Термообработка древесины: технология, оборудование, камера

В результате термической обработки структура древесины меняется. Нагрев меняет ряд ее химических и физических свойств. На рис. 1 и 2 показаны различия между структурой обычной необработанной сосны и сосны, подвергнутой термообработке.

Термодревесина: получение и применение

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 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%.
Читайте также:
Стяжка на деревянный пол под плитку: как залить

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 термообработки древесины

Существует определенный порядок действий, позволяющий на выходе получить качественную термомодифицированную древесину:

  • Сырой пиломатериал помещается в специальную камеру. Там под воздействием температуры свыше 100 градусов (в пределах 300) он подвергается термосушке. Вся влага из дерева выпаривается практически до нулевой отметки.
  • Далее, происходит термообработка дерева при помощи пара под температурой в пределах 220-240 градусов. Процесс длится больше суток. В это время сырье получает тот неповторимый оттенок, особую прочность и долговечность.
  • В завершение камера остывает, температура снижается. Термостабилизированная древесина должна содержать не более 6% влаги в волокнах.

Печь для термообработки древесины

Есть два варианта создания термомодифицированной древесины, в зависимости от способа обработки паром:

  • Одноступенчатый (описан выше);
  • Многоступенчатый. Пар подается под давлением, которое периодически меняется. Этот способ дает более стойкий защитный результат у материала.

Высшее качество у термомодифицированной древесины появляется после обработки азотом вместо пара. От этого зависит цена готового пиломатериала.

Для простоты были введены классы сырья, которые различаются по способу обработки:

  1. Класс 1. Температура пара не превышает 190 градусов. Обработка слабая, материал немного меняет свои свойства, естественный цвет практически сохраняется, немного темнеет оттенок.
  2. Класс 2. Температура пара до 210 градусов, износостойкость материала возрастает, появляются защитные функции против гниения. Оттенок становится насыщеннее, материал заметно темнеет.
  3. Класс 3. Температура пара до 240 градусов, цвет существенно изменяется до темного. Все защитные функции повышаются до максимального предела.
Читайте также:
Экономим на воде: самые эффективные способы

Термообработанная древесина влагоустойчива

Перед покупкой следует определиться какая технология термообработки древесины подходит в конкретном случае, от этого существенно зависит цена вопроса.

Характеристики термодревесины

Термомодифицированная древесина обладает следующими характеристиками:

  • значительное увеличение срока эксплуатации изделий;
  • повышается качество деревянных поверхностей;
  • дерево становится невосприимчивым к перепадам температур;
  • практически нулевое усыхание;
  • отсутствие посторонних запахов;
  • низкая горючесть;
  • не гниет;
  • вся масса материала имеет одинаковую окраску, под каким углом не был бы сделан срез, он будет одного оттенка со всем изделием.
  • температурная обработка придает дереву ровный благородный цвет, избавляя от необходимости окраски, покрытия лаками и колерами.

Технические характеристики разных материалов

Единственный недостаток термодревесины – она выгорает на солнце, сереет. Эта проблема легко решается покрытием любым защитным средством на масляной основе.

Так как термообработка проводится в различных режимах, то на в её результате получается разная термодревесина:

  1. 1 класс. Обработка ведется при 190 °С, в результате — легкое изменение тона древесины, такая древесина остается неустойчивой к неблагоприятным погодным факторам.
  2. 2 класс. Термомодифицирование проводится при 200 °С. Для этой термодревесины характерны высокие показатели прочности и устойчивость к гнилостным процессам, у неё более темное окрашивание. Недостаток – у материала снижается пластичность и увеличивается хрупкость.
  3. 3 класс. Обработана при 240 °С. Термодревесина с наивысшим качеством, максимальная устойчивость к среде, высокая плотность и твердость. Большая температура придает изделиям текстуру ценных пород и ровную темную окраску.

– Как происходит управление режимами камеры?

– Сейчас камера управляется простейшей автоматикой, и режим термообработки регулируется вручную. При увеличении размеров камеры все процессы будут полностью автоматизированы. Оператору будет достаточно выставить необходимые параметры до загрузки сырья, закрыть камеру, а после завершения процесса выгрузить термообработанные материалы.

