Научный руководитель: Хазов Павел Алексеевич, канд тех. наук
Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет
Термодревесина (ТМД) или термообработанная доска – это инновационный, высококачественный продукт XXI века, который более стабилен и долговечен, чем обычная древесина, так как при производстве термодревесины начальный продукт обрабатывается высокой температурой в камерах с ограниченным доступом кислорода, с плавным многоступенчатым режимом нагрева, принудительным охлаждением и без применения каких бы то ни было химических веществ.[1]
Длительное воздействие температуры, которой подвергается термодревесина, делает ее пустотелой. Технология изготовления достаточно проста в том смысле, что при обработке древесина лишается целлюлозы и смол. При этом изменяется строение древесного волокна и модифицируется в своеобразную карамелизованную массу, что и обуславливает высокие эксплуатационные свойства.
Подходящими лесами являются древесные породы, такие как осина, ясень сосна или дуб. Обработка дает древесине темный, обычно глянцевый цвет и дымный запах.[2]
Первые научные исследования в сфере термической обработки древесины проводились в тридцатых годах двадцатого века – пионерами были немцы, Штамм и Хансен. В Америке о материале заговорили чуть позже, в сороковых годах, а первые результаты научных трудов по этой теме были опубликованы лишь в шестидесятых годах прошлого столетия (Коллман, Шнайдер).[3]
Технологии производства термодревесины
Термообработка древесины осуществляется по четырем основным технологиям:
Обработка в одну ступень: при таком способе дерево обрабатываются прогретым паром при температуре от 150° до 200°С, при этом происходит уменьшение содержания кислорода бокса до 3,5%. Такой обработке могут подвергаться и предварительно высушенные (обработка до 3-х суток), и сырые (обработка дольше чем 3-х суток) заготовки.
Многоступенчатая обработка: происходит в герметичном боксе под действием прогретого пара при температуре +150-+200°С и давления не менее 1,6 МПа. Сушка осуществляется в течение 4-х дней. Влажность готовых изделий не должна быть больше 10%.
Обработка растительным маслом: Технология предусматривает помещение заготовок в тару, заполненную растительным маслом, и медленный нагрев. При этом структура древесины напитывается небольшим количеством масла, что делает термодерево влагостойким и устойчивым к растрескиванию.
Обработка азотом с 2% кислорода или другим инертным газом. Процесс получил название ретификация. Эта технология позволяет получить изделия высочайшего качества.[4]
Виды термодревесины
Различают три вида термодревесины в зависимости от технологии производства и европейских стандартов прочности древесных изделий EN 335-1-2006. Главный принцип данной классификации – чем выше температура термомодификации тем полученный материал более стабильный, долговечный, но менее прочный.
Класс 1. Termo-S (Medium). Температура обработки не повышается более 185-190°С. Физические свойства древесины (прочность, твёрдость, сопротивляемость гниению и вредителям) изменяются незначительно. В большей степени меняется цвет материала, он преобретает более тёмные тона с коричневым или красным оттенком. Термодревесина класса Medium предназначена для использования только внутри сухих помещений.
Класс 2. Termo-D (Intense). Процесс происходит при температуре до 200-230°С. Пороговая температура варьирует в зависимости от породы дерева и технологии, по которой ведётся термообработка. Главным недостатком является излишняя хрупкость за счет недостаточной гибкости. Термодерево класса Intense используется для внешней отделки, в местах с повышенной влажностью и прямым контактом с водой.
Класс 3. Температура превышает 230°С. На этой стадии наблюдаются значительное уменьшение прочностных характеристик и сильное потемнение материала. В то же время ещё сильнее возрастает устойчивость к поражению гнилью, грибками, вредителями, материал становится более плотным и атмосферостойким.[1]
Свойства термодревесины
Преимущества термодревесины видны при сравнения ее с необработанной натуральной древесиной:
- Вес древесины после термической обработки примерно на 5-10% меньше, чем вес натурального дерева;
- Биологическая долговечность по сравнению с натуральным деревом повышается более чем в 25 раз;
- Прочность на сжатие и твердость увеличивается более чем на 50%;
- Равновесная влажность составляет около 3-5%, что примерно на 50% ниже, чем равновесная влажность натуральной древесины;
- Размерная стабильность примерно в 10-15 раз превосходит аналогичные показатели обычного дерева;
- Проникновение воды в изделия из термически обработанной древесины в 3-5 раз ниже, чем в изделия из необработанного дерева;
- Теплопроводность на 20-25% ниже, чем у естественной древесины;
- Термодревесина менее пожароопасный материал, чем натуральное дерево, температура ее порога воспламенения в зависимости от породы дерева на 60-80°С выше, чем у естественной древесины;
- После термической обработки древесина становится неуязвимой для насекомых, микроорганизмов и грибков;
- Изделия из термодерева не коробятся, не усыхают и не разбухают, хорошо отталкивают влагу, сохраняя свои первоначальные геометрические размеры при любых погодных условиях;
- Термообработка осуществляется без добавления химических веществ, поэтому термообработанная древесина является абсолютно безвредным, экологически чистым и не токсичным отделочным материалом.[5]
К недостатком термодревесины относятся:
- Высокая стоимость материала
- Уменьшение прочности древесины. Из-за увеличения твёрдости в термодереве происходит незначительное уменьшение прочности и эластичности и как следствие повышение хрупкости.
