Как нормализовать дерево


Стабилизация древесины в домашних условиях: инструкция, составы

Среди технологий обработки древесины одним из наиболее интересных и увлекательных моментов является придание заготовке прочности и стойкости к негативным воздействиям окружающей среды. Традиционно в домашних условиях применяется несколько вариантов обработки – нанесение защитного слоя и пропитка консервационными рецептурами. Но как показывает практика, такие методы не дают большого эффекта, через 2-3 года приходится исправлять дефекты покрытия и заново делать обработку. Такое положение дел часто подталкивает к поиску новых решений проблемы защиты изделий из дерева, например, такого метода как стабилизация древесины в домашних условиях.

Что такое стабилизация древесины

В процессе механической обработки древесины используются разные приемы и методы – пиление, строгание, шлифовка, резьба. Во время всех этих работ происходит нарушение природного порядка расположения волокон. Часть волокон раскрывается по всей длине, часть нарушается в поперечном разрезе. В итоге после всех манипуляций получается изделие нужной формы. Но вместе с получением нужной формы, само дерево становится еще более не защищенным к внешнему воздействию. Обработанные волокна по-прежнему сохранят способность впитывать влагу, что чревато развитием грибковых инфекций и гнили.

Изменить такое положение дел можно, только прибегнув к применению технологии стабилизации или обработке дерева специальным составом способным проникнуть глубоко в поры и буквально закупорить поры. Процесс стабилизации древесины по своему характеру носит комплексный характер. В процессе стабилизации дерево приобретает не только качества, повышающие его прочность и твердость, но и более интересный внешний вид.

Основные цели стабилизации

Несмотря на трудоемкость процесса и довольно долгое время, которое будет потрачено на стабилизацию, результат позволит обеспечить легкость обработки заготовки. Так, в процессе обработки специальные составы позволяют добиться следующих свойств материала:

Способы стабилизации

Сегодня для работы в домашних условиях применяются такие же методы как для обработки древесины на промышленных установках. Сам процесс условно можно разделить на два этапа. Первый этап называется пропиткой и заключается в насыщении волокон специальным составом. Во время пропитки происходит вытеснение воздуха в целлюлозных трубках и замена его полимерным составом. Второй этап заключается в полимеризации состава, вследствие чего изменяются качества волокон дерева.

Для применения того или иного метода стабилизации выбирается оптимальный состав веществ и технология проведения работ. В домашних условиях чаще всего применяются следующие методы обработки дерева:

Полимеризация веществ происходит по-разному – для одних достаточно высыхания при обычной температуре, для других этот процесс обязательно должен происходить при повышенной температуре или под воздействием других факторов, например, ультрафиолета.

Стабилизирующие составы для дерева

Для достижения нужного результата в домашних условиях используется несколько типов веществ для стабилизации древесины. Условно можно провести классификацию по нескольким признакам, например, по происхождению веществ или по способу их применения. Если за основу брать классификацию по типу происхождения веществ для стабилизации, то классификация будет иметь следующий вид:

По своему составу пропитки могут быть – однокомпонентные и многокомпонентные. Например, препарат «Буравид» представляет собой однокомпонентный раствор полимера, который не требует дополнительной подготовки перед применением. А эпоксидная смола представляет собой двухкомпонентный состав – саму смолу и отвердитель, без которого процесс полимеризации не происходит.

Полимерные составы

Современные полиэфирные масла чаще всего применяются для изготовления полимерных пропиток дерева. Эти составы на основе однокомпонентных масел позволяют обеспечить стабилизацию древесины с глубоким проникновением и надежной фиксацией. Большинство составов используют технологии вакуумной пропитки и обработки давлением с последующей термической полимеризацией при температуре 100-150 градусов.

В процессе пропитки применяются жидкие составы полимеров, а во время термической обработки полимер изменяет свое физическое состояние по всей глубине структуры дерева. Среди наиболее популярных сегодня составов для стабилизации древесины в домашних условиях можно рекомендовать «Анакрол-90», «100терм», «Буравид», «Пентакрил».

Пошаговая инструкция по стабилизации древесины

Наглядно представить процесс стабилизации древесины в домашних условиях поможет пошаговая инструкция метода вакуумной пропитки с последующей термической полимеризацией. Это один из самых сложных процессов, требующих наличия специального оборудования – вакуумной камеры. Но, несмотря на кажущуюся сложность, все работы можно проводить в условиях домашней мастерской, при этом получать довольно высокий результат обработки заготовок.

Для работы здесь используется доступный полимерный материал «Буравид», а вакуумная камера используется обычный компрессор от бытового холодильника, так что собрать такой агрегат можно самостоятельно.

Для работы отобраны два бруска березы, материал предварительно прошел небольшую обработку – выровнены грани и сделана фаска. Сушка осуществлялась при нормальной комнатной температуре.

Для работы используется пропитка «Буравид», полимерное средство готовое к применению.

Образцы помещаются в емкость и заливаются пропиткой.

Чтобы пропитка проходила равномерно бруски прижимаются грузом, в данном случае используется гайка от баллона.

Для получения приятного оттенка можно использовать специальный краситель пигмент, но в данном случае обработка будет осуществляться без красителя, чтобы ясно понимать, как изменится цвет дерева только под действием полимера.

Еще до помещения емкости в вакуумную камеру начинается процесс замещения воздуха полимером – на рисунке видно, как из березового сувеля начинают отходить пузырьки воздуха.

Емкость помещают в вакуумную камеру. После закрытия крышки включается компрессор и в камере создается разреженное пространство.

Через смотровое стекло камеры видно, воздух пузырьками покидает древесину.

Спустя 72 часа бруски извлекаются из камеры. Такой вид имеет березовый сувель.

А такой вид имеет доска из обычной березы.

Следующий этап – запекание полимера при температуре 100 градусов.

Чтобы не допустить реакции пропитки и горячего воздуха необходимо сделать защитное покрытие. Для этого берется пищевая пленка, поверх которой бруски оборачиваются алюминиевой фольгой.

Упаковка ставится в металлический лоток и ставится на 1 час в прогретую до 100 градусов газовую духовку.

Такой вид приобрел брусок березы.

А это березовый сувель. На поверхности появились видимые трещины в местах где волокна имели слабую плотность. Трещины в дальнейшем можно заделать эпоксидным составом. Но там, где волокна изначально имели высокую плотность, полимеризованный состав «Буровида» придал материалу высокую плотность и прочность.

До начала работ брусок березы весил 101 грамм, а после полимеризации его вес стал равняться 194,5 граммам. Березовый сувель до стабилизации весил 225 грамм, а после полимеризации смолы стал весить 335,1 грамм.

Применение стабилизированной древесины

Процесс стабилизации древесины позволяет существенно упростить создание многих предметов имеющих деревянные вставки и элементы. На практике использование стабилизации дает возможность применять мягкие сорта  древесины для изготовления рукоятей инструмента. Из такого материала получаются удобные ручки для напильников, рукояти резцов и стамесок они не боятся ударов, да и служат они намного дольше, чем ручки из мягких пород дерева. Стабилизированная древесина отлично подходит и для изготовления ножей. Деревянные накладки получаются прочными и удобными.

