термодерево что это такое
Термодревесина: особенности и сфера применения
Как понятно из названия, под термодревесиной понимается дерево, которое прошло термическую обработку. Речь идёт о специальной промышленной технологии, когда древесина обрабатывается в камерах без доступа кислорода при температуре +185. +230 °С. Режим нагрева плавный, многоступенчатый, потом дерево принудительно охлаждается.
Важно! Никакие химические вещества при термической обработке древесины не применяются!
Термической обработке подвергаются самые разные виды древесины, как мягкие — сосна, ель, липа, кедр, так и твёрдые — дуб, бук, ясень.
Преимуществ у термодревесины действительно много:
Минусы у термодревесины, несмотря на её растущую популярность и отличные характеристики, есть:
Недостатков, уверены специалисты, у обработанной термически древесины намного меньше, чем преимуществ.
Сфера применения термодревесины очень обширна:
Из термообработанной берёзы даже делают костные протезы, так что вопросов с качеством, гигиеничностью и экологической чистотой этого материала у медиков нет.
Согласно европейским стандартам EN 335–1–2006, есть три вида термодревесины:
Важно! Чем выше температура обработки древесины, тем выше долговечность и стабильность, но прочность заметно падает. Поэтому оптимальным для использования специалисты называют второй класс термодревесины.
Стоимость термодревесины может быть очень разной, но в любом случае будет выше, чем у необработанного дерева. Цена зависит от породы древесины, сорта, вида изделия, производителя и так далее.
Термодерево: свойства и применение
Подготовлено компанией Research.Techart
Что такое термодерево?
Термодревесина (термически обработанная древесина, термически модифицированная древесина, термодерево, ТМД, Thermally modified timber, TMT, Thermally modified wood, TMW) – древесина, прошедшая термическую обработку при высоких температурах (от 180°С). Главная особенность термодревесины как конечного продукта заключается в сочетании высоких физико-механических свойств, схожих со свойствами химически модифицированной древесины, и экологичности натуральной древесины.
Технологию термообработки древесины на научной основе начали исследовать в 30-е годы XX века в Германии, затем в 40-е – в США. Новейшие исследования были проведены в 90-е годы в Финляндии, Франции, Нидерландах, Италии, Германии. В результате было установлено, что при воздействии на древесину температуры 180-230°С в ее биологическом составе происходят необратимые изменения, влияющие на свойства конечного продукта.
Первые пилотные производства термодеревесины были организованы в Финляндии в начале 90-х годов прошлого века. Начиная с этого момента, Финляндия считается признанным лидером исследований в этой области, а также крупнейшим мировым производителем инновационного материала. Через некоторое время активность на рынке проявили деревообработчики из Германии, Франции, Нидерландов, России. Отсутствие тесного взаимодействия привело к тому, что в этих странах технологии производства развивались относительно независимо. На сегодняшний день в Европе, по некоторым оценкам, насчитывается около 10 патентованных процессов термообработки. Проникновение материала в Северную Америку осуществлялось путем покупки патентов у европейских производителей.
Наиболее распространенной в мире является финская технология ThermoWood, и иногда под термином «thermowood» (дословный перевод, англ. – «термодревесина») ошибочно понимают весь спектр технологий термической обработки древесины. Кроме того, процесс ThermoWood отличается методической поддержкой, которую оказывает Международная ассоциация ThermoWood (International ThermoWood Association, Финляндия, www.thermowood.fi).
Физико-механические свойства термодерева
Термическая модификация негативно влияет на следующие свойства:
Независимые исследования, проведенные в шведском университете Lulea University of Technology (www.ltu.se), показали, что влияние процесса модификации (процесс Thermowood, T=200°C) на физико-механические характеристики зависит от породы древесины. В частности, результаты испытаний свидетельствуют о большей потери прочности у твердых пород древесины по сравнению с мягкими породами.
Преимущества и недостатки
2.Эстетичный внешний вид. Процесс термообработки заметно улучшает эстетическую ценность дерева, придавая материалу вид древесины, подвергнувшейся долговременному старению (более 100 лет). После модификации проявляется древесная текстура. Оттенок, приобретаемый материалом, вызван не тонировкой, а изменением в самой структуре древесины. Цвет однороден по всему сечению. Основным результатом обработки с этой точки зрения является придание недорогим сортам древесины внешнего вида ценных пород.
На рисунках ниже представлены образцы термически обработанной сосны. Температура обработки составляла слева-направо 70°С, 100°С-240°С (с интервалом в 20°С). Рисунок слева представляет вид древесины непосредственно после проведенной обработки, а справа – по истечении шести месяцев эксплуатации материала на открытом воздухе.
