Обработка древесины – от классических способов к современным процессам

Дерево является популярным материалом при возведении зданий, их внешнем и внутреннем обустройстве, несмотря на появление более современных блочных и листовых систем. Этому способствуют высокие механические и термоизоляционные свойства, а также простота монтажа большинства узлов. Деревянные конструкции редко используются в необработанном виде, поскольку воздействие кислорода воздуха, микроорганизмов, влаги и механические повреждения приводят к ранней потере деревом своих свойств.

От чего необходимо защищать древесину

Основными факторами, ухудшающими внешний вид (эстетичность) и прочность древесных покрытий, являются:

• солнечное ультрафиолетовое излучение;
• воздействие микроорганизмов (преимущественно грибков);
• вредное влияние влаги, дополнительно сопутствующей развитию плесени и цвели;
• механическое воздействие, приводящее к истиранию и нарушению прежнего вида поверхности.

Некоторые секреты обработки древесины профессиональным материалом можно узнать, посмотрев видео:

Основные виды и технологии обработки

Чтобы повысить защитные свойства деревянных поверхностей, применяются химическая и механическая обработка, а также их комбинирование. Химическая обработка является классическим способом, применявшимся на заре эры строительства и получившим второе развитие после появления новых химических составов.

Данный способ заключается в нанесении на поверхность таких средств для защиты, как:

• антисептические составы и покрытия, предотвращающие развитие микроорганизмов;
• лаки и краски (закрывают поверхность);
• масляные средства (пропитывают дерево вглубь);
• грунтовки, предназначенные для улучшения сцепления верхнего слоя покрытия с деревом и часто содержащие антисептики или антипирены.

Масло для пропитки древесины

Изготавливаются на основе природных компонентов соевого, подсолнечного, талового и других видов масел. Особенностью его применения является сохранение природного рельефа дерева, которое не сглаживается многократным нанесением слоев. Масло добавляет дереву блеск и не разрушается на протяжении многократных циклов охлаждения и нагрева, позволяя использовать его для промерзающих деревянных частей нежилых построек.

Наносить масляное покрытие следует на необработанную лаком или краской поверхность, поскольку оно должно впитаться. Перед обработкой маслом дерево следует подготовить механически – придать ему ровную форму и убрать оставшиеся неровности наждачной бумагой.

Примеры используемых масел

Обработка воском

Воск наносится также на химически необработанную поверхность, после чего защищает ее и придает блеск. Чаще всего восковые покрытия используются для обработки мебели и межкомнатных дверей. После покрытия воском не будет возникать ощущения стеклянного верха, поскольку воск поддерживает исходную структуру (рельеф) древесины.

Наряду с маслом, восковые покрытия практически не применяются для обработки наружных частей дерева вне помещения. Для работы на улице следует применять химические материалы, более стойкие к внешнему воздействию.

Олифа

Изначально являлась разновидностью масляных смесей, поскольку готовилась путем длительного «варения» растительных масел. Сейчас в производстве олифы используют комбинирование природных и синтетических компонентов, получаемых в процессе нефтепереработки. Особенностью олифы является ее длительное затвердевание, которое обычно длится более суток.

Чтобы предупредить отложения пыли на поверхности, выдерживать деревянные конструкции до застывания покрытия рекомендуется в помещении. Также необходимо избегать нанесения чрезмерно толстого слоя олифы, который может остаться липким на протяжении всей эксплуатации изделия.

Эмульсия олифы для дерева:

Лакокрасочные покрытия

Используются для придания прочного твердого слоя материала на деревянной поверхности, защищающего от попадания влаги и воздуха. Лаки являются прозрачными субстанциями. Если в их составе содержатся пигменты, то такие смеси представляют собой краски.

Для придания цвета поверхности могут применяться водорастворимые и неводные красящие составы. Смеси на водной основе представляют собой эмульсию, которая после высыхания оставляет прочный защитный слой. Водоэмульсионные краски нужно с осторожностью использовать при наружной покраске, поскольку внезапный дождь может испортить всю работу.

Преимуществом красок на водной основе является нетоксичность, что позволяет применять их для внутренних работ. Краски на основе органических растворителей используются чаще снаружи помещения, поскольку имеют неприятный запах бензина и эфирных составляющих.

Грунтовки по дереву

Используются преимущественно перед нанесением лакокрасочных материалов. Часто в состав грунтовок вводятся антисептические добавки, улучшающие биологическую устойчивость.

Цель грунтования заключается не только в повышении адгезионной способности краски, но и создании прочного слоя, защищающего наружное покрытие от разрушающего воздействия смол дерева. Еще одной функцией грунтовок является создание защиты от воспламенения. Составы, придающие древесине стойкость к воздействию огня, называются антипиренами.