- Посерение верхнего слоя. Под воздействием ультрафиолета происходит потеря цвета в слое толщиной не более 0,1 мм. Для сохранения цвета поверхность изделий покрывают специальным маслом с защитой от ультрафиолета.
- Тонкодисперсионная пыль в процессе обработки. Так как термодревесина достаточно сухая, технологическая обработка материала приводят к появлению мелкой летучей пыли.
- Остаточные запахи уксусной кислоты и фурфурола.
- Для доски, соприкасающейся с землёй, есть опасность поражения термитами. Степень поражения термодерева термитами вдове меньше, чем у натурального дерева. [1]
Область применения
Фасад, внутренние интерьеры, отдельные элементы ландшафтного дизайна. Облицовка годами сохраняет внешний вид. Такой фасад требует минимального ухода в процессе эксплуатации, при этом трещины и гниль не образуются, а элементы не рассыхаются..
Открытые и неотапливаемые зоны (террасы, веранды, беседки) требуют применения износостойких покрытий, термодоска не боится попадания осадков, колебания температур. На полу не образуются щели, его элементы не рассохнутся и не перекосятся.
Влажные помещения (сауны, бани, ванные комнаты, территории около бассейнов). Особенность термодерева заключается в низкой способности проводить тепло. То есть при использовании в банях или саунах она не будет нагреваться и обжигать кожу при контакте.
Термодоска для дорожек. Дорожки подвергаются повышенным нагрузкам, воздействию осадков и влаги. Дорожки из термодерева натуральные и декоративные, при этом максимально надежные и долговечные.
Яхтостроение: для отделки палубы, производство мебели и эксклюзивной внутренней отделки.
Производство качественных окон и дверей, столов, стульев, мебели.[6]
Заключение: на основании представленных фактов, можно сделать вывод о возможной альтернативе натуральной древесине в виде современного материала – термодревесины (ТМД) при отделочных работах (террасы, фасады и т.п.).
В результате проведённой обработки происходит изменение структуры дерева: проявление текстуры, приобретение более тёмного и насыщенного благородного оттенка, однородного по сечению. Поэтому, даже не очень дорогие сорта дерева, после такой обработки приобретают вид ценных пород. В дальнейшем термодревесина может быть подвержена любым видам механической обработки, а также на неё можно нанести любой лакокрасочный материал.
Термодревесина способна конкурировать, а точнее, даже – превосходить своих «африканских собратьев». То есть она обладает гораздо лучшими качествами, чем такие деревья, как абаш или кемпас.
Библиографический список
- Термодревесина от А до Я: [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.tavis.com.ua/termodrevesina/tehno – (Дата обращения 15.08.2018)
- Thermoholz – Beständigkeit durch Hitzebehandlung: [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.casando.de/ratgeber/thermoholz-bestaendigkeit-durch-hitzebehandlung – (Дата обращения 15.08.2018)
- Термодревесина: особенности материала и его окраска: [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.forumhouse.ru/articles/house/6853- (Дата обращения 17.08.2018)
- Термообработанная доска, или термодревесина – великолепный аналог традиционной древесины: [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://otdelkadom-surgut.ru/termoobrabotannaya-doska-termodrevesina/- (Дата обращения 17.08.2018)
- Сравнение термодерева с необработанной древесиной [Электронный ресурс]/Wood-Plastic-Composite// Свободная Энциклопедия – Режим доступа: http://www.lestermo.ru/statya-termoderevo/sravnenie-termoderevo.html- (Дата обращения 17.08.2018)
- Термодревесина: её свойства и области применения – Режим доступа: http://postroibanu.ru/raznoe/termodrevesina-unikalnyj-material.html- (Дата обращения 17.08.2018)
Количество просмотров публикации: Please wait