Термическая обработка дерева в домашних условиях

Обновлено: 18.09.2024

Решил продолжить разгор на тему процесса, который можно назвать и выпечка, и термообработка и тонирование древесины с применением нагрева при высокой температуре в бытовой духовке. Хочу Вам наглядно показать, что происходит внутри волокон дерева при разной толщине брусков, но едином временном интервале запекания. Необходимое оборудование- доступное, процесс достаточно контролируем, но результат выглядит захватывающЕ! Надеюсь, информация из данной статьи вдохновит Вас на собственный эксперимент тонирования. Приятного прочтения!

В своей статье Технология тонирования древесины без пигментированных морилок , я уже говорил, на примере колес, о наилучшем типе используемой духовки, рассказывал подробно технологию запекания, разбирал преимущества и недостатки

данного метода, показывал фото результата при тонировании колес за разное время выдержки. Запеканием можно имитировать более ценную породу дерева из недорогого. Красиво смотрится древесина вишни, сосны, а в запекании фанеры, конечно, нет особого смысла.

В данной же статье хочу более наглядно показать, что при тонировании высокой температурой, происходит с самой сердцевиной дерева.

Важный момент в том, что запекаемые Вами детальки "запекаются" и тонируются на всю толщину, при этом стерилизуются, дерево открывает поры и великолепно впитывает масло и воск при финишной отделке!

Мне показалось интересным рассказать Вам наглядно, в разрезе заготовки, что просверленные в запеченных деталях отверстия (например под оси) действительно не будут иметь свой обычный природный тон дерева, как при поверхностном окрашивании краской или пропитке морилкой. Нет, внутренние отверстия по цвету как бы "сольются" (пусть и неидеально) с тоном внешней поверхности запеченной детали.

Итак, в данном тесте была приобретена новая духовка. Важно подобрать
ее с наличием таймера, функцией "выпечка" и внутренним размером, достаточным для запекания подходящих Вам размеров деталей.

Для теста была также куплена в магазине одна сосновая доска и из нее нарезаны бруски сечением: 2 бруска 20 ммх 50 ммх 250 мм, 2 бруска 25 мм х 50 х мм х 250 мм и 4 бруска 6русочка 60 мм х 60 мм, длиной 250 мм.

Цель теста-изучить отличия пропекания заготовок разного сечения по длине и однородности на всю глубину, а также определить оптимальное время запекания, необходимое для достижения различной степени изменения цвета. На протяжении всего времени заготовки будут расположены на среднем уровне протвиня, на режиме "выпечка", что должно обеспечить равномерное циркулирование горячего воздуха вокруг них.

Длина брусков выбрана в соответствии с максимальной внутренней вместимостью духовки ( разве что не касаясь стенок) и уложены бруски по всей поверхность противня, чтобы изучить, нет ли холодных, непрогреваемых зон.

При этом важно учитывать, что после покрытия финишем прозрачного масла, тон заготовки существенно темнеет!

В ходе теста, с интервалом в 30 минут делались фото и на каждое фото был добавлен контрольный брусок для сравнения исходного тона. Итак, духовка была разогрета до 200 градусов цельсия и помещен противень с брусками.

Первое фото, через 30 минут (полчаса). Вывод: очевидно, что холодные зоны в духовке есть, они расположены по краям протвиня, у стенок духовки. Середина средних брусков темнеет быстрее. Второе фото через 60 минут (час): даже бруски, выпиленные из одной доски, по разному реагируют на нагрев. Значительное влияние на неравномерность тона оказывает расположение бруска относительно нагревательных элементов духовки. Третье фото через 90 минут (полтора часа). Вывод: равномерность прогрева брусков по длине приемлемая, относительно одинаковая. Бруски не были ошлифованы перед помещением в духовку и пока не замечено серьезного влияния этого обстоятельства на равномерность тона. Четвертое фото через 120 минут (два часа). Вывод: очевидно проявляется неоднородность тона по краям брусков и в центре. Один из брусков потемнел более сильно, чем другие по неизвестной причине, ведь они из одной доски! Степень изменение тона после запекания очевидна при сравнении с начальным тоном контрольного бруска.

В процессе съемки менялась погода ( в начале было солнечно, потом небо затянуло тучами и пошел дождь). Фотографии не удалось сделать при одинаковом освещении, поэтому каждое фото комментируется, исходя из личных впечатлений.

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?

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.