Приемы стабилизации используются и мастерами оружейниками – из стабилизированного дерева получаются отличные ложе и приклады для ружей. А еще, стабилизацию часто применяют мастера моделисты, именно из такого материала получаются модели парусников и исторических кораблей.

Незаменима технология стабилизации дерева и для мастеров мебельного дела, в такой пропитке нуждаются практически все детали мебели из натуральной древесины. Благодаря стабилизации изделия служат намного дольше, ведь дерево, пропитанное полимерной смолой не подвержено короблению и изменению формы.

эпоксидная смола, вакуумная камера, жидкое стекло и другие составы и способы

Древесина – один из самых востребованных строительных и декоративных материалов. Однако некоторые сферы применения требуют более высоких эксплуатационных параметров материала. Это касается прочности и стойкости к негативному внешнему воздействию.

Чтобы улучшить основные параметры материала, существуют специальные технологии обработки, одной из которых является стабилизация древесины. Она позволяет создавать прочные, практичные и привлекательные материалы с уникальными характеристиками.

Не забудь поделиться с друзьями!

Содержание статьи

Преимущества процедуры

Стабилизация – это особый вид обработки древесины, который предусматривает безопасное заполнение пор защитными составами.

Основная ее цель заключается в поддержании декоративных свойств дерева с повышением показателей прочности, твердости и стойкости к внешним факторам. Подобный эффект достигается за счет использования специальных составов, которые обладают способностью к полимеризации.

Это достаточно трудоемкий и ответственный процесс, к организации которого необходимо подходить со всей ответственностью и соблюдать очередность действий в соответствии с выбранной технологией.

Благодаря консервации древесина приобретает следующие характеристики:

Способы

Технологический процесс стабилизации древесины разделен на два этапа – пропитка и полимеризация.

В зависимости от типа, размера и качества исходного сырья, а также учитывая собственные возможности и предпочтения, стабилизировать древесину можно следующими способами:

  1. Холодная пропитка. Самый доступный способ стабилизации небольших заготовок, который предусматривает вымачивание древесины в холодном составе. Продолжительность пропитки составляет от 3 дней до 2 недель в зависимости от типа исходного сырья. В качестве консервирующих составов применяются различные масла – ореховое, тунговое, конопляное и льняное.
  2. Горячая пропитка. Сложный вариант консервации объемных изделий из древесины. Продолжительность пропитки может составлять до 2-3 дней и обеспечивает более глубокое проникновение горячих составов в древесные волокна.
  3. Обработка вакуумом. Подобный способ обработки предусматривает использование вакуумной камеры. Откачка воздуха из камеры сопровождается удалением имеющейся жидкости из деревянной заготовки, помещенной внутрь. Далее в камеру подается стабилизирующий раствор, который предназначен для заполнения открытых пор древесины.
  4. Обработка под давлением. Подобный способ схож с предыдущим, отличие заключается в том, что консервация древесины осуществляется при помощи высокого давления, а не вакуума. Деревянная заготовка помещается в емкость с жидкостью и устанавливается в камеру. Под воздействием высокого давления воздух удаляется из пор, а пустоты заполняются полимеризующимся составом.

Стабилизирующие составы для дерева

Многих мастеров, которые желают освоить технологию консервации изделий из дерева в домашних условиях, интересует главный вопрос – чем стабилизировать древесину?

Существует множество эффективных средств, которые используются для подобных целей:

Эпоксидная смола

Часто для стабилизации древесины используется эпоксидная смола. Для повышения текучести состав рекомендуется разводить спиртом. Технология стабилизации древесины защитной эпоксидной смолой аналогична той, что подходит для работы с полимерными компонентами.

Несмотря на доступность и удобство нанесения, эпоксидная смола обладает некоторыми недостатками. Главные из них: длительность полимеризации и вероятность закипания в вакуумной камере. Кроме того, подобное средство не подходит для консервации хвойной древесины.

Жидкое стекло

В процессе обработки древесины жидким стеклом на поверхности образуется тонкая защитная пленка, стойкая к воздействию других красителей. По этой причине жидкое стекло часто используется для стабилизации конструктивных элементов или декоративных изделий, которые не подлежат дальнейшей обработке защитными составами.

Жидкое стекло, или силикатный клей, обеспечивает надежную защиту от заражения плесенью, грибком и патогенными микроорганизмами. По сравнению с другими антисептическими составами оно устойчиво к повышенной влаге, ультрафиолету и высоким температурам.

Соляной раствор

Менее востребованным для стабилизации древесины является соляной раствор. Для его приготовления потребуется 1 ст. л. соли и литр холодной воды. Обработка деревянной заготовки осуществляется методом кипячения на протяжении 2-3 часов.

Многие специалисты утверждают, что подобное средство для консервации можно использовать после подготовки определенной заготовки или изделия из древесины.

Олифа

Основными компонентами олифы являются растительные масла, подвергнутые термической обработке. Предварительный нагрев масел способствует повышению их стойкости к повышенной влаге и ультрафиолету. Специальный растворитель в составе олифы увеличивает вязкость и тягучесть, что дает возможность использовать ее для приготовления шпаклевочных и грунтовочных смесей, лаков и красок.

Олифа широко используется для обработки деревянных конструкций, декоративных элементов и инструментов. Она обеспечивает надежную защиту от гниения, разрушения и деформации. Для стабилизации дерева внутри помещений лучше использовать натуральную олифу, для наружных работ подойдут композиционные и алкидные составы.

Состав для вакуумной камеры

Для вакуумной камеры используется специальный состав для стабилизации древесины. Подобная технология насыщения (импрегнация) обеспечивает глубину проникновения защитного средства от 0,3 до 5 см в зависимости от породы дерева, при этом давление в вакуумной камере может достигать 12 кг/кв. см.

Специализированное герметичное устройство имеет внушительные габариты: длина – до 15 метров, диаметр – от 0,5 до 3 метров. Оно оснащено специальным резервуаром для стабилизирующих растворов, входными клапанами, датчиками давления и управляющим блоком.

Продолжительность одного цикла насыщения может составлять от 3 до 6 часов.

Березовый сок

Не менее востребованной является консервация дерева при помощи натурального березового сока. Заготовка подвергается воздействию состава в вакуумной камере, а затем проходит сушку при температуре в 90 градусов.

Для приготовления стабилизирующего раствора в березовый сок добавляются различные красители.

Полимеры

Часто для стабилизации древесины используются современные пропитки на основе полимеров. Наиболее востребованными из них являются:

«Анакрол-90»

Полиэфирная пропитка для древесины, которая под воздействием высоких температур превращается в термореактивный полимер. Благодаря высокой прочности, стойкости к химическому воздействию и температурным изменениям состав широко используется для консервации мелких трещин и пор в древесине.

«100терм»

Прозрачный жидкий состав на основе термоотверждаемых полимерных компонентов предназначается для надежной консервации древесины. Он удобен и прост в использовании, подходит для нанесения в промышленных и домашних условиях.