Лучшего результата сохранности термически обработанной древесины можно добиться, если использовать специальные защитные составы.
3.Экологичность материалов. Термодревесина является экологически чистым и нейтральным по отношению к организму человека материалом. Этот факт играет большую роль для людей, подверженных различным аллергическим реакциям. Экологичность материалов позволяет утилизировать их по окончании процесса эксплуатации. В отличие от химически обработанной древесины, которую обычно сдают на свалку, термодревесина может быть использована в качестве топлива.
Обширность сферы применения термодревесины обусловлена тремя основными свойствами материала: долговечностью, низкой гигроскопичностью и размерной стабильностью. Важно отметить, что в некоторых областях уникальным становится сочетание нескольких или всех перечисленных свойств.
Рассмотрим отдельные области применения термодревесины:
1.Конструкционный материал для уличного применения.
Термообработанная древесина, благодаря устойчивости к атмосферным воздействиям, подходит для уличных конструкций, ландшафтного дизайна, строительства мостов, причалов, облицовки водных каналов.
2.Внешняя отделка фасадов.
Одна из наиболее популярных сфер применения термодревесины в Европе – облицовка фасадов зданий, в том числе в составе готовых панелей в деревянном домостроении.
3.Внутренняя отделка.
Вследствие эстетичности внешнего вида данный материал часто используется дизайнерами для внутренней отделки. Из термодревесины изготавливают деревянные плитки для санузлов и кухонь, которые могут стать хорошей альтернативой холодной кафельной плитке. Материал используется также для изготовления цельных ванных и раковин, для комплексной внутренней отделки саун.
4.Производство мебели.
Стабильность геометрических размеров и устойчивость ко внешней среде способствует использованию термодревесины в производстве мебели, оконных рам, дверей, паркетных полов, декинга.
Потенциальная сфера применения термодревесины так же обширна, как и сфера применения обычной древесины: из термодревесины могут изготавливаться комплектующие, музыкальные инструменты, домашние принадлежности, малые архитектурные формы, садово-парковые конструкции и т. п.
В настоящее время одной из приоритетных областей научных исследований является использование термодревесины в качестве материала несущих конструкций. В частности, решение найдено в виде композитного клееного бруса («клееный термобрус»), объединяющего ламели из модифицированной и обычной древесины. Функции термодревесины заключаются в поддержании стабильности размеров и противодействии внешней среде, а центральные ламели из необработанного материала служат для придания необходимой прочности. Помимо клееного бруса на рынке присутствует и другой конструкционный материал – термически обработанный массивный (профилированный) брус.
Термодревесина
Читайте также
Деревянные изделия без каких-либо химикатов, которые стабильны в самых разнообразных условиях? Для фасада и для кровли, в саду и возле бассейна? Сто лет назад люди даже не мечтали о таком. Однако в 21 веке даже самые смелые предположения находят реальное воплощение. В этой статье мы поговорим о термодревесине: что это такое, как ее производят и чем же она так уникальна?
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.
Термодревесина технология
Стоит отметить, что эту технологию придумали финны. Финские специалисты для отделки фасадов и интерьерных работ, изготовления настилов используют сосну, ель. А в саунах применяют европейскую осину, сосну, ель. Напольные покрытия они создают из березы.
Производство термодревесины включает такие этапы:
Во время реализации термообработки меняется цвет лесоматериала, причем не только верхнего слоя, а по всей толщине. Можно получить самые различные оттенки от бежевого до шоколадного, все зависит от выбранного режима. Помимо этого, эффектно выглядит текстура древесины. Простой кусок дерева выглядит как благородный материал, подвергшийся долголетнему старению, а это сегодня очень модно. При помощи термообработки самое дешевое сырье будет иметь вид элитных сортов древесины.
При обработке паром полностью разлагается любимая микроорганизмами среда – древесные сахара. Тесты, которые проводили специалисты в лабораториях, доказывают, что полученный материал устойчив к гниению и образованию плесени, ему не нужны дополнительные защитные покрытия. Срок службы такого материала в 15–25 раз выше, чем обычной древесины. Постоянство размеров в условиях колебаний влажности и температуры окружающей среды увеличивается в 10–15 раз – по окончанию высыхания материал не меняет своих первоначальных геометрических форм, вследствие структурирования молекулярных цепочек во время обработки. В условиях постоянных проливных дождей изменение размеров термодерева в 3–4 раза меньше, чем у необработанного материала.