Физическая обработка древесины

Включает в себя сушку (под вакуумом или обычную) и термообработку. Традиционно при изготовлении мебельных изделий применяют древесину с содержанием воды не более 10 %.

Обычные конвекционные сушилки позволяют довести влажное дерево до такого состояния за 10-15 суток. Создание вакуума в сушильной камере позволяет ускорить процесс в 5-10 раз и сохранить прочностные и эстетические качества дерева.

Термообработка

Представляет собой двухступенчатое воздействие на древесину при использовании специального оборудования. На первом этапе происходит нагрев без доступа воздуха до температуры 170-180 ?С, в результате чего из материала практически полностью удаляется влага и разрушаются грибки. После прогрева и обезвоживания пиломатериала рабочую камеру насыщают перегретым водяным паром (220-240 ?С) под давлением.

Получившаяся в результате этого процесса термодревесина имеет повышенные механические свойства, а также не подвержена влиянию микроорганизмов. Это становится возможным благодаря разрушению цепей молекул питательных веществ, пригодных для развития грибков.

Частично воспроизвести процедуру термообработки самостоятельно своими руками возможно в специальных печах, примерная конструкция которых показана на рисунке 1:

Экономически нецелесообразно использовать такую камеру лишь для обеспечения собственных потребностей в дереве. Если привлечь для сборки подобного агрегата нескольких соседей, можно существенно сэкономить на весьма дорогой термодревесине, полученной промышленно.

Комбинированный подход

Включает несколько методов, для реализации которых необходимо специальное производственное оборудование:

• Физическая обработка, приводящая к обезвоживанию дерева, и последующее насыщение его водяным паром в смеси с химическими реагентами. Достоинство способа заключается в глубоком проникновении не только влаги, но и посторонних веществ, придающих материалу антисептические или противопожарные свойства.
• Глубокая обработка (импрегнация) древесины составами любой природы. Суть метода заключается в погрузке пиломатериала в герметичную камеру, которую заполняют пропиточным составом (вакуумная пропитка). После наполнения в камере нагнетается давление (до 12 атм), способствующее проникновению состава в поры. Без избыточного давления дерево поглотит раствор лишь на несколько миллиметров своей глубины.

После окончания процесса в камере создается вакуум, который удаляет остатки пропиточной жидкости. На стадии выравнивания давления разрежение внутри древесных пор впитывает ее следы, оставшиеся на поверхности. Полученная древесная масса гораздо более устойчивая к воздействию окружающей среды, чем необработанная. Данный процесс еще называют импрегнированием древесины.

Какой способ предпочтительнее

При выборе материала для постройки и благоустройства дома необходимо определиться с требованиями, которым должны соответствовать деревянные конструкции. При обильном использовании древесины при отделке помещения следует предусмотреть обработку антипиренами и антисептиками. Внутренние поверхности можно покрасить водоэмульсионной краской, а внешние покрыть олифой или красками на основе органических растворителей.

Более дорогим и эффективным путем будет покупка термообработанной или импрегнированной древесины. По уменьшению защитных свойств обработанные деревянные поверхности располагаются следующим образом: покраска ? покрытие натуральными веществами (масла и воски) ? термообработка ? импрегнирование. По улучшению экологических свойств наблюдается такой ряд: покраска ? импрегнирование ? покрытие маслами и воском ? термообработка.

Выбирая, чем обработать деревянные поверхности, не нужно принимать крайние меры и стремиться к максимальной защите или наилучшим экологическим свойствам. Учитывая существенное различие в стоимости средств обработки, лучше дифференцировать их для помещений и изделий разного назначения – сарай, баня или жилой дом; мебель, стороны дверей или книжные полки. Это позволит сэкономить на некоторых полезных свойствах, которые окажутся лишними в отдельных элементах конструкции.

Определиться со средством обработки поможет следующее видео:

Какое оборудование применяется для обработки дерева

На различных стадиях подготовки используют специальные устройства и агрегаты. На этапе сушки пиломатериала применяются атмосферные или вакуумные сушилки. По убыванию эффективности процессы удаления влаги располагаются в следующем порядке: сушка на складах ? атмосферная сушка (с нагревом) ? вакуумная сушка.

Специальные виды физического и комбинированного воздействия проводятся в больших герметичных камерах – объединенных вакуумных и автоклавных установках. В них происходят процессы принудительной десорбции капиллярной влаги, насыщение пор перегретым водяным паром и химическими реагентами.