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:

при температуре 130-150 C происходит сушка, вследствие чего влажность удается снизить практически до нуля повышение температуры до 200-240 C в условиях насыщенного водяного пара. Обязательным условием является наличие избыточного давления в сравнении с атмосферным. Именно в этот момент лесоматериалам придается определенный оттенок и получается новый материал – термодревесина
температура понижается, а влажность сырья доводится до уровня 4-6 %.

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:

глубокий и однородный по всему сечению оттенок
идеальное качество поверхности;
длительный период эксплуатации
значительное снижение процента усыхания
стойкость к температурным колебаниям
аромат натуральной древесины
стопроцентная экологичность.

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:

отделки фасадов здания. В строительных магазинах можно найти вагонку различного плана – от стандартных реек с пазами до блок-хаус
создания террас, площадок на открытом воздухе, беседок и других сооружений
ограждения из этого материала будут радовать не одно поколение вашей семьи. Такой забор не нуждается в уходе, его нужно лишь периодически мыть со шланга
производство декоративных изделий – напольных покрытий, панелей для стен, уличной мебели, разнообразных садовых декоров

Термодревесина своими руками

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.

Что такое термодревесина

Модификация одного из популярнейших строительных материалов, получившая название "термообработка дерева", впервые была использована в Финляндии. В результате сушки паром и высокими температурами, сырые пиломатериалы кардинально изменяли свои физические свойства. Обнаружилось, что после проведённых манипуляций происходят изменения в молекулярной структуре сырья, улучшается свойственная дереву пористость.

Полученный строительный материал не боится воды. Причем такие свойства были получены без применения специальных химических составов. После термообработки древесина становится невосприимчивой к температурным скачкам, не пересыхает и не растрескивается.

Кроме того, изменяется цвет материала. Структура волокон получает благородный тёмный оттенок, присущий дорогим сортам дерева. Улучшение качественных параметров становится выше более чем в 15 раз. Одновременно с этим все положительные свойства, доставшиеся древесине от природы, сохраняются. Она сохраняет свою экологичность, паропроницаемость и теплопроводность.

На чём основана технология изготовления

Технология изготовления термодревесины заключается в постепенном нагреве её волокон до высокой температуры. Цель процесса - изменение молекулярной структуры и улучшение характеристик материала. Этот цикл состоит из нескольких этапов:

Материал помещается в специальную камеру, где и происходит процесс термообработки и сушки дерева.
Находясь в условиях атмосферного давления, заготовка разогревается до температуры 115°С. В результате происходи обильное выделение пара, наполняющего внутреннее пространство рабочей камеры. Постепенно он выдавливает из него весь воздух.
Температура герметичного объёма наращивается до 150-190°С. Конкретная величина определяется исходя из сорта дерева и требуемой степени его обработки.
В процессе термостатирования, в камере нагнетается установленное избыточное давление ы 2-4 Атм, которое поддерживается подключенным к системе вакуумным насосом и удерживается на протяжении 5-6 ч.
По истечении необходимого промежутка времени, разряжение рабочей камеры сравнивается с атмосферным. Образовавшиеся на поверхности заготовки продукты внутреннего распада и конденсат испаряются естественным путём. За счёт этого не происходит повреждения заготовки и отсутствует горелый запах.

Подчеркиваю! Значения давления в рабочем объёме, температуры сушки и времени проведения цикла могут изменяться, я привел их в усреднённом варианте.

Классификация

Есть 3 способа термообработки материалов древесного происхождения. Отличаются они способом паровой обработки:

Вышеупомянутый одноступенчатый, в котором поддерживается постоянное значение нагрузок.
Ещё одним способом является многоступенчатая термообработка. Здесь подразумевается периодическое изменение значение давления пара. Этот вариант ещё более качественный и способствует получению лучших защитных свойств.
Изготовление термодревесины высшего сорта осуществляется обработкой азотом (вместо пара). Продукция, полученная таким способом, отличается относится к высшей ценовой категории.

Классификация реализуемой термообработанной древесины осуществляется следующим образом:

Первый класс. Дерево выдерживается при температуре, не превышающей 190°С. Результат слабый, структура волокон слегка изменяет цвет.
Второй класс. Рабочая температура равна 210°С. Показатели износостойкости и стойкости к возникновению процессов гниения возрастают. Становится более заметен тёмный оттенок.
Третий класс. Термообработка древесины осуществляется при температуре до 240°С. Цвет становится тёмным, качественные характеристики материала поднимаются практически до максимального уровня.

