Термодревесина (термовуд): технология, свойства, область применения

Что такое термодерево

Древесина всегда была популярным материалом для строительства и ремонта. Человек долго дегтировал, вымачивал и обжигал бревна, но научного подхода оказалось недостаточно.

Но в середине прошлого века многие европейские ученые (Штамм, Хансен, Коллман, Шнайдер) создали «закаленное дерево» (как они его называли). Суть закалки заключалась в обработке пластины при высоких температурах под давлением в герметичной емкости.

Кислород туда не подавался, чтобы предотвратить возможность возгорания.

Термовагонка из термоосины двух оттенков от «Добрый Лес»

В качестве заготовок используются различные породы древесины (сосна, осина, ясень, береза), каждая из которых отличается своими природными характеристиками и внешним видом.

Например, для пола идеально подойдет термоясень, благодаря повышенной износостойкости. Для отделки стен подходят термобереза ​​или термоспен.

Технология термообработки

На рынке присутствуют немецкие и американские технологии термообработки древесины, но большее распространение получила финская. Суть его мы описали выше.

Технологический цикл:

1. Заготовку помещают в герметичную емкость.
2. В неё подаются высокие температуры при постоянном давлении (одноступенчатая). Если в резервуар также закачивается пар, то это многоэтапная процедура. В некоторых случаях вместо пара подают инертный газ под давлением 1,6бар.
3. Из древесных волокон удаляются лишняя влага и полисахариды, стимулирующие разложение древесины.
4. По окончании процедуры температурный режим нормализуется и плата остывает.

В этом видео показаны все этапы производства термоплит:

На выходе имеем внешнее сходство с деревом, но по механическим, физическим и эстетическим параметрам это совершенно другой материал.

В ранней термической обработке древесины использовались химические вещества для улучшения свойств древесины. Однако ученым удалось выделить вредные для человека вещества под воздействием УФ-лучей.

Поэтому кроме пара сейчас ничего не используется.

Регулируя температурный режим, вы можете контролировать качество доски и ее внешний вид. Различают три класса термодерева:

1. Первый — температура до 190℃ легко меняет естественный оттенок заготовки, при этом улучшение свойств также минимально.
2. Второй – температура до 210℃ повышает прочность и устойчивость материала к гниению, он приобретает более темный оттенок.
3. Третий — температура до 240℃ максимально увеличивает плотность, прочность и твердость древесных волокон, оттенок становится темным и насыщенным.
   Оттенок термодерева одинаков по всей глубине доски

При этом оттенок древесины равномерный по всей глубине доски. Если верхний слой время от времени снимать, простая шлифовка вернет напольному покрытию его первоначальный вид.

Преимущества (свойства) термообработанной доски

1. Экологичность – структура дерева уплотняется и волокна больше не впитывают воду. Если доска будет находиться в воде длительное время, она наберет не более 8% от массы воды. Дожди, снег и туман, которые термальное дерево переносит спокойно.
2. Устойчивость к вредителям – теплоизоляционные плиты не представляют интереса для насекомых и микроорганизмов.
3. Размерная стабильность – со временем простая вагонка может деформироваться, то есть треснуть или треснуть, люфтить. У термодерева такого недостатка нет.
4. Долговечность – даже от природы мягкие породы дерева после термической обработки становятся более прочными и устойчивыми к механическим воздействиям. На поверхности модифицированных плат отсутствуют вмятины и царапины.
5. Безопасность – термодревесина слабо воспламеняется, а вредные для человека химические вещества не выделяются под воздействием УФ-лучей.
6. Привлекательный внешний вид – благодаря термообработке рисунок древесины выглядит четче, оттенок досок становится более равномерным и насыщенным.
7. Долговечность – из-за отсутствия простых сахаров термопластичная древесина не гниет и не интересна вредителям. Срок службы после обработки 35-50 лет.

Виды термодревесины

Окрашивание и тонирование

Практически все виды термодревесины имеют ярко выраженную красивую текстуру, покрытие которой специальным составом придает поистине уникальный внешний вид. Существует два вида такой обработки – тонирование и окрашивание.

