Тайната на вечната дървесина – термодървесина

Много хора може би си мислят, че дървесината е толкова стар материал, че във връзка с нея няма какво ново да се измисли или каже. Тези, които малко или много са чували за термодървесината, обаче, знаят, че това не е така. През последните години бяха изобретени и внедрени нови технологии за обработка на дървесина и на пазара се появи нов материал. Какво е различното при него, как се получава и защо е толкова ценен, са част от въпросите, на които ще се опитаме да отговорим.

Създаването на нови материали се превърна в част от съвременната действителност и като че ли вече не учудва никого. Учените разработват и синтезират десетки такива на ден. В много случаи те се превръщат в алтернатива на конвенционалните и ги заместват в практиката. В същото време, обаче, вниманието на много производители е насочено към подобряване на класическите материали чрез нови технологии, в резултат от което един добре познат от миналото продукт вече има усъвършенствани качества и съответно нови приложения. По същия начин стоят нещата и с обработката на дървесината, широко използвана в строителството и довършителните работи. Една сравнително скоро патентована технология доведе до създаването на нов материал – термодървесина, съчетаващ предимствата на класическия природен продукт с нови качества.

Термичната обработка на дървесина сама по себе си не е нещо ново. Процесите, протичащи в дървесината под въздействие на висока температура, са известни още от началото на миналия век. Термодървесината, обаче, не е обикновената изсушена дървесина, която може да се произведе както на открито, така и в сушилна камера от традиционен тип. Ключов момент в получаването на термодървесина е нагряването до много висока температура с едновременно подаване на пара. При това, парата защитава дървесината и същевременно изменя химическите й свойства. В резултат от това обикновената борова дървесина, например, по своите качества и външен вид се приближава към някои много устойчиви екзотични видове дървесина, а по съпротивление на гниене не отстъпва на материала от лиственица.

Как всъщност става това?
До средата на 90-те години на миналия век най-модерната технология за термична обработка на дървесина представлявала термично изсушаване при температура 100-150°С. През 1997 година в един финландски завод за дървообработка се внедрява нова технология, която получава названието “термообработка”. При този технологичен процес изсушаването се провежда при много по-висока температура – 185-212°С. Колкото по-висока е температурата, толкова по-голяма е загубата на маса за сметка на изпарените летливи съединения и, съответно, остатъчната влага е в по-малко количество. В зависимост от условията на термообработка и от вида на дървесината, остатъчната влажност е с 40-60% по-малка в сравнение с тази при обикновения начин на изсушаване. Технологията на термообработка е тайна. Всеки производител, които създава този продукт, има патент и ноу-хау за това, които са секретна информация и за тях се заплаща. Всички видове дървесина имат своите особености и това се отчита при условията на термообработка.

До днес на практика са реализирани четири технологии за термообработка на дървесина. Това са: финландската технология Thermowood, при която дървесината се модифицира в защитна атмосфера, наситена с водни пари, при температура 185-212°С; холандската технология Plato, която залага на циклична хидролиза на дървесината при температура 160-190°С; френската технология Retification, наричана още технология на паростабилизация, протичаща при температура 220-250°С и немската технология, при която в качеството на защитна среда се използват течни органични вещества – различни растителни масла (ленено, рапицово и слънчогледово), а самата термообработка преминава през четири температурни режима.

Като цяло, обработката за получаване на термодървесина преминава през три основни етапа. По време на първия суровината се нагрява, без да се изсушава. В процеса на нагряване в сушилната камера се подава пара, която увеличава температурата и влажността. Вторият етап е изсушаване на дървесината и по време на него влагата се отделя от материала. Накрая, през третия стадий, се придават специфични технически и естетични качества на продукта. Като резултат от целия процес, в крайна сметка от камерата излиза един напълно нов материал – термодървесина.