«Буравид»

Прозрачный полимерный состав, включающий оптические пигменты, который предназначен для полимеризации древесины. По вязкости и плотности напоминает воду, но при температурном воздействии превращается в твердое покрытие. Обеспечивает защиту от воздействия влаги, ультрафиолета, биологического заражения, подчеркивает естественную структуру древесных волокон.

«Пентакрил»

Эмаль на алкидной основе с добавлением красителей и жирорастворимых пигментов. Предназначается для стабилизации древесины внутри и снаружи. Обработанный материал обладает уникальными свойствами полимеров, но при этом остается натуральным и безопасным, как древесина.

Нестабилизированная древесина склонна к изменению внутренней структуры и окраски, деформациям и появлению трещин. Если материал используется для внутренней декоративной отделки, тогда эта проблема особенно актуальна. Можно купить готовую стабилизированную древесину, стоимость которой будет гораздо выше, чем у необработанного материала. А можно сэкономить деньги, организовав процесс консервации собственноручно при помощи доступных защитных средств.

Для этих целей можно использовать уже готовые полимерные составы – «Пентакрил», «Анакрол 90» и другие – или приготовить их самостоятельно.

Составы для пропитки следует выбирать с небольшим запасом, ведь некоторая часть средства будет использована для проведения тестовых работ, после чего можно начинать консервацию деревянной заготовки или изделия.

Правильный выбор защитного средства для конкретной породы древесины и соблюдение этапов технологического процесса позволят получить желаемый результат.

Стабилизация древесины – материалы, особенности способов

Идеальные способы стабилизации древесины в домашних условиях и не  только

Древесина является благородным материалом, который давно применяли для изготовления различных изделий, домашнего декорирования, посуды и вещей, полезных в хозяйстве. Благородный цвет, аромат, красивый волоконный рисунок – качества дерева, которыми оно и прославилось.

Но есть большой недостаток, который нельзя списать со счетом – влага является губительной для материала, потому что наносит большой вред – приводит к расслоению волокон, деформации, разбуханию.

Предотвратить это можно при помощи стабилизации древесины.

Общие сведения

Речь идет об обработке ручным методом особыми составами. Они укрепляют волокна, делают их прочнее, крепче и долговечнее. Главное, что стабилизация надежно уберегает дерево от влаги – даже продолжительный контакт с жидкостью не наносит вреда. Дерево становится как каменное, а еще сохраняет натуральную красоту.

Что такое стабилизация древесины

Такой процесс будет представлять определенную консервацию. В древесной структуре останавливаются процессы изнутри, и изделие навечно останется таким, как во время стабилизации. Из-за высокой стоимости расходников, больших затрат времени и сложности такая процедура почти не используется в промышленных масштабах, но

прекрасно подойдет для обработки небольших по размеру изделий:

  • Поделок.
  • Предметов мебели.
  • Игрушек.
  • Предметов экстерьера/интерьера.
  • Рукоятки ножей.

Теперь немного о том, каковые цели процесса.

Основные цели

Главной задачей является сбережение древесины от негативного воздействия влаги. После пропитки волокна станут невосприимчивыми к различным жидкостям и обработке химического типа. Они не возрастут, не утратят своих характеристик эксплуатационного характера, сохранят цвет и форму. Такая процедура будет представлять собой не просто пропитку, а заполнение доступного пространства между волокнами.

Для этого применяют защитные составы, которые закупориваю поры. Стабилизация поможет повысить потребительные древесные качества. Самого лучшего эффекта можно добиться составами, которые обладают способностью полимеризации. Чаще всего для этого используют полимеры, натуральные смолы, различные масла и лакокрасочные материалы.

Свойства материала отвержденного типа

Грамотная пропитка в условиях дом помогает добиваться таких результат:

  1. Древесина получит повышенный уровень прочности.
  2. Плотность волокон увеличится – в структуре появится меньше полостей и пустот.
  3. Изделия станут невосприимчивые к внешним воздействиям, резким температурным перепадам, повышения уровня влажности воздуха.
  4. Поверхность получит устойчивость к излучения ультрафиолетовых лучей. Он не выгорит под воздействием прямых лучей солнца, и останется удивительно красивой.
  5. Поделки и предметы мебели нечувствительны к кратковременному пламенному воздействию. Сильное прогревание не приведет к деформации.
  6. Высокий уровень плотности не допустит попадания масел и различных растворителей прямо в структуру.

Несмотря на это, обработанная таким образом древесина сохранит податливость к обработке механического типа. Ее можно стачивать, распиливать, шлифовать, разрезать и полировать. Это расширит возможности для создания изделий декоративного типа.

Достоинства процедуры

Стабилизация древесины в домашних условиях, в отличие от остальных способов обработки древесины, дает возможность добиваться длительного эффекта. Покрытие лаком, например, создаст защитный слой лишь на поверхности, а заполнение пор посредством составов со свойствами полимеризации обеспечивает идеальную обработку по всей структуре, и укрепляют снаружи и изнутри. Как результат, древесина станет более защищенной от внешних факторов.

Обратите внимание, что есть еще один необычный фактор. Стабилизированный материал по своей структуре больше напоминает камень натурального происхождения. Ее рисунок на распиле похож на мрамор, и тут будет сказываться процесс заполнения пор особо выбранным средством.

Стабилизирующие составы для древесины

Добиться требуемого результата можно посредством разных составов и материалов. Одни чуть дешевле, остальные дороже. Чтобы без труда определиться с оптимальным составом, следует внимательно рассматривать все варианты.

Эпоксидная смола

Подойдет почти для всех типов древесины, исключением станут хвойные. До пропитки следует убедиться в нормальной текучести средства (от этого будет зависеть скорость и плотность заполнения пор). Добраться требуемого результата можно при помощи спиртового раствора смол, но его приготовление будет представлять собой процедуру с большой трудоемкостью. Если полимеризация будет выполнена в вакуумной камере, то появится вероятность закипания эпоксидной смолы. Это будет ее естественное свойство вместе с низким уровнем текучести.

Жидкое стекло

Его активно применяют в быту, потому что доступно по стоимости и не вызовет трудностей с применением. После обработки древесины жидким стеклом на его поверхности образуется пленка защитного типа, устойчивая к воздействию разных типов красителей.

Такой состав используется для стабилизации изделий декоративного типа, элементов конструкции, не подлежит дополнительной обработке составами защиты в будущем. Жидкое стекло будет уберегать древесины от появления грибков и плесени. Они характеризуются устойчивостью к воздействию извне, включая ультрафиолетовое излучение, повышенный уровень влаги, а также высокую температуру.

Раствор соляного типа

Самый дешевый, но менее практичный способ древесной стабилизации в домашних условиях.

Пропорции будут выглядеть таким образом:

  • 1 столовая ложка простой соли (помол не играет роли).
  • 1 литр чистой воды.

Для стабилизации следует кипятить изделие из дерева на протяжении 3 часов.

Олифа

Оптимальное решение для стабилизации поделок из древесины. Олифа содержит в составе растительные масла, которые прошли процесс термической обработки. Это будет обеспечивать повышенную устойчивостью ко влаге, а еще прямому свету солнца. Чтобы вязкость средства была достаточно для обработки дерева, в нее следует добавить растворитель.