Тонирование

Изготовлено на основе лазури — это уникальная композиция на основе смеси натуральных масел и очищенного каучукового скипидара. Лазурь — почти прозрачное покрытие, оно слегка меняет оттенок древесины и подчеркивает ее природную красоту.

Следует помнить, что это финишное покрытие, которое наносится на обрабатываемую поверхность в несколько слоев. Обладает не только декоративными, но и защитными свойствами.

Используется лазурный оттенок. Для этого используют определенные пигменты. Такое покрытие позволяет не только подчеркнуть фактуру, но и немного изменить оттенок дерева, поэтому оно будет наиболее подходящим для конкретного интерьера.

Тонированное термодерево.

Окрашивание

Также достаточно широко практикуется термоокрашивание древесины специальной краской. При этом краска также достаточно прозрачна, чтобы не скрывать саму текстуру волокон и в то же время придавать определенный оттенок.

Помимо лазури, используется для дизайнерских решений и служит дополнительной защитой наружных и внутренних конструкций и мебели.

Окрашенное термодерево.

История появления материала

Несколько веков назад дерево пытались сделать более прочным и устойчивым к неблагоприятным факторам: полотна обжигали и смазывали маслом.

Влияние термической обработки на свойства древесины впервые было исследовано в 1930-х годах в Германии. Несколько позже аналогичные исследования стали проводить в США, Нидерландах и других странах Европы.

Финские ученые подошли к этой задаче максимально ответственно, представив мировой общественности уникальную технологию высокотемпературной обработки древесины с помощью пара. Сегодня производство ТМД широко распространено в России, Европе и Америке.

Область применения

Термодревесина – универсальный материал для возведения наружных конструкций, облицовки фасадов, внутренних работ и благоустройства прилегающего участка. Рассмотрим каждый вариант подробнее.

Фасад из термодоски

Представляет собой термообработанную доску, имитацию штанги или накладки. Покрытый ими фасад не требует ухода в процессе эксплуатации, выглядит привлекательно и не рассыхается со временем, исключается наличие гнили.

Фасад выполнен из термоясеня, имитирующего дерево

Террасы, веранды и беседки

Термоплита устойчива к атмосферным осадкам и микроорганизмам, перепадам температур, что особенно заметно в неотапливаемых зданиях на улице. Если это напольное покрытие, доски не высохнут, их не поведет.

Также нет необходимости каждый год покрывать и перекрашивать пол.

Террасная доска из термоосины

Влажные помещения

Термальная древесина не нагревается в банях, саунах и санузлах из-за низкой теплопроводности, благодаря чему полки из термоплит не будут обжигать кожу. Устойчивость к влаге и повышенной влажности воздуха продлевает срок службы термообработанных плит на порядок.

Полки и облицовка для парилки из термоосины от производителя «Добрый Лес»

Садовые дорожки из термодревесины

Дорожки на территории ускоряют передвижение, делают его более удобным и функциональным, а также повышают эстетичность. Термодревесина не боится повышенных нагрузок и давления, осадков и влаги, перепадов температур.

Экологичность технологического процесса исключает выделение химических соединений под воздействием солнечных лучей.

Садовая дорожка из термоосины

Где применяется термодревесина?

Термомодифицированная древесина является не только эстетичным, но и надежным материалом для наружной и внутренней отделки террас, дач, деревянных домов, загородных домов и даже напольных покрытий.

Термодревесина используется повсеместно:

1. В беседках, на летних верандах – такие зоны неотапливаемые и открытые.

Поэтому при проектировании и строительстве стоит предусмотреть использование прочного и долговечного материала, который «не боится» перепадов температур, ветра и обильных осадков.

Благодаря использованию ТМД элементы конструкции сохранят свое первоначальное качество и внешний вид: полы и стены не будут трескаться и рассыхаться – нет необходимости ежегодно обновлять покрытия.

2. На фасадах – облицовка термопанелями прослужит долгие годы и сохранит первозданный вид. Кроме того, такой фасад не требует особого дорогостоящего ухода – достаточно классических мер.

3. В банях, саунах, санузлах и смежных помещениях. Термодревесина обладает отличной устойчивостью к влаге, плесени и грибку, медленно нагревается и практически не проводит тепло.