Подчеркиваю! Уточните у продавца, к какому классу относится интересующий вас материал. От этого зависит его стоимость и качество.

Преимущество термообработки

Я рассказал в целом, что такое термодревесина, теперь давайте проанализируем, в чём заключаются основные преимущества такого материала. Я бы выделил:

Прочность. Термообработка отражается на дереве более прочной поверхностью в сравнении с необработанной древесиной. Модифицированная структура способна выдерживать значительную нагрузку, не подвергается деформации по истечении продолжительного времени, не так подвержена механическим повреждениям. В результате она сохраняет свой первоначальный облик на протяжении более длительного времени, чем незащищённый аналог.
Влагостойкость. Обработанный материал практически не впитывает влагу. Дерево не разбухает и не утрачивает изначальную форму даже при эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью воздуха.
Невосприимчивость к грибку и плесени. В результате термического воздействия, вместе с влагой, из пор выводится, привлекающий микроорганизмы, древесный сахар. Это способствует дополнительной защите от вредоносных бактерий, провоцирующих загнивание дерева.
Эстетичность. Как уже упоминалось, древесина, прошедшая процедуру термообработки, приобретает темноватый оттенок. Это подчёркивает контраст натурального материала, делая его более выразительным.
Пожаробезопасность. Термообработка делает структуру волокон более прочной. В них содержится меньше кислорода, соответственно снижается вероятность возгорания.

Подчеркиваю! Все эти критерии характеризуют увеличение срока службы материалов.

Недостатки

При обилии положительных качеств, термообработка волокон древесины имеет ряд недостатков, которые необходимо учитывать. Я бы отметил:

Термообработка древесины – технология, делающая структуру волокон более твёрдой. Одновременно с этим параметром увеличивается и хрупкость, таким образом, при неаккуратном обращении (например, забивании гвоздя) заготовка просто может треснуть. Чтобы избежать растрескивания, рекомендую высверливать предварительные отверстия.
Материал становится более чувствительным к ультрафиолету. Чтобы сохранить его первоначальный вид, его придётся периодически подкрашивать или обрабатывать специальными составами.

Подчеркиваю! Методика недостаточно изучена и не известно, как поведёт себя при продолжительном пребывании в почве. Поэтому использовать такую древесину в качестве столбов не рекомендую.

Как сделать термообработку дерева дома

Изготовление термодревесины – процесс, требующий специализированного оборудования. Тем не менее, наладить кустарное производство можно и в домашних условиях. Для этого понадобится следующее:

Герметично закрывающаяся ёмкость, которая сможет преградить внутренний объём от атмосферного воздуха.
Источник тепловой энергии. Например, это может быть ТЭН, газовый или твёрдотопливный обогреватель. Необходимо организовать его работу таким образом, чтобы осуществлялся качественный обогрев внутреннего объёма рабочей камеры.
Емкость с водой, предназначенной для нагнетания заданной влажности.

Принцип работы приспособления заключается в помещении в камере вышеупомянутой ёмкости. В результате нагревания начнётся процесс испарения, что не допустит возгорание дерева. Также этому способствует отсутствие кислорода, который вытесняется горячими парами.

Подобные приспособления встречаются достаточно часто и изготавливаются из любых подручных материалов. Например, в качестве герметичного объёма могут использоваться как железнодорожные цистерны, так и сельскохозяйственные металлические бочки, или самодельные сварные короба.

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.

Заключение

При строительстве или отделочных работах излюбленным материалом было и остается до сих пор дерево. Но, чтобы деревянные материалы долго служили, не гнили, не набухали и не усыхали, их приходится предварительно обрабатывать разными химическими веществами.

Но не всем хочется сталкиваться с химией, поэтому сейчас стала широко использоваться термообработанная древесина.

Термообработанная древесина, описание

Многие задаются вопросом, что это такое термообработанная древесина? Это деревянные изделия, которые прошли термическую обработку под высокими температурами без добавления химических средств.

Благодаря такой обработке дерево получает много положительных качеств:

— повышается срок эксплуатации деревянных изделий; — поверхность изделия высокого качества;
— может выдержать разные перепады температуры;
— практически не усыхает, в отличие от обычного дерева;
— экологически чистый материал без использования химии, поэтому не имеет никаких посторонних запахов;
— термообработанное дерево имеет слабую воспламеняемость, плохо разгорается;
— такая древесина не поддается процессу гниения;
— у данного дерева тон на срезах будет одинаковый.