Продължителността на технологичния процес е обикновено около 24 часа. Влажността на дървесината след приключване на термообработката се редуцира с 80-90%. Като последствие от това значително намалява и нейната топлоемкост. Термообработената дървесина се нагрява значително по-слабо от обикновената, което позволява да се използва за направа на подове и облицовки на бани и сауни. Тук трябва да се отбележи, че някои видове дървесина са особено подходящи за такова приложение. Хвойновата дървесина, например, при повишени температура и влажност в помещението отделя от смолата си приятен аромат, който се задържа дълго във въздуха и създава комфортно усещане. Освен с по-ниската си топлоемкост, термодървесината се характеризира с редица други качествени промени.

Кои са новите качества?
Както вече споменахме, термообработката придава на дървесината нови свойства. Повърхността на термодървесината не е пореста като на обикновената, а е плътна. Това значително намалява способността й да поглъща влага от въздуха. Абсорбционните й възможности намаляват от 30 до 90%, в зависимост от температурата и продължителността на сушене. На практика това означава, че дървесината може да отблъсква водата, без да е необходимо допълнително импрегниране със специални химични състави. Термодървесината бързо се покрива с патина и при попадане на влага върху повърхността й, този защитен слой действа както мастния пласт върху перата на водоплаващите птици. Именно затова този материал е подходящ и за външни приложения, включително и на места с влажен климат, както и край естествени и изкуствени водни басейни (за кейове, понтони, настилки около басейни и т.н.).

Друг немаловажен момент е, че при термообработката се разлагат дървесните въглехидрати, които представляват хранителна среда за микроорганизмите, водещи до гниене на материала. Това означава, че след обработката продуктът получава екологично чиста бактерицидна защита, без да се използват химични препарати. Всеки вид дървесина след термообработка се приближава по устойчивост на гниене до дървесината от лиственица – тя не гние в течение на столетия. Въпреки описаните биохимични изменения, обаче, структурата на целулозата по време и след обработката остава непроменена, което е от значение за запазване на здравината на продукта.

Новата технология на обработка на дървесината също така увеличава износоустойчивостта на материала и намалява риска от възникване на пукнатини. В същото време свойствата на дървесината, получени в резултат на термообработка остават постоянни. Това се дължи на максималното изсушаване и понижената абсорбция, което води до баланс на влажността. Именно затова геометричните размери на термообработената дървесина остават постоянни, независимо от климатичните промени.

Както стана ясно, при отделните технологии на термообработка дървесината преминава през различни температурни режими. Това води и до различия в някои от крайните параметри на характеристиките им. Така например, колкото по-висока е температурата в технологичния процес, толкова по-слаба е топлопроводността на материала, геометричните му размери са по-стабилни и равновесната му влажност е по-ниска. С увеличаване на температурата намалява и масата на дървесината, а цветът й става по-интензивен. Обикновено плътността намалява с 5-10%. Тук трябва да обясним и нещо друго. Като цяло, здравината на дървесината е в строга корелационна зависимост от нейната плътност. Това означава, че термообработката намалява някои якостни характеристики. Практиката обаче е показала, че ако температурата на обработка е под 200°С, тя не влияе на здравината. Намаляване на якостта се наблюдава само при по-високи температури.

В същото време редица изследвания са установили, че термообработката оказва благоприятно влияние върху еластичността на дървесните клетки. Във връзка с устойчивостта на термодървесината на налягане също са получени резултати, по-добри в сравнение с обикновено обработената дървесина. При новия продукт се наблюдава и съществено подобряване на тангенциалната и радиална размерна стабилизация (с около 10-15 пъти).

По отношение на декоративните качества трябва да споменем, че по време на термообработка дървесината променя цвета си, придобивайки красив червеникав оттенък. Освен това, изменението в цвета не е повърхностно, а обхваща материала в цялата дълбочина, което се вижда добре при срез. Изменяйки температурата в технологичния процес на обработка, производителите получават различни оттенъци. По-тъмните цветове с течение на годините обикновено избледняват. Като цяло, обаче, независимо от нюанса, външният вид изглежда винаги освежен.

