Для чего проваривают древесину

Мысли про проварку дерева в масле

Загрузился в тему пропитки древесины (в конце ноября я экспериментировал с пропиткой из льняного масла и пенотекса) и сделал для себя интересное открытие: оказывается выварка дерева в масле может осуществляться с двумя разными целями при практически одинаковых параметрах процесса и лишь немного отличаться по процедуре: в проф. деревообработке так осуществляется сушка и термомодификация, а в условно «любительском» сегменте — пропитка дерева маслом для водоотталкивания. Далее будет нудно, специфично и без картинок )) и читать рекомендую только озабоченным товарищам типа меня.

Основные знания почерпнуты из этих источников:

Сушка и термомодификация дерева путем варки в масле

Нагрев в масляной ванне до 150-250 градусов. В данном случае, масло- любое- выступает в качестве агента нагревания: оно равномерно передает тепло в дерево и отводит воздух и водяной пар, активно выделяющийся при закипании (это и есть сушка) и недопускает кислород до дерева, что препятствует обугливанию. Основная особенность — нельзя остужать дерево в масляной ванне, ибо внутри древесины находится нагретый до 250 градусов водяной пар, который сжимаясь до комнатной температуры создает разрежение, которое засасывает масло внутрь дерева, что в данном процессе является недопустимым. Дерево надо вынимать из горячего масла, при этом слышно как оно со свистом втягивает в себя воздух (правда тут есть особенность- был описан пример варки бруса 100х100 — и его от такого резкого вынимания потрескало внутри.

В итоге на выходе после нескольких часов варки имеем высушенную до 3-4% термомодифицированную деревяшку, не подверженную короблению в дальнейшем. Промасленный слой древисины составляет порядка 5 мм- его как правило срезают и далее работают с деревом как с обычным- клеют, пропитывают морилками, лачат, красят.

Проваренное в масле дерево пропитывается маслом на глубину не более 5 миллиметров( в среднем 2-3) по пласти и не более 10 сантиметров с торца (имеется ввиду глубокая пропитка до темного цвета. Материал в этой зоне выделяет масло при сильном надавливании или подрезании — он темно-коричневого цвета. Эти места я снимаю на рейсмусе, торцы спиливаю. Внутри дерево светло-желтоватого оттенка — очень сухое — влажность 3-5%(Проверено весовым методом на образцах из середины доски). Эпоксидка такое дерево держит прекрасно. Шкурится оно обычно. Покрывал морилками и алкидным лаком ПФ-283 — проблем с адгезией нет. Березу больше 60 мм толщиной внутри изорвало косые разрывы в глубине плах (снаружи все целое-что обидно, пролема возникла только после распила), но проблема видимо в том, что сразу достал . Да и сейчас нет нужды сушить такие толщины. Но думаю режим можно подобрать. Доска 50-ка высохла идеально с сырого состояния — разрывов и трещин нет. [1]

Закладка доски происходит только в нагретое масло. Не менее 110 градусов.
Темпереатура масла — 120 С — контролируется банальным термостатом со штырем медным ( по шкале он до ста но при снятой крышке спокойно накручивается до 140 С). Дельта колебаний у меня 118 — 125 градусов проверял термометром 200 градусным (погрешность термостата).
Масло простое подсолнечное. Из магазина. Сначала добавлял в него сиккативы — потом прекратил. Нет смысла.
Доска березы подвяленая 50 мм сушится 7-8 часов. Контролировать процес сушки очень просто. При погружении доски сильно выделяется пена. К концу сушки доска практически не выделяет пузырьки воздуха. Влажность 2-4% при усердной сушке. Глубина проникновения масла 2-6 мм по пласи и фуге. По торцам до 10 см. Остальное дерево чистое и сухое. Хвойные породы сушил мало. Крисстализует смолу — древесина становится хрупкой. Плахи березы 100 мм толщиной при резком охлаждении рвет изнутри. [1]

