Термообработка древесины: технология и свойства¶

Термообработка древесины — это технология модификации физико-механических свойств древесины путём её нагрева до высоких температур (от 160 до 260 °C) в среде с ограниченным доступом кислорода. В результате термического воздействия изменяется химический состав материала, что придаёт ему повышенную биологическую стойкость, стабильность геометрических размеров и декоративные качества, при этом древесина не содержит химических пропиток.

¶История и развитие

Первые промышленные эксперименты по термической модификации древесины относятся к началу XX века. В 1930-х годах в США и Германии проводились исследования по нагреву древесины в масле и расплавах солей. Однако коммерчески успешные технологии появились лишь в 1990-х годах в Финляндии (процесс ThermoWood), Франции (Retification, Le Bois Perdure) и Нидерландах (Plato Wood). В России технология получила распространение в 2010-х годах, преимущественно для производства террасной доски и фасадных материалов.

¶Технология производства

Процесс термообработки включает три основных этапа:

1. Сушка. Древесину высушивают до влажности 8–12 % для предотвращения растрескивания при нагреве.
2. Нагрев. Температуру в камере постепенно повышают до целевых значений (обычно 180–215 °C для хвойных и 200–230 °C для лиственных пород). Нагрев проводят в атмосфере водяного пара, который защищает материал от воспламенения и удаляет летучие продукты разложения.
3. Охлаждение и кондиционирование. Древесину медленно охлаждают, а затем увлажняют до конечной влажности 4–7 % для стабилизации размеров.

Продолжительность полного цикла составляет от 24 до 72 часов в зависимости от породы, сечения пиломатериала и целевого класса обработки.

¶Классификация

По интенсивности обработки выделяют три класса:

• Класс 1 (лёгкая обработка, 160–180 °C) — незначительное улучшение стабильности, цвет меняется слабо. Используется для внутренних работ.
• Класс 2 (средняя обработка, 185–210 °C) — заметное повышение биостойкости и тёмно-коричневый оттенок. Применяется для террас, фасадов, садовой мебели.
• Класс 3 (глубокая обработка, 210–230 °C) — максимальная стойкость к гниению, тёмный шоколадный цвет, повышенная хрупкость. Используется для наружных конструкций, контактирующих с землёй или водой.

¶Изменение свойств

¶Положительные эффекты

• Биологическая стойкость. Разложение гемицеллюлоз лишает питательной среды грибков и насекомых. Стойкость к гниению возрастает в 10–25 раз.
• Геометрическая стабильность. Равновесная влажность снижается в 2–3 раза, разбухание и усушка уменьшаются на 50–90 %.
• Теплоизоляция. Коэффициент теплопроводности снижается на 10–30 % за счёт уменьшения плотности.
• Эстетика. Равномерный благородный оттенок по всей толщине материала.

¶Отрицательные эффекты

• Снижение прочности. Модуль упругости и прочность на изгиб падают на 10–30 %, ударная вязкость — до 50 %. Материал становится более хрупким.
• Поверхностные дефекты. Возможно появление трещин и сколов при механической обработке.
• Ограниченность применения. Термодревесина не подходит для несущих конструкций и мест с высокой ударной нагрузкой.

¶Применение

Основные сферы использования:

• Экстерьер: террасная доска, фасадные доски, садовая мебель, заборы, перголы, элементы ландшафтного дизайна.
• Интерьер: напольные покрытия, стеновые панели, мебель, лестницы, подоконники.
• Специальные изделия: сауны и бани (устойчивость к влаге и высоким температурам), причалы и пирсы, уличные детские площадки.

¶Экологичность и сравнение с альтернативами

Термообработка является экологически чистой альтернативой пропитке антисептиками. В отличие от автоклавированной древесины, термодревесина не содержит токсичных соединений и может утилизироваться как обычные отходы. Однако по биостойкости она уступает древесине, обработанной медными или цинковыми составами, особенно при прямом контакте с грунтом.

¶Интересные факты

• Температура обработки подбирается индивидуально для каждой породы: берёза обрабатывается при 190–200 °C, сосна — при 190–210 °C, лиственница — при 200–215 °C.
• Термически модифицированная древесина не требует дополнительной защиты лаком или маслом при наружном применении, хотя обработка маслом продлевает срок службы.
• В России основной объём производства термодревесины приходится на лиственницу, осину и сосну.

¶Источники

• «Технология термической модификации древесины» — обзор ВНИИДРЕВ, 2018.
• ThermoWood Handbook, Finnish Thermowood Association, 2003.
• Hill C. Wood Modification: Chemical, Thermal and Other Processes. — Wiley, 2006.