Подходит ли термомодифицированный ясень для настила в помещениях с интенсивным движением?

Прочность и стойкость к гниению термически модифицированного ясеня

Как термическая модификация повышает устойчивость к гниению и насекомым

Когда мы нагреваем древесину ясеня при температуре от примерно 380 до 410 градусов по Фаренгейту без добавления химикатов, в его внутренней структуре происходят интересные изменения. Нагрев изменяет структуру древесных клеток. В результате удаляются содержащиеся в древесине сахара, которые так привлекают насекомых, а также снижается поглощение влаги. Согласно исследованиям Лаборатории лесопродуктов 2023 года, это сокращает поглощение влаги на 40–60 процентов. Это означает, что грибок будет развиваться на такой древесине менее интенсивно, а древесные жуки-древоточцы обходят её стороной. После обработки древесина получает класс долговечности 1, что ставит её в один ряд с дорогостоящими тропическими твёрдыми породами, такими как ипе. Что касается твёрдости, термомодифицированный ясень набирает около 1320 баллов по шкале Янки. Для сравнения, обычная пропитанная под давлением сосна достигает всего около 1050 баллов. Довольно впечатляюще для материала, который изначально выглядел как обычный ясень.

Сравнение срока службы с необработанной древесиной и данные о реальной производительности

Доска из обычного ясеня, как правило, начинает разрушаться спустя 5–7 лет при наружном использовании, но термомодификация полностью меняет ситуацию. Исследования 2024 года, проведённые на основе реальных объектов у побережья Флориды и в горных курортах, показывают, что обработанный ясень может служить более 25 лет без потери прочности. Цифры становятся ещё более интересными при рассмотрении затрат на замену. Исследование Института Понемона 2023 года выявило довольно значимый факт: замена деревянных настилов стандартной древесины обходится примерно в 740 000 долларов США на каждые 10 000 квадратных футов за двадцать лет. Термомодифицированный ясень снижает эту сумму всего до 210 000 долларов. Это означает экономию порядка трёх четвертей расходов, которые иначе были бы потрачены на замену обычной древесины.

Стабильность размеров и структурные характеристики в условиях открытого воздуха

Устойчивость к короблению, растрескиванию и расщеплению при колебаниях влажности

Когда древесина подвергается термической модификации, ясеневая древесина становится значительно более стабильной по размерам, поскольку процесс уменьшает её способность поглощать влагу примерно наполовину. Это происходит при нагревании древесины до очень высоких температур, как описано в исследовании, опубликованном в прошлом году в журнале Frontiers in Materials. Фактически изменяется содержание гемицеллюлозы, которая разрушается в ходе этой термообработки. В древесные волокна проникает меньше влаги, поэтому при изменениях уровня влажности окружающей среды расширение и сжатие происходят в меньшей степени. На это утверждение есть и подтверждение из практики. Анализируя установки настилов вдоль побережья в 2023 году, исследователи обнаружили, что доски из термически обработанного ясеня меняли свои размеры в течение сезона лишь на 70 процентов меньше по сравнению с обычной необработанной древесиной. И после трёх полных лет эксплуатации ни одна из этих досок не показала трещин или расслоений, что весьма впечатляет, учитывая, насколько агрессивным может быть солёный воздух для материалов со временем.

Такая стабилизированная клеточная структура устойчива к трещинам от напряжения, что делает её идеальной для регионов с частыми циклами увлажнения и высыхания.

Долгосрочная конструкционная целостность в условиях интенсивного движения и открытых сред

В областях с интенсивным движением, таких как общественные набережные, термомодифицированный ясень сохраняет 90–95 % своей несущей способности после пяти лет испытаний на ускоренный износ, имитирующих более чем десятилетнее использование пешеходами. Его плотность увеличивается на 15–20 % после обработки, обеспечивая лучшую устойчивость к поверхностному вдавливанию по сравнению с кедром или красным деревом в испытаниях на удар ASTM D7032.

Однонаправленная термическая модификация выравнивает полимеры лигнина вдоль волокон, повышая устойчивость к боковым нагрузкам. При монтаже с надлежащей вентиляцией и правильным шагом крепежа, величина прогиба на 40 % ниже, чем у обычных твердых пород древесины, в консольных секциях настила.

Износостойкость и реальные эксплуатационные характеристики в местах с интенсивным движением

Практические примеры: термомодифицированный ясень в общественных пешеходных дорожках и коммерческих настилах

Исследователи в течение трех лет отслеживали, как термически обработанная зола себя проявляет в прибрежных пешеходных дорожках, и обнаружили, что износ составил менее 1,2 мм, даже при ежедневном движении более чем 15 000 человек. Такая долговечность ставит её в один ряд с древесиной кумару, которая известна своей прочностью. Города в Скандинавии также начали использовать этот материал в паромных терминалах. По истечении пяти лет большинство таких настилов сохраняют около 87 % своей первоначальной прочности. Единственное обслуживание, которое требуется — это быстрая уборка один раз в год. Довольно впечатляюще, если учесть постоянную нагрузку от множества ног и колёсиков сумок, проезжающих по поверхности. Неудивительно, что из этих покрытий почти не вылетают занозы.