Чтобы дерево не асасывало масла-погружать нужно в горячее- не менее 110 градусов и достаем на пике нагрева. Тогда меньше всего «пачкается» дерево. Возможно не обязательно именно 110 — важно чтоб больше температуры кипения воды в дереве — когда вода остывает в древесине получается вакуум эффект который засасывает масло — когда достаешь доску из горячей ванны аж свистит. На сушку двух досок 2000 х 180 х 50 мм расход масла составляет 2-3 литра с учетом всех потерь. (Но масло было свежее — возможно в потери вошла испаряемая влага. Т.к. если масло брать сразу большой объем и использовать долго — потери уменьшаются.) Дерево становится очень стабильным — производил замеры вырезок дома в трех местах квартиры . Влажность изменяется в пределах 1% в зависимости от отопительного сезона и сезона дождей. Колебания размеров при ширине плашки 50 мм не более 0,1 — 0,2 мм в год [1]

Что такое термомодифицированная древесина

При нагревании до 200-250 градусов без воздуха (неважно как- под слоем масла, в атмосфере инертного газа или даже водяного пара) происходит изменение агрегатного состояния лигнина в дереве, и температурное разрушение полисахаридов, которые являются кормом для бактерий:

В условиях инертной бескислородной атмосферы из древесины выделяются монооксид и диоксид углерода.. Основные составляющие древесины – целлюлоза, гемицеллюлозы, экстрактивные вещества и лигнин, образуются и существуют при температуре, не превышающей 20…500С. Поскольку температура термомодификации превышает 1000С, эти составные части лигноуглеводной матрицы неизбежно должны трансформироваться в более термоустойчивое состояние.
В результате длительного гидротермического воздействия гемицеллюлоза разлагается на реактивные молекулы меньшего размера, однако, не снижает прочность древесины. Напротив, разрыв цепочки гемицеллюлозы улучшает устойчивость древесины к сжатию и уменьшает внутренние напряжения.
Также считается, что лигнин преобразуется в реактивные молекулы другого типа. Это способствует изменению клеточной структуры древесины. Структура целлюлозы при этом сохраняется неизменной. В процессе термообработки происходит разложение углеводной части и снижение содержания влаги в древесине, что, в свою очередь, обеспечивает повышение устойчивости древесины к гниению. В обычных условиях именно углеводная часть является питательной средой для микроорганизмов. См [3].

Пропитка дерева маслом путем проваривания

Процесс тот же самый, что и в первом способе, но дерево остужают в масле- в результате чего масло проникает вглубь древесины. Дерево в результате оказывается плохо клеящимся- нужно тщательно обежиривать место склейки и не каждый клей подойдет для этого. Зато древесина пропитанная маслом вглубь не боится воды, не усаживается и не коробится. Как раз то что надо для деревянных настилов и решеток на палубу.

Чтобы пропитать заготовку сечением 40х40 (дуб дальневосточный) на всю глубину кипячением, надо часов 12 [2]

Варим в льняной олифе со скипидаром все дельные вещи, 250й штаг-блок проваривается за смену 8 часов насквозь. Возможна окончательная отделка лаком — масло, алкид. Соответственно ванна для варки небольшая — на 5-6 блоков, юферсов. Но это уже готовые детали такелажа. Были мысли воспользоваться для стабилизации Анакролом, но процесс сложный, крупные габариты крайне трудно обработать. Отказались. [2]

Если погружать доски в холодное масло — происходит более глубокое проникновение масла в древесину. Если охлаждать в масле — насосало вообще до середины доски. [1]

Источник

Сушка древесины вывариванием в соли + еще пару действенных методов

Сушка древесины вывариванием в соли + еще пару действенных методов

Для того, чтобы определить качество пиломатериала, есть такое понятие, как влажность древесины. Она будет указывать на количественное соотношение, которое выражается в процентах содержания воды в древесной структуре в массе образца.

Предлагаем поговорить о сушке древесины вывариванием в соли.