Технология термической обработки древесины

Данную технологию изобрели финские специалисты.

Она состоит из нескольких стадий обработки:

— сначала древесина просушивается путем помещения ее в камеру для сушки на длительное время при температуре от 100-300 градусов. На этом этапе обработке вся влага с древесины убирается;
— термическая обработка – для такой обработки в камеру, где находится древесина, запускают горячий пар, температура там выше 250 градусов.

ВАЖНО! Термическая обработка производится около 3 часов. Ппод конец термообработанную древесину охлаждают, снижая температуру в камере, влажность изделия делается 4-6%.

Термическая обработка есть разная:

— одноступенчатая;
— многоступенчатая – при такой обработке пар подается под определенным давлением.

ВАЖНО! Для изготовления термодревесины наивысшего качества под давлением подается не воздушный пар, а азот (делается ректификация). Древесина может отличаться внешним видом, оттенком и своими свойствами, если обрабатывать разной температурой пара, следовательно, и цена у нее будет разная.

Поэтому она подразделяется на классы:

— первый класс — обработка паром до 190 о С, оттенок слега меняется, свойства улучшены по минимуму;
— второй класс – обработка паром до 210 о С, оттенок получается темнее, повышается прочность древесины, а также становится выше устойчивость к процессу гниения;
— третий класс – обработка паром до 240 о С, у дерева насыщенные темные оттенки, здесь все свойства повышены до максимума (прочность, устойчивость, плотность).

ВАЖНО! Прежде чем купить термодревесину уточните, какого она класса, и определитесь, какого оттенка вам она необходима при строительстве.

Как изготовить термообработанную древесину дома самому?

Купить термически обработанную древесину не составляет труда, например, купить в Санкт-Петербурге или купить в Москве, она сейчас продается везде. Но обычно только в специализированных магазинах. Только и стоимость на нее гораздо выше, чем на обычное дерево. Поэтому многие умельцы все часто задают такой вопрос – как можно сделать такую древесину своими руками в домашних условиях?

При большом желании это сделать, возможно. Только процесс изготовления термодревесины очень трудоемкий, но результат того стоит.

Для изготовления термической камеры нам понадобятся следующие элементы:

— решить каким образом данная емкость будет нагреваться (электричеством, газом или же твердым топливом);
— подобрать емкость для воды, чтобы сделать внутри основной емкости влажность нужного уровня;
— для всех процедур нужен будет инструмент для работы по металлу.

В камеру для термодерева размещается емкость с водой для того, чтобы шло испарение воды из-за высокой температуры. Это предотвратить возможность возгорания древесины. Для поддержания высокой температуры камера должна хорошо обогреваться.

ВАЖНО! Камера обязательно должна закрываться герметично, поскольку если туда попадет кислород, то возникнет риск возгорания древесины.

Этот вариант подходит, если вам необходимо обработать деревянные изделия больших размеров. Для обработки небольших отрезков дерева есть, и другой способ как это сделать своими руками. Взять дерево, кипятить его в течение 1,5 часа, после чего обвернуть в тряпки или бумагу и сушить эти деревянные изделия около печи, батареи или обогревателя.

Использование термообработанного дерева

Из-за своих положительных качеств термодревесина является универсальным материалом. Его можно использовать строительства садовой беседки, террасы. Отлично смотрится в качестве внешнего отделочного материала для фасада дома, может служить еще и напольным покрытием.

Фасадная термодревесина – представлена в виде вагонки, блок-хауса. Красивый внешний вид у таких изделий сохраняется долго, не требует сильного ухода.

Во влажных помещениях (сауна, баня) также часто можем встретить использование термодоски. Она не сильно нагревается и не боится влажности.

Хоть термообработанная древесина и имеет много достоинств, но есть и недостаток – под воздействием солнечных лучей поверхность со временем выгорает и оттенок становится серым. Но повреждается только самый верхний слой, внутри она остается прочной. Для того чтобы предотвратить выгорание можно дополнительно обработать термодерево масляными средствами. После чего такая древесина будет служить вам долгое время, и радовать глаз своим красивым внешним видом.

Еще один недостаток, это, конечно же, стоимость такой древесины, но мы вам описали возможность сделать ее своими руками, что будет гораздо выгоднее.

Читайте также: