Gỗ biến tính là gì? Ưu nhược điểm và ứng dụng

Gỗ biến tính (Thermowood) là loại gỗ tự nhiên được xử lý bằng nhiệt độ cao trong môi trường không có oxy, nhằm thay đổi các đặc tính vật lý và hóa học của gỗ. Gỗ biến tính có độ bền và khả năng chống thấm nước vượt trội so với các loại gỗ thông thường. Vì vậy, loại gỗ này được ứng dụng trong nhiều hạng mục nội thất và ngoại thất như sàn nhà, trần, mái hiên,... và công trình yêu cầu vật liệu chất lượng cao.

Trong bài viết này, An Cường sẽ cung cấp thông tin toàn diện về gỗ biến tính, từ khái niệm, nguồn gốc, thông số kỹ thuật, quy trình sản xuất đến các ứng dụng thực tế trong thi công nội ngoại thất. Những kiến thức này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về loại vật liệu tiên tiến này và đưa ra quyết định đúng đắn cho dự án của mình.

Gỗ biến tính là gì?

Gỗ biến tính (còn gọi là gỗ gia nhiệt, gỗ thermo) là gỗ tự nhiên nguyên khối được xử lý bằng phương pháp biến đổi nhiệt dưới áp lực và hơi nước cao nhằm thay đổi cấu trúc sinh học và cải thiện các đặc tính vốn có của gỗ. Quá trình này diễn ra trong các buồng xử lý nhiệt đặc biệt, nơi nhiệt độ được duy trì ổn định trong khoảng 180 - 220°C tùy loại gỗ.

Mục tiêu chính của quá trình biến tính là giảm độ ẩm của gỗ xuống gần 0% trong giai đoạn gia nhiệt, sau đó điều hòa để độ ẩm cuối cùng của sản phẩm ổn định ở mức 4 - 6%. Quá trình này giúp tăng tính ổn định kích thước, hạn chế cong vênh, mối mọt và tăng độ bền màu cho gỗ. Gỗ biến tính sau khi được xử lý nhiệt sẽ có màu sắc đậm hơn so với gỗ tự nhiên, đây cũng là đặc điểm nhận biết dễ dàng nhất giúp phân biệt gỗ biến tính và các loại gỗ khác.

Gỗ biến tính bắt nguồn từ đâu?

Từ thời cổ đại, con người đã biết ứng dụng các phương pháp đơn giản như làm khô, nhuộm, hun khói hay ngâm dầu để bảo quản gỗ, chống mục và nứt nẻ. Người Ai Cập và người Hy Lạp cổ bảo quản gỗ bằng phơi khô và xử lý với dầu tự nhiên. Còn người Nhật Bản đã phát minh kỹ thuật "Shou Sugi Ban" sử dụng phương pháp đốt bề mặt gỗ để tăng khả năng chống mối mọt và chống ẩm.

Đến năm 1915, những nghiên cứu khoa học đầu tiên về biến tính gỗ bằng nhiệt được ghi nhận do Harry Tiemann tại Phòng Thí nghiệm Sản phẩm Rừng (Forest Products Laboratory), Madison, Wisconsin, Mỹ. Gỗ được đốt nóng trong hơi nước siêu nhiệt ở 150°C, giúp giảm tính hút ẩm và tăng độ ổn định cho gỗ.

Đến năm 1930, các nhà khoa học người Đức là Stamm và Hansen thực hiện những nghiên cứu tiên phong về xử lý gỗ bằng nhiệt và áp suất cao để thay đổi các đặc tính vật lý và hóa học của gỗ tự nhiên nhằm tăng độ bền, khả năng chống nước, chống mối mọt và giảm co ngót. Trong những năm tiếp theo, nghiên cứu này được nối tiếp và phát triển bởi nhiều nhà khoa học khác như Bavendam, Runkel và Buro, giúp mở rộng hiểu biết về phản ứng của gỗ với nhiệt độ và áp suất, từ đó tối ưu quá trình xử lý gỗ.

Bước ngoặt lớn nhất diễn ra vào đầu những năm 1990, khi Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật VTT của Phần Lan tiến hành cải tiến, thương mại hóa công nghệ Thermowood, một phương pháp xử lý nhiệt hiện đại giúp gỗ cải thiện thêm các đặc tính, thân thiện với môi trường hơn do không dùng hóa chất độc hại. Từ đó đưa việc sản xuất gỗ biến tính đạt quy mô công nghiệp và được ứng dụng rộng rãi cho đến ngày nay.

Thông số kỹ thuật của gỗ biến tính

Gỗ biến tính sở hữu những thông số kỹ thuật đặc trưng giúp nó trở thành vật liệu ưu việt trong xây dựng và nội thất. Trong số các thông số kỹ thuật, tỷ trọng và độ ẩm là hai chỉ số quan trọng, ảnh hưởng lớn đến độ bền và tuổi thọ của tấm gỗ. 4 thông số kỹ thuật phổ biến của gỗ biến tính bao gồm:

• • Tỷ trọng trung bình: 350 - 650 kg/m³
  • Độ ẩm: 4% - 6%
  • Độ dày phổ biến: 20, 22, 26mm
  • Kích thước phổ biến: 120 x 3000mm, 130 x 3000mm, 140 x 3000mm

Các chỉ số của gỗ biến tính không cố định và thường thay đổi tùy vào nhà sản xuất khác nhau.

Gỗ biến tính có ưu điểm gì?

Gỗ biến tính nổi bật với nhiều ưu điểm vượt trội như khả năng chống ẩm, cứng cáp, tuổi thọ cao, có khả năng cách âm, cách nhiệt tốt và an toàn cho sức khỏe người dùng. Cụ thể:

• • Chịu ẩm tốt: Quá trình xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao khiến các nhóm hydroxyl (–OH) là các nhóm giữ nước có trong Cellulose, Hemicellulose và Lignin trong gỗ giảm mạnh. Từ đó làm giảm khả năng hấp thụ nước, giúp gỗ chịu ẩm tốt hơn và ít bị ảnh hưởng bởi thay đổi độ ẩm.
  • Hạn chế mối mọt, nấm mốc: Quá trình xử lý nhiệt làm phân hủy Hemicellulose (một dạng đường) trong gỗ, vốn là nguồn thức ăn chính của mối mọt và nấm mốc. Việc loại bỏ nguồn dinh dưỡng này khiến gỗ biến tính không còn là môi trường sống lý tưởng cho các vi sinh vật gây hại.
  • Độ cứng cao, chống cong vênh, co ngót: Quá trình biến tính của gỗ làm thay đổi cấu trúc Lignin và Cellulose, tạo ra gỗ có độ ổn định kích thước cao. Khả năng hấp thụ hơi nước kém giúp gỗ biến tính hạn chế hiện tượng cong vênh và co ngót theo mùa.
  • Tính thẩm mỹ và tuổi thọ cao: Gỗ biến tính có màu sắc đậm đà, đồng đều, vân gỗ rõ nét, tạo vẻ đẹp sang trọng cho không gian nội thất. Quá trình gia nhiệt cao cũng làm phân hủy các hợp chất dễ bị oxy hóa trong gỗ biến tính, giúp gỗ giữ màu lâu dài và có tuổi thọ cao hơn so với gỗ thông thường.
  • Khả năng cách nhiệt tốt: Nhờ sự thay đổi trong cấu trúc, gỗ biến tính có khả năng cách nhiệt tốt hơn gỗ thông thường, phù hợp cho các công trình yêu cầu tiêu chuẩn cao về nhiệt.
  • An toàn cho sức khỏe người dùng: Quá trình sản xuất gỗ biến tính chỉ dùng nhiệt và hơi nước, không sử dụng hóa chất độc hại nên rất an toàn cho người sử dụng.

Gỗ biến tính có nhược điểm gì?

Bên cạnh những ưu điểm vượt trội, gỗ biến tính cũng tồn tại một số nhược điểm cần lưu ý khi sử dụng:

• • Khả năng bám đinh vít kém: Do cấu trúc sợi gỗ bị thay đổi sau quá trình xử lý nhiệt, khả năng bám giữ đinh vít của gỗ biến tính thấp hơn so với gỗ thông thường, đòi hỏi kỹ thuật thi công chuyên nghiệp.
  • Khả năng uốn cong hạn chế: Quá trình biến tính làm mất đi đặc tính dẻo dai của gỗ tự nhiên, khiến gỗ biến tính trở nên cứng và giòn hơn, hạn chế khả năng uốn cong và tạo hình phức tạp.
  • Giá thành cao: Chi phí sản xuất gỗ biến tính cao do quy trình phức tạp, đòi hỏi thiết bị và công nghệ hiện đại, làm giá thành sản phẩm cao hơn so với gỗ thông thường.

Gỗ biến tính được sản xuất như thế nào?

Quá trình sản xuất gỗ biến tính không sử dụng hóa chất độc hại, chỉ dùng nhiệt và hơi nước để thay đổi cấu trúc tự nhiên của gỗ. Quy trình gồm 3 giai đoạn chính gồm:

Sấy khô

Gỗ tự nhiên (thường là gỗ thông, tần bì, sồi) được đưa vào lò sấy chuyên dụng. Nhiệt độ tăng dần từ 40 - 50°C lên 100°C, sau đó tiếp tục tăng đến 130°C. Quá trình sấy khô diễn ra từ từ để tránh làm cong vênh, biến dạng gỗ. Giai đoạn này giúp loại bỏ gần như hoàn toàn độ ẩm trong gỗ, chuẩn bị cho bước xử lý nhiệt tiếp theo. Thời gian sấy khô thường kéo dài 12 - 24 giờ tùy theo kích thước và loại gỗ.

Xử lý nhiệt (Gia nhiệt)

Gỗ sau khi sấy khô tiếp tục được nung ở nhiệt độ cao từ 180°C đến 220°C tùy loại gỗ và mục đích sử dụng. Quá trình này diễn ra trong môi trường yếm khí hoặc môi trường hơi nước bão hòa để tránh gỗ bị cháy. Nhiệt độ được giữ ổn định trong khoảng 2 - 3 giờ. Ở mức nhiệt này, cấu trúc hóa học của cellulose, lignin và hemicellulose trong gỗ bị biến đổi, giúp tăng độ bền, khả năng chống nước, mối mọt và ổn định kích thước.

Làm mát và điều hòa

Sau khi xử lý nhiệt, gỗ được làm nguội từ từ, thường bằng phun sương hoặc hơi nước, để tránh sốc nhiệt và giữ nguyên cấu trúc gỗ. Nhiệt độ giảm xuống khoảng 80 - 90°C, đồng thời độ ẩm của gỗ được điều chỉnh về mức 4 - 6% tiêu chuẩn. Gỗ sau biến tính có màu sắc đậm, đồng đều, bền màu hơn. Quy trình này có thể được điều chỉnh tùy theo loại gỗ, mục đích sử dụng và tiêu chuẩn của từng nhà sản xuất, nhưng luôn tuân thủ nguyên tắc xử lý nhiệt độ cao, môi trường yếm khí hoặc hơi nước và kiểm soát độ ẩm chặt chẽ.

Ứng dụng của gỗ biến tính

Với những đặc tính vượt trội, gỗ biến tính được ứng dụng rộng rãi trong cả thi công nội thất và ngoại thất.

Ứng dụng trong thi công nội thất

Gỗ biến tính ngày càng được ưa chuộng trong thi công nội thất cao cấp nhờ khả năng chịu ẩm tốt và tính thẩm mỹ cao. Các ứng dụng chính trong nội thất bao gồm:

• • Sàn gỗ: Gỗ biến tính được dùng làm sàn nhà nhờ khả năng chống cong vênh, chịu lực tốt và chịu nhiệt, chịu ẩm cao, đặc biệt phù hợp cho các khu vực có độ ẩm cao.
  • Ốp tường, trần: Được sử dụng để ốp tường, trần nhà, tạo điểm nhấn thẩm mỹ với màu sắc đậm, vân gỗ tự nhiên sang trọng, ổn định màu lâu dài.
  • Đồ nội thất: Làm bàn, ghế, tủ bếp, kệ sách, tủ quần áo, giường ngủ, cầu thang, vách ngăn nhờ độ bền cao và an toàn cho sức khỏe, phù hợp với các thiết kế dạng thẳng, phẳng.

Ứng dụng trong thi công ngoại thất

Gỗ biến tính thể hiện ưu thế vượt trội trong các ứng dụng ngoại thất nhờ khả năng chống chịu thời tiết tốt. Các ứng dụng chính gồm:

• • Sàn ngoài trời: Lát sàn sân vườn, ban công, lối đi, khu vực hồ bơi nhờ ưu điểm chống ẩm, chịu nhiệt và bền màu dưới tác động thời tiết.
  • Cửa, cửa sổ, mái hiên: Ứng dụng làm cửa ra vào, cửa sổ, mái hiên ngoài trời – nơi yêu cầu vật liệu chịu ẩm, không cong vênh hay mục nát.
  • Đồ nội thất ngoài trời: Sản xuất bàn ghế, ghế băng, xích đu, chòi nghỉ cho không gian sân vườn, quán cà phê, khu nghỉ dưỡng.
  • Công trình lớn: Dùng trong các dự án xây dựng bền vững như cầu gỗ, khu nghỉ dưỡng, công trình kiến trúc xanh nhờ tuổi thọ cao và thân thiện môi trường.

