Методы химической защиты древесины во многом себя исчерпали. В современную эпоху на первый план выходят забота о здоровье человека и экологии. Окружающие людей предметы должны соответствовать высоким стандартам экологичности и гигиеничности. Этим стандартам полностью соответствует технология термомодификации древесины, которая устраняет необходимость химической обработки изделий из дерева.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание:
- Закалка древесины огнём
- Качества термомодифицированной древесины
- Недостатки вызванные термомодификацией
- Современные технологии термомодификации древесины
- Популярные изделия из термодерева
Термомодификация древесины – это промышленная технология защиты пиломатериалов от разрушительного воздействия влаги, насекомых, грибков, плесени, микроорганизмов. Древесина, подвергшаяся термомодификации, больше не гниёт, не коробится, не набухает, не усыхает, не крутится, полностью сохраняет свои геометрические размеры и форму на протяжении десятилетий и даже столетий. Процедура термомодификации заключается в обработке дерева высокой температурой, доходящей до 180-240ºС, и перегретым водяным паром без примеси каких-либо дополнительных химических веществ.
Закалка древесины огнём
Ещё наши далёкие пращуры знали о благотворном воздействии огня на древесину. В стародавние времена деревянные наконечники копий и стрел обжаривались на открытом огне для придания им большей прочности. В средние века деревянных дел мастера научились вываривать дерево в раскалённом масле. Они заметили, что после этой процедуры древесина больше не впитывает в себя влагу, не меняет своих размеров и не гниёт. Из сваренного в масле древа делали деревянную посуду, лодки, вёсла, колёса водяных мельниц. Многие из этих изделий сохранились и по сей день, не смотря на свой полутысячелетний возраст.
Позже с развитием химии и появлением множества вариантов химической защиты, методы термической обработки дерева отошли на второй план. В 30-е годы XX века немцы вспомнили забытые технологии своих праотцов, и учёные начали исследования в этой сфере. Но приход фашизма и последовавшая война поставили крест на научных изысканиях. После войны исследования переместились в Америку, но так и не вышли за рамки научных лабораторий. В Европе изучением вопроса занимались французы, голландцы и итальянцы. Но только когда термообработкой дерева заинтересовались финны, дело сдвинулось с мёртвой точки. Финляндия первой довела технологию до промышленного воплощения. Но случилось это лишь в конце 90-х годов прошлого века. Интерес к термодереву был подогрет прежде всего развитием экологических устремлений и поиском методов защиты древесины альтернативных химическим.
Процедуре термомодификации поддаются практически все породы дерева. В промышленном масштабе как правило термируют недорогие и распространённые породы, чтобы «превратить» их в дорогие, элитные, экзотические сорта. Наиболее популярные термообработки породы: ясень, сосна, ель, смерека, дуб, берёза, тополь, акация, осина, липа, граб.
Качества термомодифицированной древесины
В результате воздействия высокой температуры в дереве на клеточном уровне происходит ряд физико-химических изменений. Прежде всего, подвергаются модификации лигнин и гемицеллюлоза, после чего происходит закупорка микропор дерева, и оно теряет способность впитывать большие объёмы влаги. Модифицируются и разлагаются многие полисахариды, древесина становится не съёдобной для вредителей, закрывается путь к её биологическому поражению. Термомодификация происходит по всей толще доски, после чего она окрашивается в более тёмный цветовой оттенок, характерный для дорогих пород дерева. В целом древесина приобретает следующие качества:
- Впитывает влагу в 6-12 раз меньше дерева, не прошедшего термомодификацию;
- Быстро отдаёт влагу (высыхает);
- Продолжительное воздействие влаги не приводит к гниению, короблению, набуханию, растрескиванию, кручению и другим деформациям;
- Максимальное отклонение от стандартных размеров под воздействием влаги составляет не более 6%.
- После высыхания доска и полностью и без последствий возвращается к своим изначальным размерам и форме;
- Доска десятилетиями сохраняет свою форму и стабильные размеры;
- Термодревесина не подвержена поражению шашелем и другими насекомыми;
- В термодереве не заводятся грибки, плесень, вредные микроорганизмы;
- Увеличивается износостойкость доски за счёт увеличения твёрдости и уменьшения истираемости;
- Теплопроводность уменьшается на 25%;
- Древесина темнеет, лучше проявляется её текстура, после шлифовки возникает глянцевый блеск;
- Благодаря потемнению цвета дешёвые породы древесины по виду становятся похожи на дорогие и экзотические;
- Долговечность возрастает не менее чем в 10 раз;
- Термодревесина не нуждается в химической защите, оставаясь при этом экологически чистой и гигиенически нейтральной.