Такой состав будет обеспечивать защиту от воздействия негативных факторов:

Если требуется стабилизировать предметы мебели и предметы декора, то стоит выбирать олифу на базе компонентов натурального происхождения. Для обработки изделий снаружи подойдут композитные и алкидные составы.

Состав для камеры вакуумного типа

Жидкость для стабилизации древесины очень важна в процессе. Такая технология хороша тем, что будет обеспечена полноценная пропитка древесины. Средства будут попадать глубоко в структуру волокон, насыщая их, и наделять защитными свойствами. При давлении в 12 кг на квадратный сантиметр способна попадать на глубину от 0.5 до 5 см. Это будет зависеть от древесной породы, ее плотности, возраста и остальных факторов. Для этого часто применяют средство «Анакрол-90», и о нем расскажем далее, а после осветим еще один состав для древесной стабилизации.

Березовый сок

Отлично подойдет для полимеризации. В березовом соке нет вредоносных компонентов, токсинов, канцерогенов, а еще безопасный в использовании. Для глубокого проникновения стоит использовать вакуумную камеру, а еще прикреплять просушкой при температуре +95 градусов. Чтоб добиться красивого эффекта, можно добавлять в сок березового дерева красители натурального происхождения. Это будет расширять возможность для стабилизации.

Полимеры

Составы полимерного типа отлично подойдет для обработки изделий из древесины, так как имеют высокую проникающую способность, а еще естественной полимеризации, которая наступает достаточно быстро. В продаже есть большое число средств, которые подойдут для такой процедуры. Мы решили рассмотреть самые эффективные.

«Анакрол-90»

Это особенный состав, который предназначен исключительно для древесной стабилизации в вакуумной камере, которую можно сделать самостоятельно, при использовании:

  • Компрессора.
  • Вакуумного насоса.
  • Манометра.
  • Пластиковые емкости.
  • Краны и трубки.

Средство представляет собой пропитку полиэфирного типа, которая способна превращаться в термореактивный полимер под воздействием высокого уровня температуры. За счет такого состава древесина станет нечувствительной к сильным ударам и воздействию факторов среды негативного типа. Вдобавок она получит устойчивость к реактивам химического типа.

«Буравид»

В данном средстве есть оптические пигменты, которые будут отвечать за процесс полимеризации дерева. «Буравид» имеет незначительную вязкость, за счет чего без труда попадает даже в самые маленькие поры. Этот состав поможет избежать биологического заражения дерева, а еще средство помогает подчеркнуть естественный волоконный рисунок, делая его более красивым и выразительным.

Технологический процесс

Такая процедура требует тщательности подготовки, к тому же следует учесть свойства подобранного средства. Способ стабилизации древесины будет напрямую зависеть от пропиточного состава. Для удобства рассмотрим самые лучшим способы полимеризации.

Поэтапная обработки древесины

Для начала нужна емкость, в которую следует полностью помещать выбранную заготовку. Ее следует заполнять посредством «Анакролома-90», чтобы изделие из древесины утопало в нем. После этого следует добавлять вакуумные условия до тех пор, пока воздушные пузырьки не перестанут появляться и выделяться в жидкости. Дальше следует оставлять заготовку в пропитке на 1/3 часа, а следом создавать избыточное давление примерно от 2 до 4 атм. На таком этапе потребуется специальный насос или компрессор.

По окончанию процедуры следует подождать полчаса, а после повторить все. Если заготовка начнет тонуть в воде, значит, в ней не останется незаполненных пор. Если всплывает, то следует снова повторять обработку «Анакролом». Последним этапом будет просушивание, которое можно произвести к обычном духовом шкафу при температуре от +91 до +101 градуса. Ля получения эффекта можно добавить цветной пигмент.

Обработка эпоксидной смолой

Такой процесс похож на описание выше, но тут потребуется учесть разницу в текучести. Эпоксидная смола будет очень вязкой по собственной структуре, и потому ее следует разбавлять при помощи спирта. Более того, полимеризация будет занимать много времени, и потому следует набираться терпения. В ходе проведения обработки древесины стоит следить за тем, чтобы смола не закипела при получения вакуума. В обратном случае, заготовка может быть испорченной, а результат станет непредсказуемым.

Масляная пропитка

Такая процедура куда проще, удобнее и экономичнее с точки зрения трат. Масло можно применять любое:

  • Ореховое.
  • Кунжутное.
  • Тунговое.
  • Льняное.

Холодная масляная пропитка очень практичная и удобная, подойдет для заготовок небольшого размера. Для этого потребуется полностью вымачивать древесину. Сложность будет заключаться в том, что процесс полимеризации займет от 3 дней до 2 недель, в зависимости от подобранной породы. Все это время заготовку следует держать погруженной в масло.

Ускорение процесса полимеризации

Иногда процесс консервации дерева отнимает достаточно много времени, но тут можно воспользоваться одной хитростью. Для начала следует тщательно высушить заготовку из древесины, и это поможет удалить излишки влаги, а открытые поры будут легче принимать состав для дальнейшей полимеризации.

Очистка состава

Если в подобранном средстве есть вкрапления, мелкий мусор или добавки, это может ухудшить полимеризацию, а также испортить заготовку, что недопустимо. По этой причине рекомендуется для начала отфильтровать состав, и для этого можно использовать обычную марлю, которая сложена в несколько раз. Это будет задерживать примеси, а на выходе получится чистое средство, которое пригодно для древесной консервации.

Изменение цвета

При добавлении красителей натурального происхождения можно получать необычные эффекты. Процесс подойдет и для чернения древесины, и для получения необычных разноцветных разводов  в структуре (не просто на поверхности). Для этого рекомендуется применение концентрированных пигментов, и прекрасным выбором будет средство под названием «Анакрол».

Поморский рецепт стабилизации древесины | Журнал Ярмарки Мастеров

У столяра есть три проблемы: дерево, руки, оснастка. Даже если опыта достаточно и все инструменты есть, плохая (неподготовленная) древесина сведет на нет все усилия.

Если дерево не стабилизировано, оно может:

а) рассохнуться;

б) покоробиться;

У мягких сортов (сосна, липа, осина) это не так критично. Поскольку изделия из этой древесины не «ответственны». Из них не делают конструкционные элементы. Конечно, потрескавшаяся ложка или оконный наличник из липы испортят настроение. Однако, подобную древесину редко используют для ответственных изделий, типа кухонный фасад или кресло. Поэтому вопрос предсказуемости дерева в готовом изделии очень важен для столяров.

Для устранения проблем коробления и растрескивания, существуют методы стабилизации древесины. Бывают простые и сложные, высокотехнологичные. Когда я зашел на страницу Федерального Института Промышленной Собственности (ФИПС), я был удивлен количеству этих самых методов. От применения концентрированных кислот, до безумного давления и температур.

В домашних условиях это бесполезно.

Ответ нашелся в прошлом. Соловецкий монастырь. Прошли века, а некоторые элементы зданий, кажется, не подвержены влиянию времени. Кровля, декоративные детали, ступени — кажется, нарушают представление о долговечности древесины.

