Изготовление термодерева своими руками

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.

Технология термодревесины: ближе к природе

Термическая обработка древесины не является чем-то новым, ее применяли еще в доисторическую эпоху. Первобытные охотники обжигали нал костром конец деревянного копья, чтобы сделать его более твердым. Но только в 1990 г. скандинавские лесопромышленники ре- шили более пристально взглянуть на процесс в лабораторных условиях. Процесс термической модификации начинается сразу после сушки досок в камере, где материал нагревается до температуры 260°С. Содержащиеся в древесине сахаристые вещества спекаются, становясь непригодной средой для насекомых и микроорганизмов, разрушающих древесину. Стенки клеток, образующих древесные волокна, которые обычно легко поглощают влагу и высыхают, после термической обработки перестают разбухать.

Лишенная влаги древесина становится не только менее восприимчивой к биологическим факторам, но и более стабильной, практически не усыхая и не коробясь. И так же, как копья древних охотников, приобретает в результате нагрева повышенную твердость. Конечным продуктом этого процесса является легкий, прочный, долговечный и стабильный материал без каких-либо химических добавок.

Древесина по всей толщине становится коричневой и имеет приятный сладковатый запах. Из прошедших обработку досок изготавливают шпунтованные доски для террасных настилов и обшивки стен (вагонку), а также калиброванные пиломатериалы, которые практически не коробятся.

Ссылка по теме: Дерево или бетон – из чего строить дачный дом?

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).

Окраска термодревесины и поверхностная обработка

Окрашивается так же, как и обычная древесина. Низкая смольность предотвращает дефекты на окрашенных поверхностях в результате выделения смолы. Поверхностная обработка термодревесины должна выполняться строго по инструкции производителей наносимых составов и смесей. Краска и другие составы на гладкую поверхность оструганного материала наносится лучше всего кистью. Масляные составы наносятся аналогично нанесению на обычную древесину. А при нанесении водных растворов нужно помнить, что материал плохо впитывает влагу. Прекрасно наносятся лакокрасочные составы, высыхающие под ультрафиолетом.

Виды термодревесины

Различают 3 вида термодревесины в зависимости от технологии производства и европейских стандартов прочности древесных изделий EN 335-1-2006. Главный принцип данной классификации – чем выше температура термомодификации тем сильнее выражены стабильность и долговечность, но меньше прочность:

• Класс 1. Termo-S (Medium). Температура обработки не повышается более 185-190°С. Характеризуется тем, что физические свойства древесины (прочность, твёрдость, сопротивляемость гнили и вредителям) изменяются незначительно. Меняется по большей части цвет материала, переходящий в более тёмные тона с коричневым или красным оттенком. Часто данный вариант называют недо-термодревесиной, то есть не совсем термодревесиной. Термодревесина класса Medium предназначена для использования только внутри сухих помещений.
• Класс 2. Termo-D (Intense). Температура доводится до 200-230°С. А вот это уже настоящая термодревесина, которая обладает всеми качествами, описанными выше. Пороговая температура варьирует в зависимости от породы дерева и технологии, по которой ведётся термообработка. Термодерево класса Intense используется для внешней отделки, в местах с повышенной влажностью и прямым контактом с водой.
• Класс 3. Температура выше 230°С. Финская ассоциация Thermowood выделяет только два класса (Termo-D и Termo-S). Третий класс пока не получил официального признания, так как на этой стадии наблюдаются значительное уменьшение прочностных характеристик и сильное потемнение материала. В то же время ещё сильнее возрастает устойчивость к поражению гнилью, грибками, вредителями и усиливается сопротивляемость влаге. Потому отдельные компании и технологии используют температуру выше 230°С.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Существует два варианта изготовления. Первый подойдёт тем, у кого нет подходящей печи и ему не нужно обжигать большие объёмы дерева. Второй для тех, у кого всё-таки есть печь, которая более или менее подходит для таких целей.

Варка в воде

Положите заготовки в большую кастрюлю, ведро или бочку.
Влейте необходимое количество воды.
Поставьте на огонь (важно поддерживать максимальную температуру).
Если вода испаряется — доливайте кипятка.
Вываривайте в течение 2 часов.
Достаньте заготовки.
Оберните в газеты (несколько слоёв).
Поставьте к источнику тепла.

Через несколько дней вы получите замечательный материал, который полностью буде отвечать нужным вам требованиям.

Обжиг в печи

Для начала нужно убедиться, что древесина сухая

Важно, чтобы она не была обработана химикатами, красками или лаком

1. Разогрейте печь до 200 градусов.
2. Выложите заготовки на решётку, которую лучше поставить в нижнюю часть печи (можно сначала постелить бумагу).
3. Поставьте ёмкость с водой в верхнюю часть.
4. В течение 2 часов просушивайте дерево в печи.
5. По истечение 2 часов долейте воды в ёмкость.
6. Понизьте температуру до 100 градусов.
7. Выдерживайте ещё полчаса.

Такие дерево прослужит вам очень долго. Оно отлично переносит любые температуры и не требует применения реагентов.

