Термомодифицированная древесина. Преимущества термобруса

Термомодифицированная древесина (ТМД), или Thermally Modified Timber (ТМТ) является натуральным, абсолютно экологически чистым материалом и обладает по сравнению с обычной поделочной и строительной древесиной рядом уникальных свойств.

Преимущества термодревесины очевидны: прочность, красота, стабильные размеры, экологичность, качество, долговечность.

Хранит вековое тепло, характер и дух дерева. При термической обработке древесина нагреваясь до температуры 170—240 °C, в ходе процесса выводятся влажность, кислоты, смолы и бактерии. В результате древесина становится крайне негостеприимной для грибков, гнили и плесени.  Термическая обработка обеспечивает чрезвычайно долгий срок службы, неизменность размеров и неприхотливость в последующем обслуживании.

  1. Гигроскопичность (влагоотталкивание)
    В результате термообработки в атмосфере пересыщенного пара свободные атомы водорода «цепляются» на концы углеродно-водородных цепочек древесины, препятствуя в дальнейшем притяжению молекул воды и разбуханию материала на молекулярном уровне.
    Благодаря этому термообработанное дерево приобретает следующие преимущества перед необработанным деревом:
    влажность термообработанного дерева 3—5 % против 8—10 % у необработанного;
    термообработанное дерево впитывает воду в 3—4 раза меньше, чем нетермообработанное;
    сброс избыточной влажности у термообработанного дерева происходит в десятки раз быстрее, чем у нетермообработанного;
    впитывая воду, термообработанное дерево набухает и увеличивает свои объемы в 6—10 раз меньше, чем нетермообработанное.
  2. Равновесная влажность древесины
    Термообработка приводит к понижению равновесной влажности древесины в среднем на 40—50 %, на уровне 4-8 %, что в 4-6 раз ниже, чем после обычной промышленной сушки.
  3. Стабильность геометрии изделий и их размеров
    У термообработанной древесины и тангенциальная, и радиальная размерная стабилизация существенно улучшается (в 10—15 раз). Это означает, что изделие из термообработанного дерева со временем не деформируется (не разбухает, не усыхает, не коробится), несмотря на различные внешние воздействия — осадки, повышение/ понижение температуры. Риск набухания снижается до 90%.
  4. Твердость
    При термообработке древесины ее твердость немного увеличивается.
  5. Прочность
    Прочность древесины и ее плотность находятся в корреляционной зависимости. Соответственно, термообработка немного уменьшает прочность, однако соотношение прочности и плотности древесины практически не меняется.
    Прочность на изгиб. Термообработка при температурах ниже 200 °С практически не влияет на прочность на изгиб. При более высоких температурах возможно некоторое уменьшение такой прочности. Однако результаты исследований показали, что термообработка оказывает позитивное влияние на эластичность молекул древесины. Этот параметр следует учитывать при использовании термообработанной древесины под постоянной нагрузкой.
    Прочность на давление. Это свойство зависит главным образом от плотности древесины. Во время испытаний было установлено, что термообработка не имеет негативного влияния на показатели прочности давления. Более того, в ряде случаев были получены более хорошие результаты, чем у древесины, высушенной обычным способом.
    Скалывание. Термообработка может несколько уменьшать сопротивление скалыванию, однако это зависит от температуры (степени обработки).
    Сопротивляемость выдергиванию шурупов. Это свойство также находится в сильной зависимости от плотности. Гораздо большее влияние, чем термообработка, на этот параметр оказывают плотность и порода древесины. Доказано, что у материалов малой плотности результаты будут значительно лучше, если при использовании шурупов предварительно сверлить отверстия под них.
  6. Плотность
    Термообработка древесины уменьшает плотность на 5—10 % (за счет уменьшения равновесной влажности древесины и высвобождения связанной на химическом уровне воды).
  7. Более лёгкий вес, нежели у древесины, высушенной в сушильных камерах.
  8. Низкое содержание смолы в составе хвойных пород.
  9. Теплопроводность
    Тесты показали, что теплопроводность термообработанной древесины на 20—30 % ниже, чем у необработанного дерева. Улучшением теплоизоляционных свойств делает термодерево идеальным материалом для саун, бань и внутренней обшивки домов.
  10. Биологическая долговечность
    Тесты в стандартах EN 113, ENV 807 в лабораторных условиях показали существенное увеличение биологической долговечности (в 15—25 раз). Термообработанная древесина не нуждается ни в какой химической защите. Устойчивостью к гниению (за счёт высоких температур обработки в древесине разлагаются полисахариды, что на фоне низкой равновесной влажности устраняет условия для возникновения и размножения грибка, плесени и любых микроорганизмов).
  11. Сопротивляемость погодным условиям
    Как и большинство природных материалов, термообработанная древесина подвержена воздействию ультрафиолетовых лучей. В результате, после продолжительного нахождения под прямыми солнечными лучами, цвет постепенно меняется от коричневого к коричневому с сероватым оттенком. Ультрафиолетовое излучение также может привести к появлению маленьких поверхностных трещин, если древесина на была покрыта маслом. Для избежания этого рекомендуется использовать стандартные пигментные поверхностные защиты от ультрафиолетовых лучей.
  12. Возможностью придавать дешёвым сортам древесины внешний вид экзотических пород и старинного дерева и получать любые оттенки от светло-жёлтого до почти чёрного (вне зависимости от породы древесины) на всю глубину изделия. Цвет становится более насыщенным и однородным по всему сечению, эффектно выявляется текстура древесины. Достигается эффект ценных пород древесины.
  13. Абсолютная экологическая чистота. При термообработке не предусматривается введение каких-либо химических добавок, только пар и температура, в результате чего продукт остаётся экологически безопасным.
  14. Простота в уходе. Области применения термообработанной древесины

