Рассылка

Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.



ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОМОДИФИЦИРОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ

Авторы: М. Квиеткова, М. Гашпарик, М. Гафф, Е. Мифтиева

Еще наши предки знали, что при необходимости увеличить долговечность древесины, которая была использована, например, для ограждений, где был непосредственный контакт с землей, необходимо произвести обработку поверхности древесины открытым огнем. Концы плотовых стоек сначала подвергались воздействию огнем, а уже потом укрепляли в земле. Таким простым процессом долговечность древесины, контактирующей с землей, увеличивалась в разы. Подвергнутая термообработке древесина становится устойчивой к поражению насекомыми и другими вредителями, поскольку в данной древесине отсутствует гемицелюллоза, которая является питательной средой для живых организмов. В настоящее время теплообработка пиломатериалов промышленно управляемым способом осуществляется именно с целью увеличения ее долговечности. Обработанный таким образом пиломатериал утрачивает способность к влагопоглощению и тем самым абсолютно отличается от обычных пиломатериалов, которые были обработаны лишь сушением в сушильных камерах.

Древесина имеет широкий спектр использования в строительстве, мебельной отрасли, в бумажной и транспортной промышленности и других отраслях. Одним из самых главных свойств древесины является его естественная долговечность в различных экстерьерных и сложных интерьерных экспозициях, прежде всего это касается стойкости древесины к биологическим вредителям. Из европейских промышленно используемых древесных пород обладают достаточной биологической стойкостью ядровая зона акации, дуба летнего и зимнего. Природная долговечность менее стойких древесных пород, к которым относятся бук, ольха, тополь, пихта, ель, сосна.

Долговечность древесины считается достаточной, либо недостаточной. Повысить долговечность древесины можно методами химической защиты, а также на сегодня возможными методами модификационной защиты. В случае деревянных строений и мебели используемая древесина либо материалы на основе древесины должны быть качественными, с определенной прочностью, стабильностью размеров, цветом, обрабатываемостью.

Термодревесина технологии ThermoWood это термомодифицированная древесина с усовершенствованной внутренней структурой, полученной путем тепловой обработки в атмосфере водяного пара. Данная финская технология была изобретена и признана много лет тому назад. Технология термообработки древесины ThermoWood осуществляется только с помощью тепла и водяного пара, тем самым целый процесс производства является полностью экологичным. Термообработка позитивно влияет и улучшает не только долговечность древесины, но и  его другие физические и механические свойства. Метод термомодификации свойств древесины разделяется на три основных этапа (Рис. 1):

В первой фазе термообработки осуществляется высокотемпературная сушка при температуре 100-130 °C. Данный этап занимает набольшее количество времени из целого процесса термообработки. В период этой фазы влажность древесины снижается почти до нуля. Продолжительность фазы сушения зависит от начальной влажности древесины, породы древесины и толщины пиломатериала. Чтобы сушка древесины прошла успешно важно предотвратить растрескивание внутренних слоев древесины. При сушке несвязанная вода в результате разницы поверхностного натяжения и давления пара выводится на поверхность.

Во второй фазе происходит непосредственная термомодификация древесины, которая осуществляется в закрытых камерах, температура в которых повышается  на 190-250 °C в зависимости от стадии процесса. Фаза термообработки начинается сразу после высокотемпературной сушки. Данный этап тепловой обработки длится 2-3 часа. Пар в процессе сушения и термообработки используется в качестве защитной среды. Защитная среда не допускает горения древесины и влияет на химические изменения, которые происходят в древесине.

Третья фаза является окончательным этапом обработки. Древесина после термообработки подвергается охлаждению, данный процесс должен тщательно контролироваться. Особое внимание на данном этапе надлежит уделять разности температур между древесиной и окружающим воздухом, которая может вызвать образование трещин. Помимо этого древесина должна быть снова увлажнена, чтобы она обрела необходимую для конечной области применения влажность. Конечная влажность древесины оказывает существенное влияние на ее эксплуатационные характеристики – со слишком сухой древесиной работать тяжело. После финального этапа обработки древесины ее конечная влажность должна составлять 5-7%. В зависимости от температуры тепловой обработки и вида пиломатериала фаза конечной обработки составляет 5-24 часа.

 

Рис. 1. Схема производственного процесса изготовления термодревесины [5].

Целый процесс от сушки до конечного увлажнения древесины разработан так, чтобы был образован один непрерывный ход обработок. Технологический процесс включает в себя шесть туннелей, которыми проходит древесина. В первых трех туннелях производится сушка пиломатериала и его подготовка к непосредственной термообработке, которая осуществляется в четвертом туннеле. Последние два туннеля служат для охлаждения, регулировки влажностного режима и стабилизации свойств древесины с целью подготовки материала к конечной области применения.