Связанная влага и ее особенности

Древесина представляет собой пористый материал, который испещрен порами и каналами, в которые попадает вода, и тем самым питает растение нужными для роста минералами. Такая влага получила название «свободная». Она выводится из древесной структуры даже при атмосферной сушке, но помимо свободных мест есть и связанная в древесине влага. Речь идет о той части воды, которая находится в тканях и клетках древесины, и принимает участие в формировании пиломатериала, как долговечного и надежного типа строительного материала.

Такую влагу достаточно сложно выпаривать, а в большинстве ситуаций и вовсе нереально, потому что она находится в микроскопических порах, которые будут оставаться недоступными даже при сильном перегревании потоком воздуха. Если во время выпаривания свободной влаги древесный материал не будет менять свои физико-химические качества, то…

при испарении связанной влаги древесина будет подвержена изменениям:

• Она сильно меняет свою структуру.
• Теряет былую прочность.
• Изменяется по линейным размерам.
• Меняется форму.

Связанная влага способна занимать большую долю от общей, а если в древесине общий уровень влажности больше, чем 30%, то это будет говорить о наличии в ней свободной влаги, и поэтому такой пиломатериал можно будет сушить еще раз. Древесину подвергают просушиванию для того, чтобы выполнять ее последующую обработку и придавать требуемые качества. Вываривать древесину нужно для предупреждения растрескиваний и защиты от попадания внутрь гнилостных микробов. Есть два наиболее популярных способа для вываривания – просушивание в соленой воде, а также вываривание в масле и олифе. Кроме того, часто применяют сушку в мочевине или карбамиде (то есть в гидрофобном растворе).

Обзор вариантов

Просушивание древесины в соленой воде

Вываривание древесины в соли проводят посредством 25% солевого раствора. Древесину следует поместить в емкость, которая наполнены солевым раствором, а после нужно варить все на среднем огне на протяжении 2-3 часов. Время может изменяться в зависимости от того, сколько древесины вы пытаетесь выварить. Просушивание древесины выполняется в соленой воде, материал нагревают, что дает возможность выводить связанную влагу с минимальными потерями для геометрии пиломатериала.

Вываривание древесины в олифе и масле

Вываривание древесины в масле дает возможность не просто предупреждать растрескивания в древесине, а еще и усиливать выразительность древесного материала. При варке масло начинает выталкивать из древесину воду и воздух, потому что попадает в межклеточные пространства. далее древесину следует просушить, и в результате ее можно будет легко и просто отшлифовать и отполировать. Технология проваривания достаточно трудоемкая и требуется непосредственной работы человека, а также дальнейшего просушивания. Ее используют для небольших по размеру образцов, даже для спилов. В промышленном масштабе просушивание маслом или даже солью будет и вовсе нецелесообразным, и в основном это применяется для бытовых условий. В случае небольших производств используют камеры для просушки, иногда даже вакуумные.

Сушка и термомодификация древесины варкой в масле

Если с сушкой древесины солью все понятно, то с маслом дела обстоят несколько иначе. Речь идет о масляной ванне с температурой от +150…+250 градусов. Итак, масло, причем любое, будет выступать в роли агента нагревания – оно будет равномерно передавать тепло в древесину и отводить водяной пар, а также воздух, который активно выделяется при закипании (это и является сушкой), а также не допускает кислород к древесине, что будет препятствовать обугливанию.

Основной особенностью такого процесса является то, что нельзя остужать древесину в масляной ванне, потому что внутри древесину будет находиться водяной пар, прогретый до +250 градусов, который при сжатии до комнатной температуры будет создавать разрежение, которое засасывает масло внутрь древесины, а это является недопустимым. Дерево следует вынуть из горячего масла, при этом вы услышите как оно со свистом втянет в себя воздух (но тут есть особенность – описан пример варки бруска размером 10*10 см, и от резкого вынимания он потрескался внутри).

