Деревянные изделия улучшенного вида

Хотя древесина является прекрасным строительным и отделочным материалом, иногда возникает потребность изменить в определенном направлении ее качества. Важно использовать технологии, не нарушающие ее главного достоинства — экологичности.

На рынках отделочных материалов для загородного дома большее число потребителей предпочитает изделия из древесины. Для повышения эксплуатационных характеристик деревянных изделий и улучшения декоративности относительно дешевых пород древесины существует два пути. Один из них — так называемая активная модификация, т. е. химическая или биологическая обработка древесины (объемная или поверхностная). Активная модификация предусматривает изменение структуры древесины нанесением на поверхность специальных составов. Набор этих методов является достаточно эффективным и предпочтительным по соотношению цена/качество. Тем не менее химически или биологически обработанная древесина уже не может являться абсолютно экологически чистым продуктом. Существуют еще методы пассивной модификации древесины, к которым относится и процесс создания термодревесины. Он не предусматривает использование химических добавок в структуру дерева. Процесс модификации происходит только за счет обработки экологически чистыми элементами, такими как водяной пар и природные растительные масла. Получаемые изделия остаются такими же экологически чистыми, как до процесса обработки. При этом заметно повышаются их качества и декоративные свойства.

Испытание жаром

Термодревесина (термически обработанная древесина, термически модифицированная древесина, термодерево, thermowood) — это гидротермически обработанная древесина. Она является натуральным, экологически чистым декоративным материалом и обладает, по сравнению с обычной поделочной и строительной древесиной, рядом уникальных эксплуатационных свойств.

До середины 1990-х годов самой передовой технологией термообработки являлась высокотемпературная сушка при температуре 100–150°С. В 1997 году на одном из деревообрабатывающих заводов Финляндии внедрили новую технологию сушки при температуре 150–230°С. Чем выше температура, тем больше потеря веса древесиной за счет испарения влаги. В зависимости от условий термообработки и породы дерева остаточная влажность древесины будет на 40–60% меньше, чем у высушенной обычным способом.

Процесс термообработки обычно длится около 24 часов. Влажность древесины после термообработки уменьшается на 80–90%. Как следствие, существенно уменьшается ее теплоемкость: термообработанное дерево нагревается значительно слабее необработанного. Поверхность термообработанной древесины не пористая, а плотная, что значительно снижает способность дерева впитывать влагу из воздуха (на 30–90% в зависимости от температуры и времени сушки). На практике это означает, что дерево способно отталкивать воду без дополнительной обработки специальными пропитками. При термической обработке разлагаются древесные сахара, являющиеся питательной средой для микроорганизмов, способствующих гниению дерева. Оно становится исключительно стойким к гниению.

Европейские стандарты выделяют три класса термодревесины. В подобной классификации отражен основной компромисс термообработки: чем более высокая температура — тем большая долговечность и меньшая плотность, и прочность.

Класс 1. Обработка ведется при температуре выше 190°С. Никаких значительных изменений физических свойств материала не происходит. Главное назначение этого режима — придать определенные декоративные свойства древесине: ее цвет темнеет, приобретает коричневатый, красноватый или желтоватый оттенок. Обработанную таким образом древесину рекомендуется использовать в тех же случаях, что и не подвергшуюся термообработке.

Класс 2. Температура выше 210°С. В результате обработки в 3–4 раза повышается устойчивость к гниению, но одновременно снижаются гибкость и эластичность. Из такой древесины производят качественные пиломатериалы, садово-парковые конструкции, отделочные панели и полы, мебель для дома и сада, окна, двери и т. д.

Класс 3. Обработка ведется при температуре выше 230°С. Термодревесина с таким классом обработки рекомендуется в тех случаях, когда нужна очень высокая устойчивость к гниению. Например, для изготовления окон, наружных дверей, наружной отделки стен, уличных настилов (балконы, внутренние дворики), оград, конструкций детских площадок и т. д.

Гидротермическая обработка древесины происходит в специальной сушильной камере. Источником высокой температуры в ней может быть электрическая энергия, топливо (в промышленном масштабе) или отходы лесозаготовительной промышленности (кора, опилки). В Петербурге специалисты компании «Термодрев» создали свою технологию, которая позволяет сократить временные затраты и увеличить объемы термообработки. Вместо сушильных камер используется автоклав, в который подается подготовленный пар под высоким давлением. В итоге на стадии обработки исчезает уже ненужный этап поворотного подсушивания дерева.

При термообработке происходят изменения клеточного строения древесины. В результате этого процесса заметно улучшаются многие характеристики материала. В процессе обработки древесная смола удаляется, таким образом, поверхность для окраски становится более стабильной, а для натирания и придания блеска, более ровной. Обработка древесины увеличивает износостойкость, уменьшает возможность возникновения трещин и оживляет поверхность. Термообработанную древесину можно, в свою очередь, обрабатывать масляными и деревозащитными веществами, изготовленными на основе воды, или другими соответствующими веществами, рекомендуемыми для защиты внешних поверхностей.