ThermoWood производится в двух классах обработки - Thermo-S и Thermo-D.

Древесина класса Thermo-S производится при температуре 185 °C из лиственных пород, а при температуре 190 °C из хвойных пород древесины. Знак S означает стабильность. Материал данного класса обработки предназначен для внутреннего использования (мебель, лавочки для саун, напольные покрытия и т.д.).

Thermo-D изготавливается при более высоких температурах по сравнению с Thermo-S. Древесина лиственных пород обрабатывается при температуре 200 °C, а хвойных пород при температуре 212 °C. Символ D обозначает долговечность. Материал является более устойчивым к воздействию биотических вредителей по сравнению с Thermo-S. Thermo-D разработан для применения в экстерьере для облицовки фасадов, напольных покрытий.

Термообработке можно подвергать почти любые породы древесины. Северные древесные породы, такие как сосна, ель, береза и осина являются пригодными для термообработки. Далее можно подвергать термообработке, по меньшей мере, несколько видов твердых пород древесины, например бук, дуб и ясень. В настоящее время наиболее используемой породой является древесина сосны.

Обработанная по данной технологии древесина, обладает множеством преимуществ, например таких как: положительные изменения во внутренней структуре древесины, улучшенные физические и механические свойства, сниженная на 20-25% теплопроводность древесины, улучшенные теплоизоляционные характеристики, низкая равновесная влажность около   5-7%, снижение влагопоглощения на 30-50%, улучшенная стабильность размеров и формоустойчивость, снижение прогиба на 90%, отстранение смолы и питательной для микроорганизмов среды, устойчивость к дереворазрушающим вредителям и к гниению, возможность применения без дополнительной поверхностной отделки лакокрасочными материалами, долговечность при применении в экстерьере составляет 30 лет.

Приложения термически модифицированной древесины

Напольные покрытия в интерьерах – материал для отделки полов в интерьерах термообработан до класса обработки Thermo-S. Своей универсальностью применения во всех типах интерьеров, данные профили образуют характерную группу качественных и эстетически ценных материалов. Среди материалов, применяемых для производства профилей досок пола, находит свое применение не только классическая сосна, но также и береза. Сосна характеризуется более выразительным, отчасти слегка темным оттенком и, прежде всего, текстурой древесины с ярко выраженными сучками. Древесина березы наоборот является более светлой, с менее выразительной текстурой и почти без сучков. Благодаря, прежде всего, улучшенной стабильности размеров и формы, ThermoWood является подходящим материалом для профилей досок пола. Профили не коробятся и имеют уменьшенный на 90% прогиб. Деревянные напольные покрытия в интерьерах создают приятное восприятие, как своим видом, так и эффектом теплоты. ThermoWood напольные покрытия можно, а также рекомендовано устанавливать на пол с подогревом, при котором достигнуто относительно положительных производственных показателей экономичности.

Мебель для саун и ванных комнат, принадлежности для саун – ThermoWood может быть применен не только в качестве мебели для саун и ванных комнат, но и в качестве внутренней отделки стен. Мебель для саун и ванных комнат изготовлена из брусьев, досок и конструктивных элементов. Данные конструктивные элементы предназначены, прежде всего, для изготовления лавочек и принадлежностей для саун. С учетом сниженной на 20-25% теплопроводности древесины по сравнению с необработанной древесиной, материал является идеальным именно для теплых и влажных интерьеров, таких как сауна. Популярность ThermoWood материала для изготовления мебели и аксессуаров для саун растет также благодаря тому, что изделия являются гигиеничными и благодаря тепловой обработке не содержат питательной среды для бактерий. Низкая теплопроводность способствует тому, что материал не принимает тепло из окружающей среды, то есть материал не перегревается, и при контакте не создает неприятные ощущения, например жжения. Лавочки для саун могут легко абсорбировать влажность через торцы профилей. Быстрые циклы увлажнения и высушивания в высокотемпературных условиях сауны могут вызвать образование трещин. Поэтому концы профилей должны быть обработаны маслом, воском или лаком. ThermoWood можем использовать также для аксессуаров в ванных комнатах, например, учитывая экстремную стойкость материала к воде и к образованию плесени, в качестве подставок для мыла.

Наружная облицовка – для облицовки экстерьерных экспозиций используется класс термодревесины Thermo-D, при котором древесина подвергается более длительной и глубокой обработке, что приводит к более выраженным изменениям в структуре древесины и его свойств. Благодаря этим изменениям материал становится более стойкий и стабильный. ThermoWood облицовка стен и фасадные профили являются наиболее популярными в Северной Европе, где почти 10 месяцев в году господствует зима, и древесина, и без обработки является достаточно долговечной, и почти не требующей ухода. Долговечность материала ThermoWood подтверждена сертификационным документом KOMO, который подтверждает, что данный продукт, по всей толщине материала, относится к 2-му классу биологической стойкости. Это означает, что древесина 2-го класса биологической стойкости способна обладать долговечностью в течение 30-ти лет ее применения, каким является наружная облицовка строительных конструкций. У материала, используемого в экстерьере на облицовку зданий, можем встретиться с наименованием ThermoClad. Фасады из термически модифицированной древесины обладают стабильностью форм, поверхность обесцвечивается более равномерно по сравнению с древесиной термически необработанной, а благодаря сниженному на 70% содержанию воды являются более устойчивыми к грибкам и образованию трещин. Также предотвращена осмолка и выделение дубильных веществ. Высокая степень стойкости и размерной стабильности обеспечивает, что размерные изменения в данном материале, после его закрепления на несущую конструкцию, минимальны. С учетом ограничения размерных изменений, возможная поверхностная обработка обретает более длительную долговечность. На рынке представлены различные варианты облицовки, где возможно комбинировать термомодифицированную древесину, например с иными материалами, такими как бетон.

Профили для террас и бассейнов – ThermoWood в настоящее время пользуется большой популярностью также для применения на напольные покрытия балконов, террас, садовых дорожек, а также отделки предбассейновых территорий. Популярность данной древесины обусловлена главным образом стабильностью ее размеров и стойкостью, которую древесина приобретает благодаря термообработке, а также эстетичностью террасных досок и атмосферой, которую способна создать только древесина. Природный материал гармонично вписывается в любое пространство, не зависимо от того, если он находится в саду, около бассейна или на крыше. Благодаря термическому процессу происходит удаление всей смолы, разложение целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, а также происходит снижение теплопроводности древесины примерно на 20-25%.

Садовая мебель – благодаря термообработке материал обретает для изготовления садовой мебели новые свойства – высокую долговечность, стойкость к гниению, высокую твердость, устойчивость размеров, а также сниженное на 50% влагопоглощение по сравнению с древесиной, которая не была подвергнута термообработке. В результате отстранения в процессе термообработки всех смол и других биологических веществ, материал для изготовления садовой мебели способен противостоять дереворазрушающим вредителям. Благодаря изменениям свойств и внутренней структуры, древесина должна обладать долговечностью сроком до 30 лет. Учитывая, что ThermoWood не содержит никакие химические вещества, древесина может безопасно контактировать как с кожей, так и с пищевыми продуктами.

Окна – являются подходящими для применения, прежде всего в помещениях с высокой влажностью, как например кухня или ванные комнаты. Древесина при термообработке нагревается до температуры 175°C, тем самым влажность компенсирована воздухом, который является более эффективным изолятором. Таким образом, снижаются тепловые потери, а обработанная древесина значительно менее подвержена грибковым поражениям.

Термодревесина – достижение современности, материал нового поколения. Древесина, обработанная теплом, при температуре от 150 °C до 260 °C подвергается изменениям ее основной структуры, образованной в результате роста дерева. Обработанная таким образом древесина и материалы на основе древесины обретают очень хорошие свойства, схожие с редкими тропическими древесными породами, тем самым привлекая большое внимание к данному новационному материалу, главным образом любителей изысканности и требовательных клиентов. Почему именно термообработанная древесина? Благодаря полному отсутствию питательных веществ для биологических организмов термодревесина технологии ThermoWood не подвержена разрушающим воздействиям вредных насекомых и грибков. В результате данных изменений становится возможным беспрепятственное применение материала, как в экстерьере, так и в интерьере, а также в производственных помещениях с высокой температурой и экстремальной влажностью. Стойкость ThermoWoodu можем увеличивать до уровня стойкости таких древесных пород, как например красный кедр и других твердых пород дерева. Стабильность размеров термодревесины делает ее пригодной для использования в сложных условиях с высокой влажностью, либо с влажностными перепадами, которые на натуральную древесину действуют отрицательно. Натуральная древесина не способна так противостоять влажностным изменениям, как термодревесина, что имеет большое воздействие на изменения размеров натуральной древесины и требует максимального ухода за ней. Очень важную роль играет и тот факт, что термомодификация древесины является обработкой, в процессе которой не используются никакие химические либо токсические вещества, которые бы могли оказывать вредное воздействие на окружающую среду. Процесс производства ThermoWood основан на использовании энергии пара и тепла, на материал не воздействуют никакие химические вещества и добавки. Результатом термической модификации является продукт со значительно повышенной долговечностью и устойчивостью. Принадлежит 2. классу биологической устойчивости, что соответствует очень высокой устойчивости к гниению. Термодревесина является исключительно природным материалом, производимым естественными методами с использованием тепла.