Как итог, после нескольких часов варки вы получаете просушенную до 3-4% термомодифицированную древесин, которая не подвергается короблению в дальнейшем. Промасленный слой материала будет составлять примерно 0.5 см, и его обычно срезают, а после работают с древесиной, как обычно – проклеивают, пропитывают морилкой, красят и покрывают лаком.

Вот результат проведения процедуры: «Вываренное в масле дерево начинает напитываться маслом, но не более, чем на 0.5 см (а обычно и вовсе 0.2 см) по пласти не больше, чем на 10 см с торца (речь идет о глубокой пропитке до темного цвет). Материал в такой зоне будет выделить масло при сильном нажатии или даже при подрезании – он имеет темно-коричневый цвет. Такие места стоит снять на рейсмусе, а торцы спилить. Внутри древесину имеет светло-желтоватый оттенок, а влажность составляет от 3 до 5%. Эпоксидная смола держит такую древесину, и шкурится все прекрасно.

При покрытии морилкой и алкидным лаком ПФ-283 проблем с адгезией замечено не было. Береза, которая имеет толщину больше 6 см, внутри может легко изорвать косыми разрывами в глубине плахи (снаружи все целое, и такие проблемы обычно появляются после распиливания), но все из-за того, что древесину из масла достали слишком быстро».

А вот еще один результат: «Доску закладывали лишь в прогретое масло, температура которого не меньше +110 градусов. Температура масса составляет +120 градусов. Масло использовано самое простое, подсолнечное, из магазина. Можно попробовать добавлять сиккативы, но смысла в них нет, потому что подвяленная березовая доска на 5 см будет сушиться в течение 7.5 часов. Кстати, контролировать процесс совсем несложно. При погружении доски начинает сильно выделяться пена, и к концу сушки доска практически не будет выделять пузырьки воздуха. При усердной работе получается влажность доски от 2 до 4%».

Термомодифированная древесина – что это

При прогревании до +250 градусов без воздуха (тут не имеет значения, каким способом – под масляным слоем, в атмосфере инертного газа или даже с водяным паром) происходит изменение агрегатного состояния такого вещества в древесине, как лигнин, а также происходит термическое разрушение полисахаридов, которые

являются прекрасными питательными веществами для бактерий:

• При инертной атмосфере без кислорода из древесины начинает выделяться диоксид углерода и монооксид.
• Основными составляющими древесины является целлюлоза, экстрактивные вещества, гемицеллюлозы, лигнин, который образуется при температуре, которая не выше +20…+500 градусов.
• Так как температура термической модификации выше +1000 градусов, такие составные части из лигноуглеводной матрицы начинают трансформироваться в другое состояние, более термически устойчивое.

• В результате длительного воздействия гидротермического типа гемицеллюлоза начинает распадаться на реактивные молекулы с меньшим размером, но при этом прочность древесины не уменьшается. Скорее даже наоборот, разрыв цепочки гемицеллюлозы будет улучшать устойчивость древесины к сжатию и сделает меньше внутреннее напряжение. Кроме того, считается, что лингин становится реактивными молекулами иного типа.

Все это способствует изменению древесной клеточной структуре. А вот целлюлоза при этом остается в неизменном виде. При термической обработке происходит разложение углеводной части и снижается содержание влаги внутри древесины, а это обеспечивает повышение устойчивости древесины к процессу гниения. При стандартных условиях именно часто с углеводами представляет собой питательную среду для микроскопических организмов.

Пропитка древесины маслом при варке

Сушка древесины вывариванием в соли не столь эффективна, как способ с маслом. Кстати, это такой же процесс, как описан выше, но в конце древесину остужают в масле, из-за чего оно проникает в самую глубь древесины. В результате этого материал будет плохо клеящимся и потребуется тщательно обезжиривать место склеивания, а еще далеко не каждый клеевой состав подойдет для этого. Но зато такая древесина вообще не боится воды, не будет усаживаться и коробиться. Это как раз то, что требуется для деревянного настила и решетки на палубу.

Источник