Существуют между тем и негативные последствия процесса термообработки. Основным из них является понижение плотности и прочности материала.

Плюсы-минусы

Еще раз определим основные преимущества термодревесины: улучшенные эксплуатационные характеристики и эстетический внешний вид, абсолютная экологичность материалов. Рассмотрим более подробно каждый из них.

Для древесных материалов наиболее важными являются следующие характеристики: долговечность, размерная стабильность и гигроскопичность (способность впитывать влагу). Тесты в лабораторных условиях показали, что гидротермообработка существенно (в 15–25 раз) повышает биологическую долговечность (устойчивость к биологическим поражениям) древесины. За счет высоких температур обработки в древесине разлагаются полисахариды, что на фоне низкой равновесной влажности устраняет условия для возникновения и размножения грибка и микроорганизмов.

Термодревесина может быть использована в местах, которые требуют от материала стабильности размерных характеристик — при перепадах влажности и температуры окружающей среды.

Особую важность имеют свойства термодревесины, связанные с использованием материала во влажной среде. Термообработка приводит к уменьшению равновесной влажности древесины в среднем на 40–50% по отношению к необработанному дереву и существенно уменьшает проникновение воды (в 3–5 раз). Сброс избыточной влажности у термообработанного дерева происходит в десятки раз быстрее, чем у обычного. При сверхдлительном воздействии влаги термообработанное дерево изменяет свои размеры в 3–4 раза меньше, чем обычное, при этом не гниет и не теряет свой внешний вид. Поверхность термодревесины не пористая, а плотная, что снижает ее способность впитывать влагу из воздуха.

Еще одним интересным свойством термодревесины является пониженная теплопроводность, которая на 20–25% ниже, чем у необработанного дерева.

Кроме повышения эксплуатационных качеств меняется и внешний вид древесины. Процесс термообработки заметно улучшает эстетическую ценность древесины, придавая материалу вид древесины, подвергнувшейся долговременному старению (более 100 лет), эффектно проявляется текстура древесины. Оттенок, приобретаемый материалом, вызван не тонировкой, а изменением в структуре древесины. Цвет однороден по всему сечению. Основным результатом обработки с этой точки зрения является придание недорогим сортам древесины внешнего вида ценных пород.

Термодревесина является экологически чистой и исключительно нейтральной по отношению к организму человека. Этот факт играет большую роль для тех, кто подвержен различным аллергическим реакциям. Экологичность материалов позволяет утилизировать их по окончании процесса использования. В отличие от химически обработанной древесины, которую обычно сдают на свалку, термодревесина может быть использована в качестве топлива.

Но эксперты отмечают и ряд недостатков термодревесины. Как уже было отмечено выше, процесс термообработки основан на некотором компромиссе между долговечностью материала и прочностными характеристиками. Прочность древесины в целом плотно скоррелирована с ее плотностью. Испытания показывают, что термообработка древесины уменьшает плотность на 5–10% за счет уменьшения равновесной влажности древесины и высвобождения связанной на химическом уровне воды. Это влечет некоторое уменьшение прочностных характеристик. Однако специалисты отмечают, что основным фактором, влияющим на прочность, является порода древесины. Термообработка играет значительно меньшую роль. При термообработке также уменьшается прочность материала на изгиб. На данный момент не разработаны технологии термообработки древесины для эффективного использования материалов в случаях контакта с землей. Поэтому термодревесину в большинстве случаев нельзя заглублять в грунт.

Как и большинство природных материалов, термообработанная древесина подвержена влиянию ультрафиолетовых лучей. В результате, после продолжительного нахождения под воздействием прямых солнечных лучей цвет ее постепенно меняется от коричневого к коричневому с сероватым оттенком. Ультрафиолетовое излучение также может привести к появлению маленьких поверхностных трещин, если древесина не была покрыта лаком или краской. Чтобы избежать этого, рекомендуется использовать стандартные пигментные поверхностные защиты от ультрафиолетовых лучей.

Благодаря красивому внешнему виду и уникальным свойствам термообработанной древесины, ее можно использовать для внутренней отделки саун, для наружной обшивки строений, устройства полов, как паркетных, так и дощатых, изготовления садовой мебели, лодок, музыкальных инструментов и т. п. В качестве материала для полоков в сауне и бане термообработанная древесина (в том числе хвойных пород) является достойной альтернативой традиционному абашу-самбо, которое растет только в экваториальных вечнозеленых, так называемых, «дождевых» лесах.

Производители в качестве основных называют следующие сферы применения термодревесины (в порядке убывания важности):

фасадная отделка (сосна, ель);
производство настилов (сосна, ель);
отделка интерьеров (сосна, ель);
отделка саун (европейская осина, сосна, ель);
напольные массивы (береза).

Но должны предупредить, что приобретать термодревесину нужно у надежных поставщиков, чтобы получить материал, прошедший правильную технологическую обработку и имеющий именно те качественные характеристики, о которых мы рассказали выше.

Оксана Колганова

Благодарим за помощь в подготовке материала компанию «Термодрев»
Источник: zdspb.ru