Ще надавно натуральний матеріал, непідвладний ні гниттю, ні шкідливому впливу паразитів був чимось із сфери фантастики. Розвиток технології термообробки дозволив надати деревині властивості, що характерні лише для синтетичних будматеріалів. Ця технологія полягає в особливій температурній обробці , що змушує деревину повністю змінити свою структуру, за рахунок чого вона стає набагато міцнішою та стійкішою перед грибком і цвіллю.
Термодеревина – це деревина, що пройшла попередню сушку і термічну обробку при високій температурі (залежно від щільності деревини від 140 до 270°C) з метою зміни її властивостей.
Вже давно відомо, що деревина стає більш стійкою під впливом високої температури. Однак тільки протягом минулих років цей феномен був досліджений вченими і в результаті з’явився такий будівельний матеріал, як термодеревина. Якщо бути точнішим, то вперше цей метод застосували фіни, які цікавилися термічною обробкою дерева без застосування хімічних сполук.
Термодеревина з місцевих сортів дерева здатна замінити набагато більш стійкі тропічні сорти дерева, такі як бангкірай або тік. Однак при використанні такої деревини все ж неможливо обійтися без хімічних засобів. Щоб зберегти на довгі роки благородний колір деревини, її доводиться захищати хімічними блокаторами від дії ультрафіолетового випромінювання.
Виробництво термодеревини
В сушильних камерах деревина нагрівається протягом декількох годин до температури 200°C. При цьому целюлоза (ксилоза) частково згорає і властивості деревини змінюються. Вона володіє більш низькою вологістю і стає темнішою за рахунок процесу «карамелізації». Змінюються також і внутрішні характеристики деревини. Тому на зрізах і в місцях просвердлювання вона має такий же колір і ту ж міцність. З хвойних порід дерева повністю виганяється смола. У поєднанні з водою обробка теплом приводить до гідролізу різних складових частин деревини. Відомі на сьогодні способи виробництва термодеревини можна розділити на чотири групи:
1. Одноступінчата обробка водяною парою. У цьому випадку використовуються агрегати на зразок сушильних камер, в які після завантаження матеріалу подається пара. При цьому вміст кисню в повітрі цих установок зменшується до 3,5%, що при температурах 150-200°C уповільнює оксидацію (горіння ) деревини. При обробці попередньо висушеної деревини загальна тривалість процесу становить близько трьох днів. Також можлива обробка і сирого матеріалу, але в цьому випадку тривалість процесу буде більшою з урахуванням часу власне сушіння.
2. Багатоступенева обробка. Волога деревина протягом 4-5 годин піддається обробці насиченою парою чи водою (процес варіння) при температурі 150-200°C. Сам процес відбувається в герметичній ємкості під тиском до 1,6 МПа. Після цього деревина висушується в камері протягом 3-4 днів до кінцевої вологості (близько 10%). Під час фази твердіння деревину ще раз нагрівають до температури 170-190°C на протязі 14-16 години.
3. Обробка в гарячій олії. Суха деревина занурюється в рослинну олію і повільно нагрівається до температури 180-220 °C. Тривалість цієї обробки становить 2-4 години. При цьому додатково відбувається поглинання олії деревиною. Тривалість процесу складає приблизно добу.
4. Обробка в середовищі інертних газів. Цей процес відомий як Retification, або, як називають у Росії, ретифікації (не плутати з ректифікацією). У цьому випадку замість водяної пари чи олії деревину обробляють в середовищі азоту з вмістом кисню до 2% при підвищеному тиску.
Характеристики термодеревини
1. Перша і найважливіша властивість, якою володіє термодеревина – це розміростійкість. Дана властивість означає, що жодні зовнішні чинники не зможуть вплинути на те, щоб Ваша термодеревина втратила свій товарний вигляд. Натуральне дерево, як відомо, деформується від вологи, а термодеревина – ні. Це пов’язано з тим, що термодеревина має практично нульову рівноважну вологість, а здатність поглинати водяну пару практично відсутня
2. Інша важлива властивість, якою володіє термодеревина – підвищена міцність і довговічність. Завдяки термообробці тривалість “життя” дощок збільшується більш ніж в 20 разів! Така дивовижна метаморфоза обумовлена тим, що при дії високої температури в дереві розпадаються речовини-полісахариди. У підсумку деревина і набуває високі захисні якості, які повністю усувають можливість виникнення “грибка” цвілі або комах.
3. Термодеревина має підвищену пожежостійкість. Всім нам добре відомо, що звичайна деревина розпалюється моментально. Звичайно, це є однією з найбільш негативних її властивостей. Термодеревина завдяки процесу модифікації стає набагато менш пожежонебезпечною. Ця властивість, безумовно, є важливим запорукою Вашого спокою.
4. Термодеревина має величезний естетичний потенціал, що є ключовим фактором для оригінальності та краси дизайну. Після модифікації термодеревина за своєю структурою стає схожа на благородні породи тропічних дерев. Але оздоблювальні матеріали з тропічних дерев в Україні практично неможливо придбати, вони в дефіциті і коштують величезних грошей, проте термодеревина, не дивлячись на свою елітність і якісність, є доступною для основної маси споживачів.