Nên chọn gỗ biến tính hay gỗ công nghiệp?

Gỗ biến tính là gỗ tự nhiên nguyên khối được xử lý nhiệt, trong khi gỗ công nghiệp được tạo từ gỗ vụn, bột gỗ ép với keo. Sự khác biệt về nguồn gốc nguyên liệu, phương pháp sản xuất khiến 2 loại gỗ này có nhiều tính năng và ứng dụng riêng biệt. Việc chọn lựa loại gỗ nào sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như yêu cầu thi công cụ thể, điều kiện môi trường sử dụng và ngân sách đầu tư. Để hiểu rõ hơn sự khác biệt, bảng so sánh chi tiết dưới đây sẽ giúp bạn đưa ra quyết định phù hợp:

Tiêu chí	Gỗ biến tính	Gỗ công nghiệp (MDF, HDF...)
Nguồn gốc	Gỗ tự nhiên xử lý nhiệt	Gỗ vụn, bột gỗ, dăm gỗ ép với keo và hóa chất
Khả năng chống ẩm	Rất cao, chống cong vênh, mối mọt tốt	Trung bình đến cao, gỗ công nghiệp lõi xanh có khả năng chống ẩm, chống cong vênh tốt hơn.
Độ bền cơ học	Rất cao do được làm từ gỗ nguyên khối đặc chắc	Trung bình đến cao, tùy tỷ trọng từng loại ván
Độ ổn định	Rất tốt, ít co ngót, giãn nở	Trung bình, dễ co ngót, giãn nở khi tiếp xúc trực tiếp với nước
Màu sắc	Nâu tự nhiên, sang trọng	Màu sắc đa dạng nhờ lớp phủ bề mặt
Giá thành	Cao	Thấp hơn nhiều
Thân thiện môi trường	Cao. Quy trình không sử dụng hóa chất. Tính bền vững phụ thuộc vào nguồn gốc gỗ có được chứng nhận quản lý rừng bền vững (FSC/PEFC) hay không.	Trung bình. Tận dụng được nguồn gỗ vụn nhưng quy trình sản xuất có sử dụng keo và hóa chất, có thể phát thải VOCs. Mức độ thân thiện phụ thuộc vào loại keo đạt tiêu chuẩn phát thải (E0, E1)
An toàn với người sử dụng	Cao, không dùng hóa chất	Trung bình đến cao nếu mua sản phẩm chính hãng
Khả năng gia công	Khó, yêu cầu kỹ thuật cao	Dễ, có khả năng tạo hình linh hoạt
Ứng dụng	Nội thất, ngoại thất cao cấp, sàn ngoài trời, công trình lớn	Nội thất phổ thông, tủ bếp, tủ áo, bàn ghế, vách ngăn

Tóm lại, gỗ biến tính và gỗ công nghiệp đều có những ưu nhược điểm và tính ứng dụng riêng. Bạn nên chọn gỗ biến tính khi dự án yêu cầu độ bền cao, chịu ẩm tốt, sử dụng ngoài trời hoặc môi trường khắc nghiệt, và ngân sách đầu tư cao. Chọn gỗ công nghiệp khi cần tính kinh tế, đa dạng mẫu mã, dễ gia công và ứng dụng nội thất phổ thông. Nếu bạn quan tâm đến gỗ công nghiệp chất lượng cao, An Cường cung cấp đa dạng các loại ván gỗ công nghiệp đạt tiêu chuẩn quốc tế, phù hợp cho mọi dự án nội thất từ phổ thông đến cao cấp.

Bài viết trên đã cung cấp đến bạn thông tin chi tiết về gỗ biến tính, từ khái niệm, nguồn gốc, thông số kỹ thuật, ưu nhược điểm, quy trình sản xuất đến ứng dụng của gỗ biến tính. Mặc dù có giá thành cao hơn gỗ thông thường, nhưng tuổi thọ lâu dài và khả năng ứng dụng đa dạng trong cả nội thất và ngoại thất khiến gỗ biến tính trở thành lựa chọn đáng cân nhắc cho các dự án cao cấp. Tùy vào yêu cầu cụ thể và ngân sách, bạn có thể lựa chọn giữa gỗ biến tính và gỗ công nghiệp để đạt hiệu quả tối ưu. Để được tư vấn chi tiết về các loại vật liệu gỗ phù hợp cho dự án của bạn, hãy liên hệ với An Cường qua hotline hoặc website chính thức.