 

Термообработанная древесина нашла широкое применение:

  • Внешняя и внутренняя отделка зданий и загородных домов;
  • Фальш-фахверки;
  • Декоративные балки;
  • Обшивка (облицовка) стен – вагонка, блок-хауз, стеновые панели, имитация бруса;
  • Половая доска для открытых террас и балконов;
  • Половая доска (массив) и паркет;
  • Двери, окна из массива, не «гуляющие» в размерах;
  • Отделка санузлов и ванных комнат;
  • Полы из натурального дерева;
  • Облицовочная плитка для стен;
  • Ванные и раковины из массива;
  • Мебель для ванных комнат;
  • Мебель для кухонь;
  • Элементы ландшафтного дизайна, садовые сооружения, мощение прибассейновых территорий, пирсы;
  • Отделка яхт, палубный настил.

Технология обработки дерева

Исходным материалом служит древесина различных пород (хвойных и лиственных), высушенная обычным способом до 8 -10 % влажности, кроме того, годится и то, что считается отходами — старые пни, капы, топляк и т.п.

Суть технологии заключается в обработке материала перегретым водяным паром и особом режиме нагревания древесины до температур 170-240 градусов С.

Как правило, процесс включает в себя три стадии:

  • На первой из них происходит обработка паром.
  • На второй стадии — сушка с удалением влаги.
  • Третья стадия – постепенный нагрев от температур 120-140С до 200С и выше, когда происходит закрепление результатов предшествующих стадий и изменение цвета всей структуры обрабатываемого материала (подробности и точные параметры технологии, являются ноу-хау фирм-производителей).

Процесс термообработки древесины можно разделить на следующие стадии:

  • Повышение температуры в камере до 130-150 °C и сушка при высокой температуре с уменьшением влажности почти до нуля.
  • Затем происходит повышение температуры в камере и соответственно, собственно древесины в среде насыщенного водяного пара до температуры 200-240 °C. При этом в камере создается незначительное избыточное давление по сравнению с атмосферным. На этом этапе древесине и придаются определенные свойства и цвет, т.е. получается новый материал – термодревесина.
  • Далее температура снижается, а влажность древесины доводится до уровня 4-6 %.

В результате сильного нагрева и воздействия пара под высоким давлением в древесине происходят структурные и химические изменения:

  • уплотнение материала за счет испарения неструктурообразующих веществ — смол, воска, дегтя, эфирных масел и кислот);
  • необратимое снижение влажности до 3-4%, после чего материал практически теряет такое свойство древесины как способность впитывать влагу и разбухать. Лишь при длительном нахождении в воде термодерево может набрать влажность 8-10%, но при этом она изменяет свои размеры в 4-5 раз меньше обычной древесины при подобных условиях;
  • разложение полисахаридов, в результате чего термодерево перестает служить питательным субстратом для микроорганизмов и приобретает дополнительную устойчивость к гниению.

Производство термодревесины по большому счету сводится к одному химическому процессу. Это термогидролиз древесины в условиях ограниченного доступа воздуха в атмосфере водяного пара в диапазоне температур 150-240°С.
Остается добавить, что в зависимости от пожелания заказчика, можно регулировать внешний вид дерева (цвет), а следовательно и стилистическую принадлежность массивной и террасной доски.
Регулируя время пребывания древесины в камере и температуру, можно добиваться различных оттенков. Что-то сродни загару на жарком солнышке. Равномерность цвета зависит от времени воздействия. Технология обработки корректируется и в зависимости от использования разных пород деревьев.

Вот несколько особенно распространенных вариантов:

Сосна. Хвойная порода с ярко выраженной текстурой. Подвергается термообработке при температуре 214°С. Цвет после обработки — золотисто-коричневый. Такая доска чаще всего используется в интерьере (на потолках и стенах), экстерьере (на фасадах, в подшивке свесов кровли, при монтаже террас и настилов) и в парных.

Ясень. Идеальный материал для термообработки по свойствам и эстетике. Его отличают яркая богатая текстура, однородность цвета, отсутствие скрытых и видимых дефектов (в отличие от дуба) за счёт большей эластичности породы. Это самый рекомендуемый материал на фасады, террасы, полы и прочее.