Камера для термической модификации древесины

Камера для термической модификации древесины

– Камера довольно легко и быстро встраивается в существующий технологический процесс. Если компания занимается изготовлением домокомплектов из профилированного бруса, то понадобятся дополнительные площади для установки камеры, а станки, которые есть на производстве по обработке профилированного бруса, могут использоваться и для обработки термомодифицированного материала. Ограничений нет. Производство нового вида продукции – термобруса – позволяет расширить ассортимент продукции, выпускаемой предприятием, и не создает сложности в работе. В своем ценовом сегменте термированные брус или бревно составят конкуренцию клееному брусу, а в строительстве деревянных домов из профилированного бруса заменят последний.

Читайте также:
Строим игровой домик для детей: пошаговые фото, схемы, чертежи

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.

Термомодифицированная древесина приобретает следующие свойства:

1. Долговечность. Термообработка существенно (в 15-25 раз) повышает биологическую долговечность материала (устойчивость к биологическим поражениям).

2. Гигроскопичность. Термообработка приводит к уменьшению равновесной влажности материала в среднем на 40-50% по отношению к необработанной древесине и существенно уменьшает проникновение воды (в 3-5 раз). Поверхность термодерева не пористая, а плотная, что снижает его способность впитывать влагу из воздуха.

3. Теплопроводность. У термодревесины этот показатель на 20-25% ниже по сравнению с обычной древесиной, что дает возможность лучше сохранять тепло в деревянных домах.

4. Размерная стабильность. Термодревесина обладает стабильностью размеров при перепадах температуры и влажности окружающей среды.

5. Эстетические свойства. Однородное изменение цвета (различных оттенков) на всю глубину дерева. Возможность приобретения древесиной благородного оттенка состаренного дерева. При обработке эффектно проявляется структура древесины, повышаются ее декоративные свойства. Недорогим породам древесины возможно придание внешнего вида ценных пород.

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.

Пожарная безопасность при термообработке древесины

Сухая древесина, уложенная в штабель и длительно нагреваемая до температуры более 140−150°С, склонна к появлению отдельных очагов тления и самовозгоранию при наличии свободного кислорода в окружающей её среде. Наиболее подвержены этому некондиционные участки, содержащие пороки — сердцевинную трубку, сучки, гниль, кору и др. По мере снижения концентрации свободного кислорода в газовой среде опасность возгорания уменьшается и при содержании кислорода в концентрации менее 10% по объёму и температурах менее 220 °C опасность возгорания в ходе технологического процесса практически отсутствует.
При включении в работу горелок продукты сгорания вытесняют из камеры изначально имеющийся там воздух и в дальнейшем в процессе ТМД обеспечивается отсутствие кислорода в агенте сушки.

Читайте также:
Цвет детской комнаты — нюансы которые влияют на выбор

Однако при выкатывании штабеля из камеры на открытый воздух опасность возгорания становится актуальной ввиду большой тепловой инерции штабеля. Для исключения этой возможности штабель сразу после выкатывания необходимо обильно пролить водой из брандспойта с расходом до 0,3-х куб. м воды на 1 куб. м древесины с целью его охлаждения. Источник водоснабжения для этих целей должен быть автономным и не зависеть от наличия как давления в водопроводе, так и напряжения электросети.
Выкаченный штабель необходимо незамедлительно разобрать, размещая доски с их неплотной укладкой на козлах с целью дальнейшего охлаждения, исключив тем самым даже малейшую возможность самовозгорания.

В случае аварийной остановки камеры, например при пропадании электропитания, автоматика безопасности закрывает шибера на притоке и выхлопе камеры во избежание неконтролируемого притока во внутрь наружного воздуха. Камеру необходимо перезапустить для работы на аварийном электрогенераторе в течение не более 10−20 минут после остановки. В противном случае за счёт уменьшения удельного объёма газовой среды при охлаждении в камеру будет поступать наружный воздух даже через малейшие неплотности шиберов.
Если перезапустить камеру не удаётся, штабель необходимо выкатить и при необходимости пролить водой для охлаждения и устранения опасности самовозгорания.
Камера должна располагаться на расстоянии не менее 3 м с любой из боковых и задней сторон от других построек или помещений. Со стороны ворот и наружных рельсовых путей должен быть обеспечен подъезд пожарной техники. Расстояние от выкаченного штабеля до ближайшего строения должен быть не менее 6 м.

технология, оборудование, камера, в домашних условиях

Большой спрос на строительные и отделочные материалы из древесины связан с чистотой, экологичностью и хорошими качествами дерева. В последние десятилетия активно разрабатывалось другое сырье, которое не подвержено влиянию влажности, деформации, гниения и других дефектов. Однако часто синтетической продукции нахватает полезных свойств древесины, поэтому разработки по поиску новых способов повышения стойкости и качеств естественного материала продолжаются и сейчас. Вершиной упрочнения брусьев, досок и других пиломатериалов является метод термообработки.

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.

Читайте также:
Утепление квартир пенопластом

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.

Преимущества термодревесины

  • Экологически чистое происхождение.
  • Пахнет как дерево без сторонних ароматов.
  • Выдерживает существенные температурные перепады.
  • Обладает низким процентом усыхания.
  • Большой эксплуатационный срок.
  • Качество поверхности очень высокое.
  • По всему поперечному и продольному сечению материала одинаковый тон, соответствующий внешнему цвету.

В силу значительного разлета температурного режима обработки лесоматериалов, различают

  • Класс 1. Материал с самыми низкими показателями и легкой степенью тонирования, за счет обработки при температурах до 190 °С.
  • Класс 2. Лесоматериал получает высокую прочность и устойчивость к гниению с более темным цветом, однако хрупкий и менее пластичный из-за обработки при 210 °С.
  • Класс 3. Самые высококачественные пиломатериалы с высокой устойчивостью к агрессивным воздействиям внешней среды, твердостью и плотностью. Обладают равномерным темным оттенком и благородной текстурой поверхности. Производятся при 240 °С.
Читайте также:
Стремянки: характеристики, виды и эксплуатация

Оборудование для термообработки

Существует много производителей оборудования для создания термодерева, которые используют различные технологии для процесса обжига конкретных пород. Самыми популярными брендами считаются:

  • Vacuum Plus;
  • Bikos-TMT;
  • Fromsseier;
  • Menz-Holz;
  • Retification;
  • PLATO;
  • Thermowood;
  • Westwood.

Отличия и особенности термокамер

Название технологии/компании Диапазон рабочих температур Длительность одного цикла, часов Страна Породы дерева
Vacuum Plus 45 для вакуумной сушки, 165-190 для термообработки 3-7 дней Россия все, за счет вакуумной сушки
Bikos-TMT 180-220 38-52 Россия мягкие хвойные, ценные твердолиственные на выходе с неоднородным оттенком
Fromsseier 180-220 2-3 дня Дания мягкие хвойные
Menz-Holz 180-230 32-54 Германия все, благодаря внесению в пар органичных масел
Retification 180-220 40-62 Франция все, за счет использования азота в паре
PLATO 170-210 5-8 дней Голландия береза и хвойные
Thermowood 180-215 45-96 Финляндия мягкие хвойные
Westwood 220-240 до 48 США ценные твердолиственные: бук, дуб, ясень

Камера для термообработки

Оборудование представляет собой плотно закрывающийся резервуар определенного объема, в который загружаются пиломатериалы на специальных подставках. Необходимо обеспечивать возможность доступа пара ко всем поверхностям доски или бруса. В ходе цикла обработки, в зависимости от технологии в камере, материал подвергается сушке при высоких температурах, откачке воздуха или внесению инертного газа, органических масел, обжигу при экстремальных температурах и коррекции влаги.