Секрет прост — соль. Напомню, что само название островов и монастыря родилось от соли. Соло-веды.

Ведро и электрическая плитка — это все, что вам потребуется для работы.

И столовая ложка соли (около 10 гр) на 1 литр воды.

Есть разные мнения по поводу концентрации соли. И как это не прозвучит странно, я склонен к антропному принципу бытия. Что у человека, то истина. Концентрация соли в крови человека не превышает 0,9%.

Варю около 2-х часов. Критерий — пена. Как только прекратилось активное ее выделение, значит дерево готово.

Далее, заготовки нужно высушить. Желательно при комнатной температуре. Я кладу на верх «подтопка» печи, и через 2-3 дня получаю стабилизированную древесину. К слову сказать, свою первую вишню я сушил естественным способом 2 года (!?).

Как видно из последней фотографии, внешне стабилизированная и обычная древесина немного отличаются. Я специально «сварил» вишневую деревяшку наполовину.

Кромка заготовки не обработана для наглядности. Правая часть, находившаяся в рассоле, стала темнее. Пласть я зачистил и отшлифовал.

Наблюдается потемнение древесины и выравнивание цветовых оттенков. К сожалению, на фото не видно появление «перламутровости» древесины. Для меня это стало приятной неожиданностью.

Это внешне.
Что там происходит внутри, я особо не разбирался. Навскидку. Древесина — это смесь целлюлозы, лигнина и эфиросодержащих компонентов.

У хвойных пород последняя составляющая — это живица, то, из чего делают скипидар, канифоль и пр. А, например, у гренадила это масло с весьма специфическим запахом и вкусом. Некоторые гурманы добавляют опилки эбена в чай. Я пробовал. Вкус похож на китайский черный пуэр.

Так вот, понять, почему после варки древесину «отпускает» можно, если представить себе целлюлозу в качестве арматуры, а лигнин — бетона. Температура частично разрушает связь между арматурой и бетоном, и «железобетон» становится более пластичным. Снимаются внутренние напряжения. Соль в данном случае играет важную роль. Она повышает температуру кипения раствора чуть выше 100 градусов, что вполне хватает для разрушения клеточных оболочек древесины.

Итак, поморы варили в соли древесину для:

1) снятия коробления и устранения появления трещин во время и после сушки;

2) многократного (в отличие от естественной) ускорения самой сушки;

3) приобретение древесиной антисептических свойств;

4) долговечности.

Стабилизация древесины в домашних условиях: составы, технология

Данная технология позволяет создать уникальные материалы с высокими техническими и эстетическими характеристиками. Давайте выясним, как выполняется стабилизация древесины в домашних условиях, какие составы для этого понадобятся, какие технологии используют для проведения этой операции.

Процесс стабилизации: что это?

Такой вид обработки является не чем иным, как консервацией. Это консервация хотя бы уже потому, что главная цель данного процесса – сохранить максимально высокие декоративные и эстетические свойства дерева и при этом усилить показатели прочность и твердости.

Стабилизация древесины – это заполнение пор материала специальными составами, которые могут затвердевать или же имеют способность к полимеризации. В качестве пропиток для такой обработки применяются различные масла, лакокрасочные составы, полимеры, смолы.

Это достаточно сложный процесс, но если подойти к нему с максимумом ответственности и выполнять все действия, описанные в технологии, тогда есть шанс получить очень твердую древесину с удивительным рисунком.

Преимущества стабилизации

Стабилизированная древесина по своим свойствам и характеристикам значительно отличается от обыкновенного дерева. После такой обработки увеличивается плотность и твердость, улучшаются показатели устойчивости к перепадам температуры и влажности. Дополнительно данный материал приобретает еще массу других полезных свойств.

Стабилизация древесины позволяет свести на нет восприимчивость дерева к воздействию ультрафиолета. Такое полимеризированное дерево может выдерживать даже кратковременный нагрев на открытом огне, не теряя при этом своих уникальных характеристик. Этот природный материал после обработки по специальным технологиям становится непроницаемым для различных масел и органических растворителей. И, наконец, самое главное, что дает дереву процесс стабилизации, – это великолепные декоративные качества. Такая древесина значительно легче и проще обрабатывается.

Зачем стабилизируют дерево

Любые породы древесины, даже прочные и дорогие, такие как дуб или, скажем, ясень, так или иначе испытывают влияние разных разрушающих факторов и воздействий. Так, дерево часто истирается, при воздействии влаги может деформироваться, впитывает влагу или же рассыхается. Стабилизация древесины помогает сохранить и улучшить все качества дерева и предупредить его износ.

Технологии полимеризации

Для того чтобы в результате получить качественный материал, потребуется много времени, финансов и сил. Особенно сложно получить нужный температурный режим, вакуум, а также необходимый уровень давления, а ведь без соблюдения всех этих параметров стабилизация древесины становится невозможной.

На первом этапе необходимо правильно выбрать материал. Зачастую эти изделия будут в дальнейшем использованы для изготовления различных декоративных деталей, поэтому выбирать стоит только те породы, которые обладают красивой и эстетичной текстурой. Это могут быть лиственные породы дерева – береза, клен, вяз, каштан,

Далее подобранные куски необходимо пропитать различными составами. Существует несколько видов и способов пропиток. Так, для небольших тонких заготовок подойдет холодная пропитка. Также выделяют горячую пропитку - это проварка или замачивание заготовки в горячем составе. Когда эти составы нагреваются, то их консистенция меняется на более жидкую и получает лучшую проникающую способность.

Также широко применяется вакуумный метод – в домашних условиях многие используют именно его. Так, заготовка помещается в специальную камеру, из которой затем откачивают воздух. Вместе с ним из емкости выходит и воздух, содержащийся в древесине. Далее заливают составы для стабилизации древесины, которые очень легко заполнят собой все ее поры.

Еще один способ консервации древесины – это пропитка под избыточным давлением. В емкость заливают состав и туда же помещают заготовку. Затем эта емкость помещается в специальную камеру, где создается избыточное давление. В результате из заготовки выходит воздух, а раствор занимает все поры.

Далее – процесс полимеризации. Заготовка тщательно просушивается при определенных температурах. Существуют некоторые составы, которые твердеют сами. Стабилизированная древесина становится тяжелее, получает более эстетичный внешний вид и окраску, приобретает новые свойства.

Но при этом древесные волокна не меняют своих характеристик. Они являются как бы армирующими, придавая всей заготовке дорогой и благородный вид.

Стабилизация древесины "Анакролом" в домашних условиях

Это популярная технология, которую чаще всего применяют для консервации дерева в домашних условиях. Данная технология предусматривает наличие вакуумной установки. Для ее сборки необходимы емкости из пластика, краны, трубы, а также компрессор и вакуумный насос. Все это обязательно найдется в гараже у домашнего мастера. Чтобы контролировать давление, обязательно нужен манометр. Для просушки можно применить аэрогриль или же мощную печь.