Застосування термодеревини
Можливості застосування термодеревини залежать від специфічних властивостей, які вона набуває після модифікації. Кожен виробник самостійно визначає для себе ті сегменти ринку, які можуть бути заповнені його продуктом. Як правило, термодеревина застосовується в таких сферах виробництва:
Будівництво та облицювання будинків, сайдинг будинків і будівель, зовнішнє оздоблення фасадів
- Внутрішнє оздоблення та декорування приміщень;
- Оздоблення саун, лазень, басейнів, ванних кімнат, причалів, мостів та інших об’єктів, що мають безпосередній контакт з водою ;
- Виготовлення меблів, комплектуючих виробів та музичних інструментів;
- Виготовлення дверей, вікон , інших конструкційних елементів, де важлива стабільність геометрії виробів;
- Виготовлення підлоги (паркет, паркетна дошка, дошка для підлоги);
- Виготовлення терас, веранд , альтанок, садово-паркових конструкцій , огорож , дитячих ігрових комплексів;
- Яхто- і кораблебудування (палубні настили, внутрішнє оздоблення , меблі) ;
- Будь-які дизайнерські рішення, реставрація (лиштва, плінтуси, підвіконня, дошка і плитка для санвузлів і кухонь, елементи ландшафтного дизайну).
Недоліки термодеревини
1. Зміна кольору під впливом ультрафіолетового випромінювання. При тривалому впливі сонячного випромінювання звичайне дерево і термодеревина поступово набувають сірого забарвлення. Можлива також поява маленьких тріщин. Щоб цього уникнути, рекомендується використовувати спеціальні хімічні засоби для захисту деревини від УФ-випромінювання.
2. Запах термодерева. У процесі будь-якого з варіантів термічної модифікації із деревини виводяться різні складові, смоли і так далі. І в той же час утворюється ряд інших летючих хімічних сполук. Найбільш “неприємними” з них є фурфурол і деревний оцет. Чим вища температура модифікації, тим більше цих сполук утворюється. Ці хімічні сполуки досить легко випаровуються з деревини, але для цього потрібна витримка в провітрюваних приміщеннях або додаткова обробка після модифікації.
3. До недоліків термодеревини можна віднести підвищену крихкість, що робить небажаним застосування термодеревини в якості матеріалу для зведення несучих конструкцій. При розпилюванні матеріалу для запобігання розколів потрібно високооборотні верстати та дискові пили із заточеними твердосплавними зубцями. Ті ж самі вимоги пред’являють до фрезерувального та шліфувального обладнання. Також не рекомендується заглиблювати термодеревину в грунт, оскільки поки не розроблені технології термомодифікації деревини, що дозволяють ефективно використовувати матеріали при контакті з землею.
Патенти та ліцензії на виробництво термодеревини
1. Фінська технологія Thermowood. Розробниками та виробниками обладнання є фінські компанії Lunawood Oy, Stellac Oy, Tekmaheat Oy, Valutec Oy, італійська фірма Baschild, французька компанія BCI-MBS (технологія Ле Буа Пердюр). Їх особливістю є те, що термомодіфікація деревини проводиться в захисній атмосфері водяної пари при температурах 185-212°С. Основні потужності з виробництва термодерева представлені саме таким обладнанням.
2. Голландська технологія Plato. Розробником і виробником обладнання є фірма PLATO-Wood (Providing Lasting Advanced Timber). Її особливістю є проведення термомодіфікаціі шляхом циклічного гідротермоліза (термічного гідролізу) деревини при температурах 160-190 ° С.
3. Французька технологія Retification, яку іноді називають технологією паростабілізаціі. Розробником технології є Гірничий інститут в м. Сент-Етьєні, виробником обладнання – компанія REI з цього ж міста. Сама термомодіфікація проводиться при температурі 220-250 ° С в середовищі ненасиченої водяної пари. Фірма REI активно просуває на ринок камери ректифікації деревини з об’ємом корисного завантаження від 1,5 до 8 м3.
4. Німецька технологія на основі сушіння деревини в рідких органічних речовинах. У цій технології в якості захисного середовища використовуються різні рослинні масла (лляна, соняшникова, рапсова і інші), а сама термообробка проводиться при чотирьох температурних режимах.
5. В інших країнах Європи, в Канаді та в Україні реалізовано декілька технологій термообробки, що близькі зазначеним вище технологіями. Процес отримання термодеревини можна розділити на наступні стадії: підвищення температури в камері до 130-150°С і сушіння при високій температурі із зменшенням вологості майже до нуля . Потім відбувається підвищення температури в камері і відповідно самої деревини в середовищі насиченої водяної пари до температури 200-240°С. При цьому в камері створюється незначний надлишковий тиск в порівнянні з атмосферним. На цьому етапі дереву і надаються певні властивості і колір. Далі температура знижується, а вологість деревини доводиться до рівня 4-6%.
