Термообработка древесины: мой опыт

Дерево, пропитанное разгорячёнными парами воздуха без использования химических реагентов, называют термодревесиной. Технология позволяет получить материал, стойкий к возгоранию, невосприимчивый к плесени и грибку, более прочный при сравнении с необработанным аналогом. Методика успешно используется при изготовлении отделочных материалов, поделок, сувениров, и сегодня с расскажу вам все об этой технологии.

Что такое термодревесина

Модификация одного из популярнейших строительных материалов, получившая название "термообработка дерева", впервые была использована в Финляндии. В результате сушки паром и высокими температурами, сырые пиломатериалы кардинально изменяли свои физические свойства. Обнаружилось, что после проведённых манипуляций происходят изменения в молекулярной структуре сырья, улучшается свойственная дереву пористость.

Полученный строительный материал не боится воды. Причем такие свойства были получены без применения специальных химических составов. После термообработки древесина становится невосприимчивой к температурным скачкам, не пересыхает и не растрескивается.

Кроме того, изменяется цвет материала. Структура волокон получает благородный тёмный оттенок, присущий дорогим сортам дерева. Улучшение качественных параметров становится выше более чем в 15 раз. Одновременно с этим все положительные свойства, доставшиеся древесине от природы, сохраняются. Она сохраняет свою экологичность, паропроницаемость и теплопроводность.

На чём основана технология изготовления

Технология изготовления термодревесины заключается в постепенном нагреве её волокон до высокой температуры. Цель процесса - изменение молекулярной структуры и улучшение характеристик материала. Этот цикл состоит из нескольких этапов:

• Материал помещается в специальную камеру, где и происходит процесс термообработки и сушки дерева.
• Находясь в условиях атмосферного давления, заготовка разогревается до температуры 115°С. В результате происходи обильное выделение пара, наполняющего внутреннее пространство рабочей камеры. Постепенно он выдавливает из него весь воздух.
• Температура герметичного объёма наращивается до 150-190°С. Конкретная величина определяется исходя из сорта дерева и требуемой степени его обработки.
• В процессе термостатирования, в камере нагнетается установленное избыточное давление ы 2-4 Атм, которое поддерживается подключенным к системе вакуумным насосом и удерживается на протяжении 5-6 ч.
• По истечении необходимого промежутка времени, разряжение рабочей камеры сравнивается с атмосферным. Образовавшиеся на поверхности заготовки продукты внутреннего распада и конденсат испаряются естественным путём. За счёт этого не происходит повреждения заготовки и отсутствует горелый запах.

Подчеркиваю! Значения давления в рабочем объёме, температуры сушки и времени проведения цикла могут изменяться, я привел их в усреднённом варианте.

Классификация

Есть 3 способа термообработки материалов древесного происхождения. Отличаются они способом паровой обработки:

• Вышеупомянутый одноступенчатый, в котором поддерживается постоянное значение нагрузок. 
• Ещё одним способом является многоступенчатая термообработка. Здесь подразумевается периодическое изменение значение давления пара. Этот вариант ещё более качественный и способствует получению лучших защитных свойств. 
• Изготовление термодревесины высшего сорта осуществляется обработкой азотом (вместо пара). Продукция, полученная таким способом, отличается относится к высшей ценовой категории. 

Классификация реализуемой термообработанной древесины осуществляется следующим образом:

• Первый класс. Дерево выдерживается при температуре, не превышающей 190°С. Результат слабый, структура волокон слегка изменяет цвет.
• Второй класс. Рабочая температура равна 210°С. Показатели износостойкости и стойкости к возникновению процессов гниения возрастают. Становится более заметен тёмный оттенок.
• Третий класс. Термообработка древесины осуществляется при температуре до 240°С. Цвет становится тёмным, качественные характеристики материала поднимаются практически до максимального уровня.

Подчеркиваю! Уточните у продавца, к какому классу относится интересующий вас материал. От этого зависит его стоимость и качество.