Заготовкой может выступать пластина сухого дерева, пусть это будет, к примеру, тополь. Подготовленная пластина должна быть не более 30 мм в толщину, длина также не должна быть большой. В качестве пропитки будет использоваться "Анакрол-90". Размер заготовки выбран таким, чтобы его было проще пропитать.

Первым делом заготовку помещают в емкость с составом так, чтобы раствор ее полностью покрыл. Далее необходимо создать вакуум в колбе до тех пор, пока не перестанут формироваться пузырьки. Затем необходимо дать раствору настояться – это займет не более 20 минут. После этого в колбе необходимо создать избыточное давление при помощи насоса и компрессора. Уровень давления должен составить от 2 до 4 атмосфер. Затем делают перерыв в 30 минут, и далее весь процесс снова повторяется.

Повторять нужно до тех пор, пока кусок древесины не начнет тонуть. Когда планка утонула – процесс можно прекращать. Теперь осталось только просушить кусок тополя в духовке при температуре 100 градусов.

После просушки заготовка станет значительно плотнее и будет намного лучше полироваться. А если в "Анакрол-90" добавить какой-либо краситель, то можно получить уникальный рисунок. Также в продаже можно найти уже цветной состав.

Стабилизация эпоксидной смолой

Весь процесс идентичен варианту с использованием "Анакрола", однако в качестве состава будет использована эпоксидная смола, разведенная в спирте для лучшей текучести. Минус эпоксидной смолы - в том, что она очень долго полимеризуется, а в вакууме может и вовсе закипеть. Но, несмотря на все сложности и недостатки, результат превзойдет любые ожидания.

Сегодня в продаже можно найти импортный полимер для стабилизации древесины с различной текучестью. Наиболее жидкие из них отлично подойдут для этой цели.

Простой способ стабилизации

Эта технология подразумевает пропитку древесины маслом. Подойдет льняное, конопляное, ореховое, даже тунговое масло. При этом обычное подсолнечное не имеет нужных качеств. Вся технология сводится к тому, что заготовка помещается, скажем, в льняное масло на 10-14 дней. Но специалисты рекомендуют воспользоваться способом с вакуумом.

Технология стабилизации от мастеров Соловецкого монастыря

Как известно, этот монастырь отстроен из дерева. В течение веков некоторые элементы зданий монастырского блока не подверглись неблагоприятному воздействию атмосферы, влаги и времени. Некоторые детали и вовсе нарушают все законы физики. Но все оказалось очень просто – это соль.

Для того чтобы выполнить процедуру стабилизации по этому методу, понадобится вода и соль. Так, необходимо подготовить ведро воды и столовую ложку соли на каждый литр. Соль нужно растворить в воде, уложить туда заготовки и варить в течение двух часов. Когда вода перестанет выделять пену, древесина готова. Остается только высушить заготовки.

стабилизация древесины в домашних условиях своими руками, состав и что это такое, полимеры и жидкость для стабилизации

О ценности и востребованности древесины в ремонте и строительстве говорить не приходится – с этим сталкивался практически каждый. Есть такие сферы, где дерево – натуральный и прекрасный по многим характеристикам материал – нужно немного модернизировать. А точнее, усилить его эксплуатационные свойства. Одной из таких технологий преображения является стабилизация древесины.

Что это такое?

Стабилизацией называют особый вид обработки материала, при котором его поры заполняются специальными защитными составами. Прежде всего, эти действия направлены на повышение декоративных свойств дерева – на то, чтобы эти свойства как можно дольше оставались неизменными. Но одновременно с этим повышаются показатели твердости материала, а также стойкости относительно воздействия внешних факторов.

Сам процесс достаточно трудоемкий и не очень быстрый. Он требует ответственного отношения и определенных знаний. В промышленных масштабах использовать этот способ не очень рационально, а вот для мелких индивидуальных работ он во многом незаменим. Подходит стабилизация для изменения характеристик мебели, деревянных поделок и игрушек, различных интерьерных предметов, рукоятей ножей.

Изначально стабилизацией занимались, чтобы уберечь дерево от влаги. Но постепенно декоративные цели вышли на первый план. Как только стало ясно, что одним махом удается изменить и внешний вид дерева, и его эксплуатационный профиль, обработка стала использоваться активнее.

Для чего нужна?

Данная процедура меняет материал сразу в нескольких направлениях. И зачастую экономит средства и силы мастера, который мог бы добиваться этих же целей, используя сразу несколько затратных технологий. Стабилизация древесины используется для следующих целей:

Очевидно, что потребительские качества материала меняются значительно. Это не просто поверхностная пропитка, грунтовка, это заполнение максимального объема пор. Такая процедура ценна для рукоятки ножа, например, который не только постоянно взаимодействует с водой, но и находится в контакте с паром, горячими предметами и субстанциями. Древесина становится термостабилизированной, а значит, срок ее эксплуатации увеличивается.

К слову, после процедуры материал больше напоминает не дерево, а натуральный камень. Рисунок на распиле такой древесины очень схож с рисунком мрамора. И это действительно красиво.

Виды

Чаще всего дерево стабилизируют в два цвета. Это более распространено, да и результат предсказуемый. Но если двухцветная стабилизация кажется чем-то простым, применяются и технологии многоцветной стабилизации. Они более сложные, и новичкам тяжело будет справиться с этой задачей. К тому же такой вид чаще используется именно в декоративных целях, то есть не о прочности и повышении эксплуатационных свойств дерева идет речь (они не первоочередны). А вот каким именно способом добиваться изменения материала – вопрос со множеством альтернатив.

Способы стабилизации

Эффективных средств для этой цели очень много: от эпоксидной смолы до березового сока.

Холодная пропитка

Этот способ можно назвать самым доступным, используется он, когда дело имеется с небольшими деревянными заготовками. Древесина будет вымачиваться именно в холодном составе. И займет этот процесс как минимум 3 дня (а в целом может достигать 2 недель). Время вымачивания зависит от выбранного сырья. Яркий пример такого средства – льняное масло.

Особенности процесса пропитки льняным маслом таковы.

Один и тот же состав можно использовать разными способами. Так, для следующего типа пропитки (горячего) масло можно кипятить.

Горячая пропитка

Этот вариант посложнее, его чаще применяют для изменения свойств объемных деревянных изделий. Продолжительность процесса занимает 2-3 дня, проникновение будет более глубоким. Это именно выдержка или даже вываривание в горячих составах, так как именно в таком виде они более текучи.

Как следствие, полимеризация проходит эффективнее.

Вакуумная обработка

Для осуществления этого способа потребуется вакуумная камера. Откачивание воздуха из нее влечет удаление жидкости из древесины. Потом в камеру мастер подает раствор для стабилизации, он и заполняет открывшиеся поры древесины.

Обработка под давлением

Этот способ очень похож на описанный выше, но есть существенное отличие. Консервации древесины в данном случае можно добиться за счет высокого давления. Деревянную заготовку отправляют в емкость со специальным составом, устанавливают в камеру. Высокое давление помогает выгнать из пор воздух, а в пустоты проникает заранее подобранный состав для полимеризации.

Что потребуется?

