Температура 200-230 градусов повышает устойчивости к гниению в 3 раза, такую древесину можно использовать для изготовления дверей, окон, мебели (в том числе и садовой), беседок, отделки помещений. Термодревесина, изготовленная с применением температуры свыше 230 градусов, является наиболее устойчивой к гниению, разбуханию и другим воздействиям. Ее рекомендовано использовать для любых наружных работ, оформления саун, бань, басейнов и ванных комнат.

Производство термодревесины  с использованием горячего масла.

Производство термодревесины с помощью такой технологии изобрели и активно используют в Германии.  Древесину (сухой материал) погружают в масло и нагревают, достигая температуры 180-220 градусов. Для этого процесса используют различные растительные масла (льняное масло, рапсовое масло  и т.д.).  Длительность обработки составляет примерно 3-4 часа. Часть масла древесина поглощает, им заполняется внутренняя среда дерева, что само по себе является дополнительной защитой.

Производство термодревесины в среде инертных газов.

Такой способ производства термодерева называют ретификация. В чем заключается суть данной технологии? Производство термодревесины этим способом включает в себя обработку дерева в среде заполненной азотом при повышенном давлении. Содержание кислорода не должно превышать 2%.

Ирина Железняк, Собкор интернет-издания «AtmWood. Дерево-промышленный вестник»

Термодревесина своими руками

Все большее число энтузиастов волнует вопрос, как же самостоятельно сделать термодерево. Форумы пестрят разнообразными инструкциями по изготовлению сушильных камер из железнодорожных цистерн.

Но технологический процесс не так уж прост. Главная задача сушильного бокса – не просто высушить материал, но и обеспечить 100%-ю герметичность бокса. При попадании кислорода возможно возгорание древесных заготовок.

Самым простым способом самостоятельно производства является погружение древесины в воду и кипячение в течение 1,5 часов. После окончания варения необходимо обернуть материал в ткань и бумагу, а затем положить в теплое место рядом с радиатором отопления.

Однако это не позволяет получить качественную термодревесину, поскольку заготовки не обрабатываются гидроизолирующими составами или специальными маслами.

В виду того, что синтетические аналоги заполнили строительные прилавки, покупатели все больше тяготеют к природным материалам. Наиболее известный из них – древесина, но, имея отличный внешний вид, она не может похвастаться устойчивостью к влаге и микроорганизмам.

На выручку пришли инновационные технологии, в результате чего и появилась термообработанная доска – практичная и долговечная.

Термодревесина: преимущества, способы производства, полезные свойства. Термодерево в компании БРАМОС

При всех своих многочисленных достоинствах, натуральная древесина имеет один существенный недостаток – ограниченную область применения. Помещения с повышенной влажностью или резким перепадом температур, наружная отделка, открытая всем ветрам, прочие аналогичные строительные и отделочные решения – здесь специалистам приходится применять вместо натурального дерева материалы искусственного происхождения, часто соглашаясь на компромисс в вопросах экологичности и привлекательности готового проекта. Сегодня проблема перестала быть актуальной – специальная технология обработки позволила наладить выпуск отделочных материалов из термодревесины, приобретшей целый ряд дополнительных достоинств после продолжительного термического воздействия, изменяющего химический состав и свойства волокон.

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

Читать также: Программы для черчения электрических схем по госту

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.

История появления материала

Придать дереву повышенную прочность и сделать его устойчивым к неблагоприятным факторам пытались еще несколько столетий назад: полотна обжигали, проводили обработку маслами.

Впервые исследования влияния термообработки на свойства дерева были проведены в 30–е годы прошлого столетия в Германии. Чуть позже подобные исследования стали проводиться  в США, Нидерландах и других европейских странах. Ответственнее всего к задаче подошли финские ученые, представив мировому сообществу уникальную технологию высокотемпературной обработки древесины с использованием водяного пара. Сегодня производство ТМД широко распространено в России, странах Европы и Америки.