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:

http://forum.woodtools.ru/index.php?topic=22626.100 [1]

http://forum.katera.ru/index.php?/topic/29971-provarivanie-drevesini-v-masle/ [2]

http://www.scienceforum.ru/2013/308/6770 [3]

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.

Несколько цитат:

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]

и

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]

и

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.

Несколько цитат:

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]