Путем термической обработки практически любой лесоматериал можно приблизить по характеристикам к лиственнице, которая столетиями не подвергается действию влаги. По этой причине лиственница пользуется огромной популярностью в Венеции. Просачивание жидкости после обработки снижается в 3–5 раз. Это происходит потому, что поверхность термодерева не пористая, как у обычных лесоматериалов, а уплотненная, вследствие чего ей не страшна даже повышенная влажность воздуха.
Сегодня люди все больше заботятся о своем здоровье, поэтому материалы для строительства и предметы интерьера выбираются экологически безопасные. Термически обработанная древесина как раз такой материал, потому что даже отходы этого производства утилизируются сжиганием.
Главные достоинства этого материала:
Изготовление термодревесины осуществляется под действием перегретого пара при температуре от 150 до 240 градусов Цельсия – разлет значительный, но именно позволяет разделить всю термодревесину на классы:
В целом, сфера использования термодревесины не ограничена. Она применяется везде, где используется обычная древесина. В строительной отрасли термодерево применяют в работах, связанных как с внутренней, так и с внешней отделкой фасадов. Широкая палитра оттенков не ограничивает дизайнерской фантазии, а физико-механические характеристики дают возможность использовать этот материал даже для создания несущих конструкций. В результате нейтрального отношения к влажности материал пользуется популярностью в обустройстве бань, саун и бассейнов. Единственный нюанс, который необходимо принять во внимание перед покупкой – это цена. Стоит этот материал очень дорого, и чаще всего расходы на покупку оказываются нецелесообразны. Например, использовать такой материал для интерьерной отделки комнат, конечно, можно, но дорого – для этих работ подойдут и обычные лесоматериалы. Термодерево имеет свою собственную область применения, в которой расходы на него оправдываются.
Из термодерева производят деревянные плитки для ванных комнат и кухонь, которые являются прекрасной альтернативой холодному кафельному покрытию. Кроме этого из него делают цельные ванны и раковины.
При наличии неограниченного бюджета материал можно использовать для:
Термодревесина своими руками
Ввиду такой высокой стоимости многие домашние мастера задумываются о том, чтобы сделать термодерево в домашних условиях. Конечно, при наличии огромного желания и электрической печи с регулятором температуры, вы сможете справиться с этой работой. Только не забывайте, что в электрическую печь необходимо обязательно установить тару с жидкостью, потому что без присутствия пара древесина легко загорится при такой высокой температуре.
Однако дело это довольно трудоемкое. На специализированных форумах можно найти мастеров, которые создали сушильную камеру собственноручно из железнодорожной цистерны, вмещающей 15 куб. м. Основным условием является стопроцентная герметичность камеры. В противном случае присутствие кислорода станет причиной возгорания лесоматериалов во время нагрева свыше 135 С. Самый простой способ термообработки своими руками заключается в проваривании небольшой деревянной заготовки на протяжении 1.5 часов в воде. После этого ее нужно завернуть в ткань и старые газеты, и разместить около любого источника тепла для того, чтобы она просохла. К такому методу прибегают резчики по дереву для сушки липы.
Недостатки термодревесины
Однако, идеального материала без недостатков еще придумать не удалось. Поэтому даже у такого, на первый взгляд, безукоризненного материала, есть отрицательные качества. В результате термической обработки лесоматериалы становятся не только более твердыми, но и более хрупкими, по этой причине специалисты советуют сверлить направляющие отверстия для шурупов и гвоздей, в особенности около торцов доски.
Термодревесина более чувствительна к ультрафиолету и может приобретать серебристо-серый оттенок, раз в несколько лет участки древесины, расположенные под открытым солнцем, понадобится обрабатывать.
Поскольку технология является новой и малоизученной, экспертам пока не известна стойкость этого материала, при длительном нахождении в земле. По этой причине, столбы, части каркаса террасы, беседки и прочих садовых сооружений лучше создавать из пропитанной антисептиком древесины.
Сегодня этот материал можно купить лишь в специализированных магазинах, в розничной продаже она встречается достаточно редко. Однако в ближайшие несколько лет стоит ждать большей доступности вследствие роста объемов производства и, как следствие, уменьшения стоимости, потому что все больше и больше производств начинают осваивать эту технологию.
В конце отметим, что, несмотря на сложность технологии, можно сделать этот материал и в домашних условиях. Однако такой материал все же будет более низкого качества, чем изготовленный на предприятии. И даже, сделанное дома термодерево, будет иметь более высокие характеристики, чем обычное.