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;

  Деревянные обои

• 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

Способы производства термодревесины

Возможности и свойства ТМД, зона его применения различны, многое зависит от того, на какой сегмент рынка настроен производитель, с каким работает сырьем (вид, сорт древесины). Большое значение в различие свойств играет и температурный режим обработки. В соответствии с этим, производитель выбирает способ производства.

Рассмотрим основные способы:

• Обработка водяным паром. Одноступенчатая. Дерево загружается в камеру, где создаются особые условия: при пониженном содержании кислорода и заполнении водяным паром, поддерживается температура 180-200°С.  Длительность процесса ориентировочно 72 часа, она зависит от влажности древесины.
• Обработка под давлением водяным паром или водой. Многоступенчатая. Более сложный процесс, этап обработки паром или водой происходит под давлением до 5 часов, а затем сушка до 4-х дней и повторный многочасовой нагрев древесины во время твердения материала.
• Обработка инертными газами (ретификация). Вместо водяного пара используется азот, в камере обеспечивается определенное давление и минимальное содержание кислорода (2%), чтобы исключить оксидацию (горение).
• Обработка при помощи горячего масла. Все процессы термо воздействия происходят также для изменения структуры древесины под действием высоких температур, без горения. Но дерево при этом погружается в растительные масла, которые нагревают до 200°С.

Каждый способ придает термодереву определенные качества, которые находят свое применение. В строительстве, отделке, декорировании важны такие качества, как неизменная геометрия, влагостойкость, красота и долговечность.

Специальная обработка с приданием повышенной влагостойкости делает термодерево востребованным на судовых верфях. Палубный настил прогулочного корабля, яхты. Внутренняя отделка из дерева, которая не боится морского климата. Причалы и мосты, и это далеко не полный перечень, где востребована повышенная влагостойкость – садовая мебель, обустройство сауны, бассейна и многое другое. Изготавливаются даже ванны из массива термодерева, поскольку оно не гниет и не разбухает. Легкие террасы и облицовка фасада, воплощение дизайнерских идей на участке – везде можно использовать качества новой древесины, которых порой недостает у строительных конструкций из обычного дерева.

Низкая теплопроводность, соответственно и повышенная теплоизоляция, позволяют использовать термодоску в качестве напольного покрытия, из нее изготавливают паркет. Такой пол не боится царапин, поскольку цвет всего массива равномерный, как на поверхности, так и в слоях. Царапин попросту не видно, и пол из термодоски отличается благородством насыщенного тона от молочного до шоколадного.

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.

Термомодифицированная древесина или ТМД

Термообработка древесины заинтересовала исследователей еще в 30-х годах прошедшего столетия. Первыми к исследованию этой темы обратились немецкие ученые, следом за ними, уже в 40-х годах, американские. В последние несколько лет исследования в этой области проводились во Франции, Нидерландах, Финляндии, Германии, Италии и даже России. В конечном итоге специалисты пришли к выводу, что в результате воздействия температуры 180-220 градусов, а также перегретого водяного пара обычная древесина превращается в совершенно новый с технологической точки зрения продукт гораздо более высокого качества – структурированную и гидротермически обработанную древесину.

Пиломатериалы начали производиться по такой технологии в промышленных масштабах порядка десяти лет назад. В данный момент ежегодные объемы производства термообработанных пиломатериалов достигают 150 тысяч кубометров, основным ее поставщиком является Финляндия. К слову, особую популярность подобный материал снискал после того, как в Европе была запрещена химическая обработка древесины.

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.

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.

Технология и области применения

К процедуре браширования прибегают, чтобы придать древесине винтажный вид

Главное предназначение браширования — придание обычному дереву внешнего вида старинного материала путём обработки инструментами. Во время обработки поверхности удаляют мягкие волокна светлого оттенка. После этого поверхность становится рельефной, что присуще старой древесине.

Во время обработки варьируется степень удаления мягких тканей. В зависимости от целей, глубина придаваемой шероховатости может быть от 0,5 до 2–3 миллиметров.

Глубокую обработку проводят, когда желают придать эффект глубокого старения. Твёрдая поверхность дерева обнажается, на ней просматривается красивая текстура. Оптимальной является обработка поверхности на глубину от 0,5 до 1 миллиметра.

Естественное старение древесины уменьшает прочность дерева. Искусственное браширование способствует увеличению прочности пиломатериалов, препятствует гниению и образованию грибка. Такие свойства дереву придаёт обработка во время процесса специальными антисептическими составами.

Для подчёркивания рельефа после удаления мягких волокон поверхность покрывают составами, придающими цвет. Дерево прокрашивают оттенками двух тонов, чтобы рельеф стал максимально выделяющимся.

Браширование — популярный способ обработки интерьерной древесины. Дизайнеры применяют его в следующих случаях:

• при изготовлении лестниц;в производстве мебели;при обработке половых досок;при изготовлении отделочной вагонки.

Подобной обработке подвергают исключительно породы дерева с многослойной структурой. Превосходный результат получается после браширования лиственницы, ели, дуба.Структура этих пород позволяет получить неповторимые богатые рисунки живого дерева.