Есть очень много вариантов, какой именно состав использовать. Рассмотрим самые популярные средства для полимеризации.

Солевой раствор

Соль – самое дешевое и доступное средство для стабилизации древесины. Берут столовую ложку самой обычной поваренной соли абсолютно любого помола, разводят в 1 л воды, кипятят деревянную заготовку в этом составе около 3 часов.

Не сказать, что этот вариант особенно практичен, но порой применяют и его.

Олифа

Хороший состав для стабилизации деревянных поделок. Так как в нем есть растительные масла, уже прошедшие термообработку, он обеспечивает дереву и стойкость к влаге, и бесстрашие перед лучами солнца.

А чтобы сделать вязкость олифы достаточной для работы, в нее добавляют растворитель.

Березовый сок

Экологичный стабилизатор не имеет никаких вредных компонентов в составе, за что и любим многими мастерами. Наиболее ярко проявляет он себя в вакуумной камере, впоследствии обработанное изделие требует хорошей просушки на высоких температурах.

Эпоксидная смола

Используется в отношении разных пород дерева за исключением хвойных. Еще до пропитки мастер должен удостовериться, что текучесть состава удовлетворительная. Применяют чаще спиртовой раствор смолы, правда, приготовить его самостоятельно совсем не просто.

Жидкое стекло

Это довольно востребованный бытовой раствор, который после нанесения на дерево образует на последнем нечто вроде защитной пленки. Обычно таким средством обрабатывают различные декоративные изделия из дерева.

Раствор попутно защищает предмет от грибка, гниения.

Полимерные жидкости

У этой продукции высокая проникающая способность, а естественная полимеризация наступает быстро. Среди самых популярных составов – «Анакрол-90». Он используется только в вакуумной камере. Представляет собой полиэфирную пропитку, преобразующуюся в термореактивный полимер. После такой обработки дерево теряет уязвимость перед сильными ударами и различными агрессивными внешними факторами.

Другое средство из той же серии – «100терм». Это прозрачная, средней вязкости жидкость.

«Буравид»

Полимерный продукт вынесен отдельно в силу своей высокой популярности. Это средство с оптическими пигментами, которые отвечают за полимеризацию древесины. Вязкость продукта не слишком большая, потому он проникает даже в труднодоступные места. Состав препятствует биологическому заражению деревянных изделий. А еще его любят за то, что он выгодно подчеркивает естественный рисунок древесины, показывая всю природную красоту волокон.

«Пентакрил»

Еще один полимер. В него добавляют красители и пигменты на жирорастворимой основе. Потому изделия, обработанные этим раствором, становятся выразительнее, насыщеннее.

Состав удобен для использования в домашних условиях.

О пропитке маслами уже говорилось. Помимо льняного, используются ореховое, кедровое, тунговое масла. Какой способ предпочесть – вопрос индивидуального выбора: кто-то решает обрабатывать натуральный материал только такими же натуральными продуктами, кто-то считает, что промышленный полимер без нареканий справляется со своей задачей. Но важно не только правильно выбрать состав, но и грамотно им воспользоваться.

Как сделать в домашних условиях?

Как именно своими руками превратить обычное дерево в более красивое и устойчивое, расскажут следующие инструкции.

Обработка древесины полимером «Анакрол».

Если хочется сделать дерево более эффектным, в «Анакрол-90» можно добавить краситель (цветовой пигмент). Процесс обработки дерева эпоксидной смолой схож с предыдущим, но имеется серьезная поправка на текучесть. Так как вязкость эпоксидной смолы высока, ее обычно разбавляют спиртом – такой стабилизатор работает. Но даже в этом случае полимеризация потребует времени. Когда создается вакуум, нужно следить, чтобы не кипела смола. Если она закипит, изготовление нового вида изделия может сойти на нет – эффект практически непредсказуем.

Маленькие советы:

Готовый результат – фактически мраморированное дерево, словно покрытое лаком. Лучшие качества материала сохраняются, а вот новые становятся хорошим бонусом к внешнему преображению изделия. Нужно следовать инструкциям, смотреть мастер-классы, если остались вопросы, и не пытаться в целях экономии времени упростить процесс. Например, если наносить стабилизатор кистью, ничего хорошего не выйдет: он не проникнет в поры нужным образом. Все-таки лучшая учеба на ошибках – если они чужие.

О том, как выполнить стабилизацию небольших кусков древесины в домашних условиях, вы можете узнать из видео ниже.

angular - Как набирать ветви нормализованного дерева состояний?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
  5. Advertisin
.

javascript - имеет ли смысл нормализовать / денормализовать данные с древовидной структурой при проектировании состояния ngrx?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
  5. Реклама Обратитесь к разработчикам и технологам со всего мира
  6. О компании
.

python - как нормализовать изображения с помощью среднего и стандартного значений?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
.

Как визуализировать дерево решений из случайного леса в Python с помощью Scikit-Learn | by Will Koehrsen

  1. Создайте поезд модели и извлеките: мы могли бы использовать одно дерево решений, но поскольку я часто использую случайный лес для моделирования, он используется в этом примере. (Деревья будут немного отличаться друг от друга!).
 из sklearn.ensemble import RandomForestClassifier 
model = RandomForestClassifier (n_estimators = 10) # Train
model.fit (iris.data, iris.target)
# Извлечь отдельное дерево
Estimator = model.estimators_ [5]

2. Экспорт дерева как .dot файл: Это использует функцию export_graphviz в Scikit -Учиться. Здесь есть много параметров, которые управляют внешним видом и отображаемой информацией. Взгляните на документацию для уточнения деталей.

 из sklearn.tree import export_graphviz # Экспортировать как точечный файл 
export_graphviz (Estimator_limited,
out_file = 'tree.точка ',
feature_names = iris.feature_names,
class_names = iris.target_names,
Round = True, ratio = False,
precision = 2, fill = True)

3. Преобразовать dot в png с помощью системной команды : запуск системных команд на Python может быть удобен для выполнения простых задач. Для этого требуется установка graphviz, в которую входит утилита dot. Полный список вариантов преобразования можно найти в документации.

 # Преобразовать в png 
из вызова импорта подпроцесса
call (['точка', '-Tpng', 'tree.dot', '-o', 'tree.png', '-Gdpi = 600'])

4. Визуализируйте : лучшие визуализации появляются в Jupyter Notebook. (Аналогично, вы можете использовать matplotlib для отображения изображений).

 # Отображение в jupyter notebook 
из IPython.display import Image
Image (filename = 'tree.png')

Замечания

При случайном лесу каждое дерево будет построено по-своему.Я использую эти изображения для отображения аргументов, лежащих в основе дерева решений (а затем и случайного леса), а не для конкретных деталей.

Если у вас много объектов, полезно ограничить максимальную глубину в деревьях. В противном случае вы получите массивные деревья, которые выглядят впечатляюще, но совершенно не могут быть интерпретированы! Вот полный пример с 50 функциями.

.

java - Что значит нормализовать массив?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
.