Преимущество термообработки

Я рассказал в целом, что такое термодревесина, теперь давайте проанализируем, в чём заключаются основные преимущества такого материала. Я бы выделил:

• Прочность. Термообработка отражается на дереве более прочной поверхностью в сравнении с необработанной древесиной. Модифицированная структура способна выдерживать значительную нагрузку, не подвергается деформации по истечении продолжительного времени, не так подвержена механическим повреждениям. В результате она сохраняет свой первоначальный облик на протяжении более длительного времени, чем незащищённый аналог.
• Влагостойкость. Обработанный материал практически не впитывает влагу. Дерево не разбухает и не утрачивает изначальную форму даже при эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью воздуха.
• Невосприимчивость к грибку и плесени. В результате термического воздействия, вместе с влагой, из пор выводится, привлекающий микроорганизмы, древесный сахар. Это способствует дополнительной защите от вредоносных бактерий, провоцирующих загнивание дерева.
• Эстетичность. Как уже упоминалось, древесина, прошедшая процедуру термообработки, приобретает темноватый оттенок. Это подчёркивает контраст натурального материала, делая его более выразительным.
• Пожаробезопасность. Термообработка делает структуру волокон более прочной. В них содержится меньше кислорода, соответственно снижается вероятность возгорания.

Подчеркиваю! Все эти критерии характеризуют увеличение срока службы материалов.

Недостатки

При обилии положительных качеств, термообработка волокон древесины имеет ряд недостатков, которые необходимо учитывать. Я бы отметил:

• Термообработка древесины – технология, делающая структуру волокон более твёрдой. Одновременно с этим параметром увеличивается и хрупкость, таким образом, при неаккуратном обращении (например, забивании гвоздя) заготовка просто может треснуть. Чтобы избежать растрескивания, рекомендую высверливать предварительные отверстия.
• Материал становится более чувствительным к ультрафиолету. Чтобы сохранить его первоначальный вид, его придётся периодически подкрашивать или обрабатывать специальными составами.

Подчеркиваю! Методика недостаточно изучена и не известно, как поведёт себя при продолжительном пребывании в почве. Поэтому использовать такую древесину в качестве столбов не рекомендую.

Как сделать термообработку дерева дома

Изготовление термодревесины – процесс, требующий специализированного оборудования. Тем не менее, наладить кустарное производство можно и в домашних условиях. Для этого понадобится следующее:

• Герметично закрывающаяся ёмкость, которая сможет преградить внутренний объём от атмосферного воздуха.
• Источник тепловой энергии. Например, это может быть ТЭН, газовый или твёрдотопливный обогреватель. Необходимо организовать его работу таким образом, чтобы осуществлялся качественный обогрев внутреннего объёма рабочей камеры.
• Емкость с водой, предназначенной для нагнетания заданной влажности.

Принцип работы приспособления заключается в помещении в камере вышеупомянутой ёмкости. В результате нагревания начнётся процесс испарения, что не допустит возгорание дерева. Также этому способствует отсутствие кислорода, который вытесняется горячими парами.

Подобные приспособления встречаются достаточно часто и изготавливаются из любых подручных материалов. Например, в качестве герметичного объёма могут использоваться как железнодорожные цистерны, так и сельскохозяйственные металлические бочки, или самодельные сварные короба.

Старинный способ

Самый простой и проверенный способ изготовления термодревесины (по моему мнению) для домашних поделок:

• Опускаю заготовку в кипящую воду и выдерживаю на протяжении 1,5-2 ч.
• Вынимаю, протираю насухо и оборачиваю плотной тканью.
• Помещаю свёрток возле источника тепла и выдерживаю несколько дней.

Подчеркиваю! Таким методом древние резчики по дереву упрочняли структуру мягких липовых изделий.

Заключение

Мы с вами разобрались с понятием «термодревесина», выяснили, что это такое, оценили основные преимущества и недостатки методики. Тем не менее, даже при наличии целого ряда «подводных камней», дерево, обработанное таким способом, становится более красивым и долговечным.