4. На дачных и садовых дорожках. Такие элементы не только украсят участок, но и значительно облегчат доступ даже в самые неблагоприятные погодные условия. Материал выдерживает повышенные нагрузки, что обеспечивает его долговечность.

Сфера применения термически обработанной древесины

Как было сказано ранее, область применения термодревесины достаточно широка. Термическая древесина может использоваться в системах напольного отопления, термообработанная древесина благодаря своим свойствам идеально подходит для террас.

Строители также используют термодревесину для облицовки стен зданий. Термодревесина – лучший вариант для отделки бань и саун, так как древесина хорошо переносит высокие температуры и не выделяет смолы.

Для производства садовой мебели дизайнеры используют термообработанную древесину. Термодревесина также отлично подходит для строительства беседок или малых архитектурных форм во дворе дома из клееного бруса.

При использовании термодревесины для отделки приусадебного участка и экстерьера дома из клееного бруса не забывайте о защитном покрытии. Как и любой материал, термодерево имеет свои недостатки.

Главный из них – неспособность противостоять ультрафиолетовому излучению. Под его воздействием термообработанная древесина теряет насыщенный цвет и со временем становится серой. Также могут быть мелкие трещинки, которые портят весь внешний вид.

Можно указать еще один недостаток – это снижение уровня гибкости и механической прочности, поэтому термодревесину ни в коем случае нельзя использовать для возведения несущей конструкции деревянного дома.

 

Читайте также: Потолочный карниз — как крепить к потолку, к стене: размеры, кронштейны, монтажная пленка

Применение термодревесины в современном строительстве

Как только вы узнаете, что такое термодревесина, вы, скорее всего, никогда не отдадите предпочтение альтернативным типам строительных материалов. Благодаря своим превосходным свойствам она нашла широкое применение во всех областях строительства.

Модифицированная древесина нового поколения минимизирует негативное воздействие агрессивной внешней среды. Она прекрасно приспособлена к повышенной влажности и суровым климатическим условиям.

Её использование гарантирует надежность и долговечность зданий и различных видов конструкций при строительстве.

Плюсы и минусы термодревесины:

• Нет химической обработки
• Снижается коэффициент влагопоглощения в 5 раз
• Становится «несъедобным» для насекомых и червей
• Древесина приобретает благородный оттенок
• Повышается устойчивость к повреждениям, сколам и царапинам

 

• Работать нужно в респираторе
• Потеря эластичности, дерево становится более хрупким
• Под прямыми солнечными лучами сереет
• Снижение прочности на изгиб
• Нельзя закапывать в землю

В современном строительстве в качестве основного материала предлагается термодревесина, а также в сочетании с композиционными материалами для дальнейшего улучшения характеристик (например, клееный брус).

Сочетание высокой прочности конструкции с биостойкостью и низкой теплопроводностью способствует улучшению функциональных свойств термодревесины.

В результате получается идеальный материал для строительства саун, бань, мостиков, садовых заборов и других элементов малой архитектуры, постоянно подвергающихся воздействию влаги, перепадам температуры и мех. деформациям.

Другие способы производства

Процесс изготовления термодревесины достаточно прост – по сути, она подвергается длительному воздействию температуры, в результате чего становится пустой.

В том смысле, что в нем частично выгорает целлюлоза, выходят все имеющиеся смолы и изменяется структура самих волокон — дерево как бы карамелизуется, благодаря чему получает очень высокие показатели, из-за чего и ценится.

Термическая обработка древесины может производиться четырьмя различными способами.

1. Одноступенчатая обработка перегретым паром при температуре 150-200 градусов Цельсия. Таким образом получают, так сказать, стандартное термодерево, которое можно приобрести в крупных строительных магазинах.
2. Многоступенчатая обработка перегретым паром под давлением. В большинстве случаев эта технология применима к невысушенной древесине – сначала ее пропаривают в камере с давлением 1,6бар в течение нескольких часов, а затем сушат.

В процессе сушки её повторно нагревают для улучшения технических характеристик.