Ясно объяснено: что, почему и как применяется при масштабировании-нормализации и стандартизации | автор: Джухи Рамзай

Вы можете быть удивлены выбором изображения обложки для этого поста, но именно так мы можем понять нормализацию! Эта мощная концепция помогает нам, когда у нас есть данные, которые имеют множество функций, имеющих разные шкалы измерения, и, таким образом, оставляют нас в затруднительном положении, когда мы пытаемся извлечь понимание из таких данных или пытаемся подогнать модель на основе таких данных.

Подобно тому, как мы не можем сравнивать различные фрукты, показанные на рисунке выше, в общем масштабе, мы не можем эффективно работать с данными, имеющими слишком много масштабов.

Например: См. Изображение ниже и проследите за шкалой заработной платы по сравнению с опытом работы и уровнем диапазона. Из-за более высокого диапазона шкалы атрибута Salary он может иметь приоритет над двумя другими атрибутами при обучении модели, независимо от того, действительно ли он имеет больший вес при прогнозировании зависимой переменной.

Таким образом, на этапе предварительной обработки данных при интеллектуальном анализе данных и разработке модели (статистическое или машинное обучение) рекомендуется нормализовать все переменные, чтобы привести их к одинаковому масштабу - Если они имеют разные диапазоны .

Нормализация не требуется для каждого набора данных, вы должны проанализировать ее и убедиться, что она требуется вашим данным, и только затем продолжать включать этот шаг в свою процедуру. Кроме того, вам следует применить нормализацию, если вы не очень уверены, является ли распределение данных гауссовым / нормальным / колоколообразным по природе. Нормализация поможет уменьшить влияние негауссовских атрибутов на вашу модель.

Здесь мы поговорим о двух сценариях:

1. Ваши данные не соответствуют нормальному / гауссовскому распределению (предпочтительнее также в случае сомнений)

Нормализация данных, в этом случае, является процессом масштабирования одного или нескольких атрибутов в диапазоне от 0 до 1.Это означает, что наибольшее значение для каждого атрибута равно 1, а наименьшее - 0.

Это также известно как масштабирование Мин-Макс.

Формула масштабирования Min-Max - Источник: Wikipedia Источник: Wikipedia

2. Ваши данные соответствуют распределению по Гауссу

В этом случае нормализация может быть выполнена по формуле, описанной ниже, где mu - среднее значение, а сигма - стандартное отклонение ваша выборка / популяция.

Когда мы нормализуем с использованием стандартной оценки, как указано ниже, она также широко известна как стандартизация или Z-оценка.

Формула стандартизации / Z-оценка - Источник: Википедия Источник: Википедия

Z-оценка говорит нам, на сколько стандартных отклонений от среднего значения вашей оценки.

Например -

Как объяснялось выше, z-оценка говорит нам, где находится оценка на кривой нормального распределения.Z-оценка ноль говорит нам, что значение точно соответствует среднему / среднему , тогда как оценка +3 говорит вам, что значение намного выше среднего (вероятно, выброс)

Если вы обратитесь к моей статье о нормальных распределениях вы быстро поймете, что Z-оценка преобразует наше распределение в стандартное нормальное распределение со средним значением 0 и стандартным отклонением 1.

Давайте быстро поймем, как интерпретировать значение Z-score в терминах AUC (Площадь под кривой).

В соответствии с эмпирическим правилом, подробно рассмотренным в статье о нормальных распределениях, ссылка на которую приведена выше и также указана в конце этого сообщения, утверждается, что:

Теперь, если мы хотим взглянуть на настраиваемый диапазон и вычислить, сколько данных охватывает сегмент, тогда Z-значения приходят нам на помощь.Посмотрим как.

Например, мы хотим знать, какой процент данных покрывается (вероятность появления точки данных) между отрицательным экстремумом слева и -1SD, мы должны обратиться к таблице Z-score, указанной ниже:

Таблица Z-Score

Теперь нам нужно найти значение -1,00, и мы можем видеть на снимке ниже, что в качестве ответа на наш вопрос указано 15,8%.

Аналогично, если бы мы искали -1,25, мы получили бы значение 10.56% (-1,2 в столбце Z и совпадение в столбце 0,05 для получения -1,25)

Источник: Ссылка

Общие значения Z-оценки и их результаты из таблицы Z-оценок, которая показывает, сколько покрыто между отрицательными крайний конец и полученная точка Z-балла, то есть площадь слева от точки Z-балла:

Мы можем использовать эти значения также для расчета между настраиваемыми диапазонами, например: если мы хотим, чтобы AUC находилась в пределах -3 и -2,5 значения Z-score, это будет (0,62–1,13)% = 0.49% ~ 0,5%. Таким образом, это очень удобно, когда речь идет о задачах, не имеющих прямого значения Z-score для интерпретации.

Пример интерпретации в реальной жизни

Допустим, у нас есть данные об оценке IQ для выборки, которые мы нормализовали с помощью Z-показателя. Теперь, чтобы взглянуть на вещи в перспективе, если значение Z-балла IQ человека равно 2 - мы видим, что +2 соответствует 97,72% в таблице Z-баллов, это означает, что его / ее IQ лучше, чем 97,72% людей или его / ее. IQ меньше 2.28% людей подразумевают, что человек, которого вы взяли, действительно умный !!

Это может быть применено почти к каждому варианту использования (вес, высота, зарплата, уровни иммунитета и многое другое!)

Если у вас есть вариант использования, в котором вы не можете легко решить, что подойдет для вашей модели , то вы должны выполнить две итерации, одну с нормализацией (минимальное-максимальное масштабирование), а другую со стандартизацией (Z-оценка), а затем построить кривые либо с помощью визуализации коробчатой ​​диаграммы, чтобы сравнить, какой метод работает лучше для вас или лучше всего. тем не менее, подгоните свою модель к этим двум версиям и оцените, используя метрики проверки модели.

Вопреки распространенному мнению, что алгоритмы машинного обучения не требуют нормализации, вы должны сначала хорошенько взглянуть на технику, которую использует ваш алгоритм, чтобы принять правильное решение в пользу разрабатываемой вами модели.

Если вы используете дерево решений или, если на то пошло, любой древовидный алгоритм, вы можете продолжить БЕЗ нормализации, потому что фундаментальная концепция дерева вращается вокруг принятия решения на узле на основе ЕДИНОЙ функции за раз , поэтому разница в масштабах различных функций не повлияет на алгоритм на основе дерева.

Принимая во внимание, что если вы используете линейную регрессию, логистическую регрессию, нейронные сети, SVM, K-NN, K-Means или любой другой алгоритм на основе расстояния или алгоритм на основе градиентного спуска, тогда все эти алгоритмы чувствительны к диапазону масштабирование ваших функций и применение нормализации повысит точность этих алгоритмов машинного обучения.

Вот и все о масштабировании функций :)

Счастливого обучения, счастливого роста :)

Статья о нормальных распределениях, о которой я упоминал выше в этом посте:

Не упустите это место, чтобы узнать больше о машинном обучении, аналитике данных, и статистика!

.

Смотрите также

Сайт о Бане - проект, посвященный строительству, эксплуатации и уходу за русской баней. Большой сборник статей, который может быть полезен любому любителю бани

Содержание, карта сайта.