Тъй като смолата се отделя по време на обработка, дървесната повърхност става по-стабилна и равна. Това има голямо значение за повишаване на удобството и качеството при боядисване. Върху термодървесината по желание могат да се поставят декоративни покрития – както маслени, така и на водна основа. На пазара днес се предлага и термично модифицирана дървесина с изкуствено получен, чрез обработка с амоняк, ефект на състареност.

Като повечето природни материали, термообработената дървесина е податлива на влиянието на ултравиолетовите лъчи. В резултат на продължително облъчване от преките слънчеви лъчи цветът леко се променя, като придобива леки сивкави оттенъци. Освен това, ултравиолетовите лъчи могат да доведат до поява на малки повърхностни пукнатини. Ако дървесината, обаче, е покрита с подходящи, UV-защитни лак или боя, това може да се избегне.

При работа с термодървесина е добре да знаете, че заради слабата й адсорбционна способност спрямо водата, тя трудно се залепя с лепила на водна основа, например, поливинилацетатни. Това не е невъзможно, но ще е нужно повече време за изсъхване на лепилото. Добри резултати показват двукомпонентните и полиуретанови лепила.

Заради добрите си качества, термодървесината е с много лесна поддръжка по време на експлоатация. Тя не се надува и напуква, естествено защитена е от микроорганизми, не развива плесени, отблъсква водата и се почиства лесно. Основно нейно предимство е, че тя е екологично чист и напълно безвреден за здравето продукт. За разлика от обикновено обработената дървесина, която се нуждае от импрегниране с химични препарати с антисептично действие, новият вид дървесина не преминава през химична обработка и едновременно с това е достатъчно устойчива на външните въздействия.

Къде може да се използва термодървесината?
През последните години в Европа се наблюдава рязко активизиране в приложението на термодървесина като резултат от някои, влезли в сила през 2004 година, ограничения за използване на химически обработена дървесина в Европейския съюз. Трябва да се отбележи, че освен на химически третираната дървесина, термодървесината е добра алтернатива и на тиковата дървесина, която е изключително качествена, но сравнително скъпа.

Благодарение на красивия си външен вид и съвършените си технически характеристики, термообработената дървесина се препоръчва за използване и навън (за облицовки на фасади и тераси, за изграждане на дървени къщи, огради, перголи, врати, прозоречни профили, за настилки около басейни, за градински мебели, лодки и други) и вътре (за окачени тавани, стенни облицовки, подови настилки, мебели, декоративни елементи и т.н.). С други думи, можете да използвате този материал навсякъде, където искате да постигнете добра издръжливост, съчетана с естетичен вид. Както вече казахме, термодървесината се справя много добре, без да променя качествата си както при външна употреба на места с влажен и променлив климат, така и при всевъзможни вътрешни приложения, включително в помещения с агресивна за обикновената дървесина среда – например сауни и бани, където амплитудите в температурата и влажността са големи.

Днес основни производители на термообработена дървесина в Европа са Финландия (около 70 хил. м³/год.) и Франция (приблизително 50 хил. м³/год.). Материалът може да се получи от всеки дървесен вид, но най-често предлаганите на пазара типове термодървесина са от бор, смърч, бук, бреза и ясен. За целта се подбира материал с високо качество, без разклонения или други дефекти.

Интересно е, че благодарение на този нов начин на обработка, буковата дървесина, която се считаше за най-склонна към абсорбция на влага и деформации и не се предпочиташе за направа на подови настилки, вече получи достойното си място в тази област. След термообработка тя е с достатъчно намалена адсорбция и с гарантирана стабилизация, така че може да се използва и на места, където химически третираната букова дървесина не се препоръчва.

Благодарение на новата технология, на българския пазар вече се предлагат и висококачествени дървени къщи, отличаващи се с редица предимства, в сравнение с познатите от миналото къщи от дървен материал. Дървената термоконструкция отговаря на изискванията за енегросъхраняващи конструкции. При тези къщи се минимизират разходите на суровина и енергия. Обектът се изгражда много бързо – за броени дни, а конструкцията се характеризира с добра стабилност – не се наблюдават усуквания или други деформации, характерни за обикновената дървесина.