Твёрдость поверхности и устойчивость к износу настила из термически модифицированного ясеня

Термическая модификация увеличивает твёрдость ясеня по шкале Янки с 1320 фунтов до 1540 фунтов, превышая твёрдость белого дуба (1360 фунтов). Такая повышенная плотность поверхности значительно улучшает устойчивость к износу:

• Вмятина от каблука составляет 0,15 мм по сравнению с 0,28 мм у необработанного ясеня по ASTM D1037
• Потеря массы после 10 000 циклов испытания на истирание по методу Табера составляет 12 %, по сравнению с 22 % у необработанных образцов

Полевые данные с террас ресторанов показывают, что 92 % досок из термомодифицированного ясеня сохраняют коэффициент скольжения класса А после трёх лет эксплуатации в коммерческих условиях, в то время как у сосны, обработанной под давлением, этот показатель составляет 68 % при аналогичных условиях

Атмосферостойкость, устойчивость к УФ-излучению и долговечность внешнего вида

Стабильность цвета и разрушение поверхности при длительном воздействии ультрафиолетового излучения

Термически обработанная древесина ясеня выцветает примерно на 72 % медленнее по сравнению с обычной твердой древесиной при воздействии 2000 часов имитированных внешних условий (Институт стабильности материалов, 2023). Во время этого процесса происходит довольно интересная вещь: тепло создает на поверхности дерева устойчивые полимерные структуры, которые не разрушаются под действием солнечного света. Это означает, что мебель из такого материала сохраняет привлекательный вид даже в местах, где солнце светит весь день. Традиционные деревянные покрытия требуют обновления каждые год или около того, но при таком способе модификации домовладельцы могут рассчитывать на то, что их террасы и уличная мебель будут долго оставаться в хорошем состоянии. Некоторые исследования устойчивых к УФ-излучению материалов показывают, что потребность в обслуживании снижается на 60–80 % в течение десяти лет, что логично, учитывая высокую прочность такой обработанной древесины.

Естественное поведение при атмосферном старении в условиях открытого воздуха

Анализ 14 различных прибрежных установок показывает, что термически обработанная древесина ясеня приобретает приятный однородный серебристо-серый цвет примерно за 18–24 месяца. В течение пяти лет мы не наблюдали никаких структурных проблем, таких как растрескивание или расслоение. Характер старения этой древесины существенно отличается от обычного необработанного ясеня. Образцы без обработки демонстрировали примерно в три раза больше поверхностных трещин в аналогичных условиях. Исследования показали, что такие модифицированные доски также способны выдерживать значительные изменения уровня влажности. Они сохраняют устойчивость даже при колебаниях влажности до 85 %, что делает их идеальными для напольных покрытий на открытых террасах около бассейнов или на прибрежных участках, где контроль влажности всегда является проблемой.

Термомодифицированный ясень против Ипе: устойчивая альтернатива для наружных настилов?

Сравнение эксплуатационных характеристик с тропическими твердыми породами дерева, такими как Ипе

Термически модифицированная древесина ясеня соответствует ипе по прочности на сжатие (12 500 psi) и превосходит её по стабильности размеров, демонстрируя на 34 % меньшее изменение геометрии в условиях, имитирующих муссон. После обработки её равновесное содержание влаги снижается ниже 6 %, что уменьшает коробление во влажном климате. При этом она весит на 18 % меньше, чем ипе, что облегчает транспортировку и монтаж.

Экономическая эффективность и экологические преимущества термообработанного ясеня

Термомодифицированный ясень поставляется прямо отсюда, из Северной Америки, поэтому он снижает экологические последствия и сложности, связанные с доставкой тропических твердых пород древесины со всего мира. Если взглянуть на общую картину цепочек поставок, то термоясень в конечном итоге обходится примерно на 25–40 процентов дешевле, чем древесина ипе, если учесть все затраты на обслуживание и необходимость замены в течение примерно 25 лет. И не стоит забывать, что ипе в настоящее время находится под защитой CITES Приложения II, поскольку леса вырубаются до голого основания. Это делает термомодифицированный ясень отличным выбором для тех, кто ищет материал, сертифицированный FSC. Кроме того, он также соответствует всем требованиям стандартов LEED и обладает надежными эксплуатационными характеристиками, которые никого не разочаруют.