3. Обработка горячим маслом. Этот метод термообработки древесины заключается в том, что ее помещают в растительное масло и медленно нагревают.

При таком воздействии древесина впитывает определенное количество масла, благодаря чему становится устойчивой к влаге и не растрескивается при высыхании.

4. Обработка древесины в среде инертного газа – обычно азота при повышенном давлении и низком уровне кислорода. Этот процесс известен как повторная обработка и позволяет получить термодревесину высочайшего качества.

Каков результат всех этих видов обработки? Какие свойства ему при этом придаются? Узнаете, просмотрев видео.

Лучшие породы термодерева для модификации

Помимо технических характеристик, термоплита меняет цвет и фактуру, конкретные изменения зависят от древесины. Однако не все виды одинаково хорошо переносят термическое воздействие.

Рассмотрим наиболее подходящие породы для изготовления термодревесины:

• Термоясень. Благодаря пластичности породы, ясень прекрасно переносит термообработку, превращаясь в суперпрочный и невероятно красивый термоясень с золотисто-коричневой поверхностью.
• Термобереза. Уникальная текстура березы – однотонная пастельная фактура практически без колец – сочетается с прочностью и стойкостью к истиранию термомодифицированной древесины.
• Термососна. Мягкая хвойная древесина превращается в прочную и износостойкую термодревесину со светло-коричневым оттенком.
• Термобук. Лиственная древесина с однородной текстурой также хорошо переносит обработку. Термобук приобретает благородный цвет, почти неотличимый от дубовых пород.
• Термотик. Экзотическая порода становится нечувствительной к насекомым, а ее поверхность приобретает золотистый цвет.
• Термоорех. После термической обработки американский орех становится устойчивым к влаге и прочным, а главное, дает удивительную цветовую палитру: от светло-коричневого до темно-шоколадного.
• Термокедр. Изысканная порода, помимо роскоши, становится практичной для повседневного использования. Термодревесина насыщенного желто-коричневого цвета.

Доска Thermo Ash Decking – лучший выбор для бытового и коммерческого использования с любой нагрузкой!

Производство термодревесины.

Уход за термодеревом

В течение всего срока использования термодревесина остается устойчивой к влаге, экстремальным температурам, вредителям, агрессивным средам, но УФ-лучи для досок заметны.

Под их воздействием верхний слой досок выгорает и сереет. За год под УФ-лучами плита выгорает на 0,05-0,1мм, при этом структура остается прежней, как и прочностные свойства.

Первый вариант – это периодическая шлифовка, поскольку внутренняя сторона доски имеет тот же оттенок, что и лицевая сторона. Однако бесконечно снимать верхний слой невозможно, поэтому проще использовать натуральное защитное тиковое масло, предназначенное для термоплит.

Тиковое масло BIOFA идеально подходит для защиты термодоски от УФ-излучения

Состав из натуральных компонентов наносится кистью на лицевую сторону термопластины вдоль волокон. Первый слой наносится тиковым маслом, второй — составом в условиях эксплуатации (для наружных или внутренних работ).

Частота окрашивания зависит от условий работы и количества падающего на доску солнца.

Состав не образует на поверхности защитной пленки, которая со временем изнашивается или трескается, а наоборот, впитывается в доску и защищает ее.

Технология термической обработки дерева

Стандартная технология обработки (может меняться в зависимости от производителя термодеревянной обшивки):

1. Сушка. В специальной печи длительное время поддерживается температура 100-130ºС, проводится паровая обработка. Сушка продолжается до тех пор, пока из древесины не будет удалена вся влага.
2. Термическая обработка. Повышение температуры в печи — до 180-240ºС, в зависимости от породы древесины. Защитная паровая среда предотвращает возгорание и изменяет химический состав древесины. Термическая обработка занимает до 3 часов.
3. Охлаждение. После превышения пикового значения температура постепенно снижается системой капельного орошения. При температуре около 80-90ºС термодревесину увлажняют. Идеальная остаточная влажность составляет 4-7%. Охлаждение занимает 5-15 часов.

Мнение эксперта, Остахов Алексей Михайлович, практический опыт, высшее строительное образование:

«При обработке не используются формальдегиды, пластификаторы и модификаторы: натуральная термодревесина остается экологически чистой и сохраняет все полезные свойства.