Похожие сюжеты
Государственная организация Southeast Urban Wood Exchange недавно объявила о том, что все предприниматели из восьмого региона Американского лесопромышленного департамента, занятые в производстве и переработке так называемого урбанистической древесины, могут зарегистрировать свою продукцию и услуги на портале urbanwoodexchange.org
У всех деревообрабатывающих предприятий и тех, кто занимается выпуском продукции из древесины, рано или поздно возникает проблема с защитой доски, бруса, оцилиндрованных бревен и также других конструкций от вреда, который наносят грибки и вредящие насекомые.
Термодревесина и ее свойства
Содержание
Понятие термина «Термодревесина».
В итоге получился материал, у которого сочетаются экологические характеристики природного дерева, очень популярная на современном рынке, внешняя подчеркнутость структуры дерева и уникальные физико-механические характеристики, о которых мы поговорим позже.
Для термообработки используют различные породы древесины: как мягкие: ель, липа, кедр, сосна, так и твердые: бук, дуб, ясень, поэтому сам термин «термодревесина» стоит считать не совсем полным и уточнять, что конкретно (какая порода дерева) предлагается.
Процесс изготовления
В тридцатые годы ХХ-го века, на территории Германии стали впервые исследовать термообработку древесины, как и сам процесс ее создания на научной основе, оттуда она попала в Соединенные Штаты Америки уже после Второй Мировой Войны. Но только в девяностых годах прошлого века, сразу в ряде европейских стран стали проводить новые исследования в данном направлении. В результате этих исследований выявили, влияние прямого действия на деревянные материалы температуры от 185С до 230С в их структуре происходят безвозвратные изменения, которые кардинально воздействуют на характеристики полученного продукта.
В качестве исходного материала используются как мягкие, так и твердые виды древесины. Готовые изделия из мягких видов пород в основном используют для внешней отделки, а из твердых – в интерьере.
Преимущества
После процесса термообработки древесина приобретает следующие качества:
— Стабилизация формы.
Наиболее частой проблемой при использовании необработанной древесины в отделке и производстве, является проблема с тем, что «живой» материал подвержен последующим изменениям, зависящим от влажности, температуры и прочих внешних факторов.
В термически обработанной древесине стабильность ее форм по отношению к факторам внешней среды возрастает в 10-15 раз. Что является ее важнейшим преимуществом.
— Экологическая чистота.
— Гигроскопичность (Влагоотталкивание).
— Стойкость к биологическим факторам.
Термообработка «убивает» полисахариды внутри самой древесины. Что, в сочетании с низкой влажностью продукта (ок. 5%) создают условия, препятствующие возникновению и размножению различных микроорганизмов, т.е. материал не подвергается гниению, не привлекает насекомых и не подвергается заражению грибком.
— Эстетичность.
Отсутствие каких-либо химических веществ в обработке позволяет сохранить натуральный запах дерева. Помимо этого, термообработка позволяет добиться однородного изменения цвета по всей толщине доски. В зависимости от режима обработки можно получить различные оттенки от натурального светлого до темно-коричневого.
Ну и конечно, выгодно подчеркивается структура самой древесины. Достигается эффект ценных пород.
За счет процессов обработки термодревесина приобретает довольно низкий показатель влажности, что негативно влияет на ее адгезию и повышает хрупкость материала.
Решением этих недостатков является применение специальных полиуретановых клеев и использование в процессах обработки высокооборотного оборудования. Которое применяется исключительно для данного материала.
Области применения.
Сфера применения термодревесины так же обширна, как и у обычной древесины. Она обуславливается ее основными свойствами, сочетание которых в некоторых областях становится уникальным.
Она подходит для парковых и других конструкций, размещенных на открытом воздухе, мостостроения, отделки причалов, облицовки водоемов и бассейнов. Применяется для создания ландшафтных дизайнов.
Широкое использование термодревесина получила в облицовке фасадов зданий и деревянном домостроении.
Эстетические свойства, в сочетании с долговечностью и устойчивостью к внешним воздействиям позволяют широко использовать ТМД и во внутренней отделке – деревянная плитка для санузлов и кухонь, отделка ванн и саун. Производство паркетных полов, дверей и окон.
Заключение.
Подводя итог вышесказанному, необходимо отметить, что несмотря на сложность и временные затраты на изготовление термодревесины, получаемый материал по праву можно считать одним из наиболее долго служащих, экологически чистых и широко применяемых материалов на современном рынке.