Недостатки вызванные термомодификацией
К сожалению, есть и некоторые недостатки, не упомянуть о которых нельзя. Главный из них – небольшое уменьшение плотности и связанной с ней прочности. Из-за этого не рекомендуют применять термодерево в качестве конструкционного материала, а используют его в основном в декоративно-отделочной сфере. Ещё одна проблема – потеря цвета под действием ультрафиолета. Она решается пропиткой верхнего слоя доски специальным маслом. Но многим нравится посеревшая от солнца доска, потому это можно даже не считать недостатком.
Исследования показали, что после термомодификации риск поражения термитами снижается в 2 раза, но по-прежнему остаётся. К счастью, термиты поражают лишь доску, непосредственно соприкасающуюся с землёй, и не могут добраться до древесины, если существует воздушная преграда. Для термодерева, контактирующего с землёй, увы, придётся применить стандартные средства химической защиты.
В процессе термомодификации древесины из доски активно выделяются уксусная кислота и фурфурол. Их остаточные запахи присутствуют ещё на протяжении нескольких месяцев. Дерево пахнет словно ржаным хлебом. Пахнет или воняет – здесь мнения разделяются. Благо, запах через пару месяцев исчезает и вопрос снимается.
Итого основные недостатки таковы:
- уменьшение плотности и прочности термодревесины;
- выгорание и посерение верхнего слоя под действием ультрафиолета;
- термиты по-прежнему представляют угрозу;
- присутствуют остаточные запахи уксусной кислоты и фурфурола;
Современные технологии термомодификации древесины
В настоящее время в нескольких странах, в том числе и в нашей стране, запатентованы различные методы термомодификации древесины. Представим основные из них:
Thermowood – первая промышленная технология. Была разработана в Финляндии в 1997 году. По ней работают все финские и ряд европейских заводов. Оборудование выпускает финские компании Tekmaheat Oy и Jartek, а также итальянская фирма Baschild. Наиболее известный завод по выпуску термодерева в Финляндии – Lunawood Oy.
Retification – технология родом из Франции, придуманная ещё в 70-е годы прошлого века, но внедрённая в промышленность лишь в 1997 году. Вместо перегретого пара древесина термируется в атмосфере азота. Порог нагрева наступает при температурах 220-260ºС.
Bois Perdure – ещё одна французская разработка. Название переводится как «древесина долгоживущая». Доска последовательно сушится и проходит термомодификацию в камерах фирмы BCI-MBS. Выделяемые древесиной газы используют в качестве топлива в газовой горелке.
Westwood – технология паростабилизации из США. Дополнительно применяется методика «3D тепловой волны», когда пар внутри оборудования продувается с помощью вентиляторов.
Plato – метод родом из Голландии. Отличается от других тем, что штабель разогревается и остужается дважды. Сначала под высоким давлением в пароводяной среде достигается температура 150-180ºС. После охлаждения и высушивания делается второй разогрев до 190ºС.
Oil Heat Treatment – немцы, следуя старинным традициям, варят древесину в масле. Применяются только органические масла: льняное, рапсовое, подсолнечное. Но и финны не цураются данной технологии, варят дерево в талловом масле.
Tavis – отечественная технология термомодификации, ни чем не уступающая европейским аналогам. Опытным путём подобраны режимы для каждой породы дерева в отдельности. Владелец патента компания «Тавис» выпускает оборудование и имеет собственный завод по производству термодеревесины.
Популярные изделия из термодерева
- Террасная доска (верандная, палубная, половая);
- Садовый паркет;
- Облицовочная доска (вагонка, планкен, фальш-брус, блок-хаус);
- Балка и брус для деревянного домостроения;
- Мебель (садовая, кухонная, для ванны и сауны);
- Окна и двери;
- Деревянные ванны, раковины, бочки, купели;
- Резные иконы, картины, скульптуры.