Сырьем для термодревесины служат обычные породы древесины, прошедшие термическую обработку, суть которой заключается в производственном воздействии высоких температур на известные породы древесины.»

Говоря о термодревесине, производство которой отнюдь не является ноу-хау, следует отметить, что технология ее изготовления заключается в постепенном нагреве древесины до 210 градусов под постоянным давлением.

Этот процесс называется гидротермической обработкой и включает в себя три твердых компонента: тепло, древесину и воду.

Использование термодревесины.

Инновационные разработки и биохимические манипуляции

Раньше древесину обрабатывали химическими веществами, которые защищали материал от пагубного воздействия плесени и гниения. Но этот вариант подразумевает возможность получения травм от химических реагентов.

Инновационные технологии давно ушли вперед, и разработчики предложили новый способ модификации столь распространенного в строительстве материала.

Спросите эксперта: Почему термодревесина не теряет прочности после обработки?

Мнение эксперта, Остахов Алексей Михайлович, практический опыт, высшее строительное образование: «В структурный состав древесины входят целлюлоза и гемицеллюлоза, биохимическая обработка которых является основой для производства термомодифицированной древесины.

В процессе производства термодревесины, технология которого предусматривает биохимические изменения в структуре древесины, гемицеллюлоза разлагается, а молекулярная структура целлюлозы остается неизменной.»

Это основной способ улучшить характеристики ранее нестабильной древесины. Меньшее значение в этом процессе придается испарению экстрактов древесины, а также реактивных компонентов, подвергающихся химическому воздействию.

Производство термомодифицированной древесины.

Оборудование

Термическая модификация древесины происходит при высоких температурах и в строго контролируемых условиях.

Технология производства – камеры пиролиза – предназначена для обеспечения высокой стабильности производства с учетом того, что внутри камеры постоянно высокая кислотность. Сама камера и все ее элементы изготовлены из нержавеющей стали.

Общий вид установки для термомодификации древесины

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

• Порода дерева;
• Толщина и влажность в начале процесса термической модификации;
• Степень автоматизации процесса.

Предварительно высушенная древесина, как правило, имеет более короткое время обработки, чем свежесрубленная древесина. Современные камеры оснащены программными комплексами для управления процессом.

Это создает представление кривой процесса в виде файла базы, который можно открыть позже, а детали процесса можно просмотреть в виде графической кривой или числовых данных.

Система нагрева в процессе термодерева обычно основана на использовании термостойкого масла или прямого электрического нагрева.

Оба варианта могут обеспечить очень точное регулирование температуры, однако нагрев масла обеспечивает более постепенный нагрев полуфабрикатов.

Свойства термомодифицированной древесины

Это натуральный, абсолютно экологический материал, который по сравнению с обычной декоративной и строительной древесиной обладает рядом уникальных свойств:

• пониженная равновесная влажность на уровне 4-8%, т.е. в 4-6 раз ниже, чем после обычной промышленной сушки;
• устойчивость к гниению (из-за высоких температур обработки в древесине разлагаются полисахариды, что на фоне низкой равновесной влажности исключает условия для образования и размножения грибков, плесени и любых микроорганизмов);
• стабильная геометрия изделий в процессе эксплуатации, независимо от перепадов температуры и влажности (риск вздутия снижен до 90%);
• возможность придать дешевым породам древесины вид экзотических и старых пород древесины и получить любые оттенки от светло-желтого до почти черного (независимо от породы древесины) по всей глубине изделия;
• улучшение теплоизоляционных свойств древесины на 30%, что делает термодревесину идеальным материалом для саун, бань и внутренней обшивки домов;
• низкая гигроскопичность (влагопоглощение снижается в 5 раз);
• низкая теплопроводность и высокая плотность конструкции;
• легче, чем высушенная в печи древесина; • низкое содержание смолы в составе хвойных пород;
• биологическая стабильность;
• экологичность (термическая обработка не предполагает введения каких-либо химических добавок, только пар и температура, благодаря чему продукт остается экологически чистым).

Свойства термомодифицированной древесины