Каждая термокамера должна характеризоваться следующими параметрами:

  1. Уровень безопасности и специфика управления работой устройства.
  2. Допустимый уровень влажности исходного сырья.
  3. Длительность полного цикла (зависит от технологии, породы древесины, способа предварительной обработки пиломатериалов).
  4. Допустимые размеры поперечного сечения бруса, при котором сырье получит однородный окрас по всей толщине.
  5. Энергозатраты и другие требуемые ресурсы для процесса термообработки.
  6. Габаритные размеры и объем рабочей зоны, что позволяет увеличить количество обработки древесины за один цикл.

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.
Читайте также:
Уличные обогреватели для летних веранд: обзор газовых и электрических устройств

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.

Заключение

Термодревесина остается по-прежнему материалом естественного происхождения, о чем свидетельствует даже ее запах. Для внешней поверхности материал не требует дополнительной отделки и покрытия. Отличается высокой стойкостью к осадкам и температурным перепадам, что позволяет начинать новую эру дерева в жилье человека. Самое главное, окна и двери из термодерева прослужат не один десяток лет без потери качества и внешнего вида.

Веками дерево считалось хоть и ценным, но хрупким материалом, который подвержен гниению, нападению паразитов, усушке и прочим неприятностям. И только в конце прошлого века в Финляндии был разработан процесс, позволяющий избежать порчи деревянных изделий при эксплуатации. Термообработка древесины стала спасением для любителей конструкций и отделки из этого сырья. Теперь даже самый недорогой тип дерева может выглядеть презентабельно, иметь насыщенный и благородный оттенок.

Термирование древесины – Термообработанная древесина. Что такое термообработка древесины и зачем она нужна — Как сделать самому?

Что такое термообработка древесины

Древесина является очень востребованным материалом в строительстве. Однако некоторые её недостатки, отрицательным образом, сказываются на долговечности строений и других изделий выполненных из неё.

Поэтому, чтобы как-то минимизировать эти минусы, в последнее время набирает популярность технология термообработки древесины. Что такое термообработка древесины и в чем заключаются собственно её преимущества и будет рассказано ниже.

Читайте также:
Технология железнения бетона: сухое, мокрое, жидким стеклом и готовыми смесями

Что такое термообработка древесины

Ещё до недавнего времени (2004 года) востребованностью пользовалась так называемая химическая обработка древесины. Материал после распила, подвергался воздействию, различным химическим веществам, тем самым увеличивались его эксплуатационные характеристики, и сводилась практически к нулю заражение грибками.

Однако обработка древесины на химическом уровне, превращала экологичный продукт (коим являлась древесина изначально) во вредный материал для использования человеком. В связи с этим, начиная с 2004 года, большинство стран Европы отказались от химической обработки древесины, начав популяризацию и расширение именно термообработки.

В нынешнее время, большинство крупных производителей древесины, а это Канада, Финляндия и Франция, полностью перешли на термообработку, поскольку эта технология отвечает всем необходимым стандартам в плане производства экологически безопасного сырья.

Так в чем же преимущества термообработки древесины, по сравнению с химической обработкой? Что означает понятие — термообработанная древесина?

Термообработанная древесина

Термообработка древесины паром, а именно в этом и заключается данная технология, позволяет получать высококачественный материал, стойкий к порче и полностью безопасный в плане эксплуатации человеком. Термообработанная древесина, в конечном счёте, сохраняет все свои полезные свойства, при этом теряя большую часть недостатков.

Преимущества термообработанной древесины, заключаются в следующем:

  1. Длительный срок эксплуатации — после термообработки, древесина меньше впитывает влагу, поэтому практически исключается её набухание и дальнейшее растрескивание в процессе использования.
  2. Уровень пожаробезопасности термообработанной древесины становится выше, в связи с возросшей её плотностью и твёрдостью, после обработки паром в специальных камерах.
  3. Отличается термообработанная древесина от простой древесины и большей прочностью. Модифицированная древесина, а именно такой она и является после термообработки, менее подвержена ударам и другим механическим воздействиям.
  4. Внешний вид термообработанной древесины становится лучше, поскольку после обработки её горячим паром особенно становится заметней структура и рисунок.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: