Verwering, aantasting en verduurzamen van hout: Bouwkundig detailleren

Bouwkundig detailleren voor tekenaar en ontwerper:

Verwering, aantasting en verduurzamen van hout.

Voor de volgende onderwerpen ga naar:

duurzaamheid;
verwering van hout;
insectenaantastingen;
schimmelaantastingen;

bescherming tegen aantasting;
verduurzamen van hout;

Duurzaamheid:

Bron leidraad tekst: Binnenhuismaterialen (LOI) 1977

De invloeden die in hoofdzaak de duurzaamheid van hout bepalen zijn:
- chemische, dus scheikundige invloeden; en
- biologische invloeden, d.w.z. invloeden van dierlijke en van plantaardige aard.

De chemische weerstand van hout is in het algemeen goed, zowel tegen zuren en zouten, al tegen basen.
De sterkte van de chemicaliën speelt echter wel een belangrijke rol, want sterke zuren, zouten en basen tasten het hout in de loop van de tijd toch aan.

Verwering door klimaatinvloeden is in wezen ook een vorm van chemische aantasting.

De categorie "biologische invloeden" is veelomvattender dan die van de chemische invloeden.
Zoals gezegd onderscheidt men hierbij invloeden van dierlijke en invloeden van plantaardige aard

Verwering van hout:

Bron leidraad tekst: Bouwstoffen (Ploos van Amtel) 1973

In de buitenlucht ondergaat het onbehandelde houtoppervlak de invloeden van zon regen en wind. Bij gebruik van de houtsoorten uit de duurzaamheidsklasse I en II is dit zonder kans op aantasting toelaatbaar, zij het dat we wel overmatig opzuigen van water door onbeschermd kops hout moeten voorkomen. De andere houtsoorten zullen kans lopen door schimmels of insecten te worden aangetast.

Door het zonlicht verkleurt het hout min of meer gelijkmatig door chemische werking van hun kleurstoffen. De meeste houtsoorten worden donkerder, enkele, zoals redwood, lichter. Het is mogelijk dat de kleurstoffen door de lichtinwerking beter in water oplosbaar worden, en dan uitspoelen. Is de duurzaamheid mede afhankelijk van deze stoffen, dan kan dit dus een vermindering van de weerstand tegen aantastingen tot gevolg hebben.

Weinig bezonning leidt weer tot algen aangroei, waardoor het hout een groenige waas krijgt.

Ten gevolge van beregening kunnen kleurstoffen, die in water oplosbaar zijn uitspoelen, hetgeen dan tot een kleurloos min of meer grijs uiterlijk leidt. Omdat het regenwater niet overal in gelijke mate door het hout wordt opgenomen, zal de constructie er na een regenbui nog al vlekkerig uit zien'

De wind zal enerzijds het regenwater ook onder een overstek tegen het houtwerk aan doen slaan, anderzijds zal het drogen er door worden bevorderd. Oppervlaktescheurtjes zijn hiervan het gevolg.

Uiteraard is de snelheid waarmee deze verkleuringen optreden mede aÍhankelijk van de mate waarin de constructie aan deze invloeden is blootgesteld. Op den duur zal het hout een ruw oppervlak krijgen, mede door de ongelijke verwering van het vroege en het late hout. Stof en roet zullen door het ruwe oppervlak gemakkelijk worden vastgehouden.

insectenaantastingen:

Bron leidraad tekst: Bouwstoffen (Ploos van Amtel) 1973

aantasting hout De houtaantasting door insecten - eigenlijk door hun larven - verloopt in het algemeen als volgt.
Het volwassen insekt legt zijn eitjes in scheurtjes en andere oneffenheden in het houtoppervlak.
Uit dit eitje komt, daar waar dit het houtoppervlak raakt, de larve. Deze larve knaagt zijn gangen in het hout. Het boormeel met de secrementen van de larve blijft b.v. bij de huisboktorlarve vrijwel geheel in de gangen achter, terwijl de larve van de klopkever, bekend als de houtwórm, dit boormeel zo veel mogelijk uit het hout werkt.

Na enige tijd, afhankelijk van de larvesoort en de levensomstandigheden, één tot meerdere jaren, gaat de larve zich veranderen in de bekende pop. Hiertoe maakt hij vlak onder het houtoppervlak een verruiming van zijn gang, de poppewieg. Als de kever nu in de zomer uit deze pop ontstaat, behoeft deze maar een dun houtlaagje te doorboren om buiten te zijn.
Ook zien we wel, dat de larve alvorens zich in te poppen, deze uitvlieggang maakt.

De gaatjes, die wij dus in het aangetaste hout waarnemen, zijn uitvliegopeningen.
Het dichten van deze gaatjes, om een aantasting te bestrijden, heeft dus geen enkele zin. De aantasting is daar al geweest.

Nadat de kever in zijn vaak zeer korte leven een huwelijk heeft gesloten, kan dit verhaal weer van voren af aan beginnen.

De insecten:

Nathoutboorders:
Dit zijn insecten, die het levende en nog niet gedroogde hout aantasten. In het gezaagde en gedroogde hout herhaalt de aantasting zich niet, zodat we er geen maatregelen tegen behoeven te treffen. Wel zal een reeds ingezette cyclus verder afgemaakt kunnen worden, zodat er dan nog wel nieuwe uitvliegopeningen ontstaan. Nathoutboorders behorende tot de familie van de kevers zijn o.a. de ambrosiakevers (komt vooral voor in de tropen) en de boktorren. Nathoutboorders behorende tot de familie van de vliesvleugelen zijn o.a. de houtwespen.

Drooghoutboorders:
Omdat deze groep boorders het door hen aangetaste hout steeds weer opnieuw kunnen aanvreten, is de schade, die door hen wordt aangericht, veel groter.
Vocht en warmte versnellen de groei; droog hout wordt, in tegenstelling tot bij schimmels, wel aangetast. Het treffen van maatregelen tegen deze aantasting is derhalve noodzakelijk. Drooghoutboorders behorende tot de familie van de kevers (die hun naam ontlenen aan de klopgeluiden, die zij in de paartijd maken, door met de kop tegen het hout te stoten). zijn o.a:
De klopkeverlarven waaronder de gewone houtworm.
Dit is een larve van het doodskloppertje, ongeveer I mm dik en 5 mm lang.
Zij komt zowel in naald- als in loofhout voor, bij voorkeur in het spint, omdat hierin de meeste voedingsstoffen zitten. Eigenaardig is bovendien de voorkeur voor een hoge luchtvochtigheid, oud hout en voor hout dat in rust verkeert.
De ronde uitvliegopeningen hebben een diameter van 1 à 2 mm.
De aantasting door houtworm zou veel groter zijn als deze niet twee zeer actieve natuurlijke vijanden had. Dit zijn de sluipwesp en de kogelmijt.
De grote houtworm.
Deze larve van de Bonte Knaagkever is groter dan de gewone houtworm, nl. ca. l l mm lang.
De larve tast bijna altijd loofhout, en dan speciaal grote maten oud eikehout, aan en leeft in symbiose met een witte rot.
De huisboktorlarve.
De larve is groter dan de houtworm, namelijk 4 mm dik en 25 mm lang. Zij komt in dood naaldhout voor, dus in hout. dat we voor onze constructies gebruiken en in grenenspint.
De larve bevindt zich gedurende 3 tot l0 jaar in het hout al naar de omstandigheden, waardoor lange boorgangen onder het houtoppervlak ontstaan.
Op zolders van gebouwen treden vaak voor deze larven gunstige groeivoorwaarden (vochtige warmte) op.
De uitvliegopeningen zijn ovaal met een grootste doorsnede van 6 tot 9 mm.

Marineboorders:
De houtaantasters in zoutwater (zoutgehalte > 0,7%) (mariëne organismen) behoren tot de weekdieren, waartoe ook.de mossels en de slakken behoren.
In zoetwater komen geen houtaantastende dieren voor.
In zout water vormt vooral de paalworm een groot risico voor onbehandeld naald- en loofhout.

Schimmelaantastingen:

Bron leidraad tekst: Bouwstoffen (Ploos van Amtel) 1973

In Nederland zijn schimmels als houtaantasters veruit het belangrijkst. Om hout te kunnen aantasten hebben zij zuurstof, de juiste temperatuur en genoeg vocht nodig. De feitelijke weerstand tegen schimmelaantasting, ook wel natuurlijke duurzaamheid genoemd, verschilt per houtsoort.

Schimmels of zwammen zijn een lagere groep yan planten, die geen bladgroen bevatten, zodat ze niet in staat zijn zelf het voor hun bouw noodzakelijke koolzuur uit de lucht op te nemen.
Zij moeten de koolstof uit de organische verbindingen, waarop zij leven, betrekken.
De schimmel bestaat uit een weefsel van buisvormige draden, hyphen, het micelium genoemd. Onder gunstige omstandigheden ontstaan, soms zeer uitgebreide, vruchtlichamen, waarin de sporen worden gevormd, microscopisch kleine bolletjes, die door de luchtstromen of door insekten worden verplaatst.

Rondslingerende en doorgaans verrotte houtresten kunnen derhalve de oorzaak zijn dat het nog gezond hout wordt aangetast.
In droog hout en bij een temperatuur beneden het vriespunt staat de groei stil.

Het aantal houtrot verwekkende schimmelsoorten is zeer talrijk. Wat betreft hun voorkomen kan men onderscheiden:
  -  soorten, die in staande bomen voorkomen;
  -  soorten, die pas geveld hout en hout op opslagplaaten aantasten;
  -  soorten, die verwerkt hout in de vrije natuur aantasten;
  -  soorten, die hout in gebouwen aantasten.

Met het oog op de praktijk kan men de op en in het hout groeiende schimmels verdelen in:

Schimmels, die in hoofdzaak van de celinhoud leven.

Blauwschimmels
De sporen van deze schimmels zitten in een gelei-achtige massa, waardoor ze gemakkelijk aan kevers e.d. blijven kleven, die dan voor de verspreiding zorgdragen.
De kleur van de schimmel zien wij als een blauwachtig-grijze verkleuring van het hout.
Blauwschimmels ontwikkelen zich in het vochtige, zetmeelrijke gedeelte van het hout, dus het spint, en doorgaans in de droogperiode na de kap.
Verblauwd hout is iets brozer dan niet aangetast hout.
Licht verblauwd hout is toelaatbaar als de constructie gegarandeerd droog blijft, omdat dan geen uitbreiding van de aantasting te vrezen is.

Schimmels, die de celwanden aantasten (houtrot verwekkende schimmels).
De sporen van deze schimmels worden door de wind verspreid en zij zullen dus vrijwel altijd op het hout voorkomen. De gunstige groei omstandigheden komen doorgaans overeen met die van de blauwschimmels.
De hyphen scheiden stoffen, enzymen, af die de stoffen waaruit de celwand is opgebouwd ontleden, waardoor de sterkte-eigenschappen van het aangetaste hout snel teruglopen.
Bruine of rode rot.
Het aangetaste hout verkleurt hier roodachtig-bruin en het scheurt in de lengte en vaak ook in dwarse richting en kan tenslotte tussen de vingers worden verpulverd.
Hout- of huiszwam.
Deze komt alleen binnenshuis voor in houtsoorten van de duurzaamheidsklasse III en minder en daar waar overmatig vochtige lucht in rust blijft, b.v. achter lambrizeringen en onder vloeren op de begane grond.
De zwam vormt uit het hout water, waardoor zij aan droog hout een voor de aantasting gunstig vochtgehalte kan geven. Zij is daarom door enkel drogen niet te bestrijden. De sporen eisen wel vochtig hout om tot ontwikkeling te komen.
Kelderzwam.
De kelderzwam, die ook veel voorkomt, treedt in naald-en in loofhout op, daar waar het hout b.v. door lekkage nat is. De optimale groei is bij een houtvochtigheid van 27%. De aantasting kunnen we dan ook al vaak, door alleen de lekkage weg te nemen, stoppen.
Houtsoorten van de duurzaamheidsklasse II worden niet of weinig aangetast; minder duurzame soorten wel.
Op het aangetaste hout vinden we vaak de kenmerkende donkerbruine strengen. In zeer nat hout kan de kelderzwam de houtzwam verdringen.
Poriënzwammen.
Deze zwammen, die hun naam ontlenen aan de dunne buisjes in het midden van het vruchtlichaam, tasten in hoofdzaak naaldhout aan en dan alleen nog als het zeer vochtig is. Als het hout droogt, sterft de zwam.
Deze zwammen treden vooral daar op, waar tengevolge van condensatie in het hout een hoog vochtgehalte ontstaat. B.v. in het hout van buitenramen en -kozijnen van vochtige ruimten en bij verwaarloosd binnenverfwerk, zodat het woonvocht vrij toegang tot het hout heeft.

Schimmels, die een verkleuring van het oppervlak van het hout teweeg brengen.

Witte rot.
Bij deze aantasting verbleekt het hout en anders dan bij de bruine rot valt het tot lange vezels uiteen en de voor bruine rot zo typische langs-en dwarsscheuren ontbreken.
Slaap en inloop.
Deze schimmelaantasting, bij beuken slaap genoemd en bij eiken inloop, ontstaat ten gevolge van slechte behandeling van het hout vlak na het kappen en uit zich tevens in zwarte strepen op de aantastingsgrenzen.

Bescherming tegen aantasting:

Bron leidraad tekst: Binnenhuismaterialen (LOI) 1977 + aantekeningen HTS (1979)

Het spreekt vanzelf, dat door alle tijden heen getracht is het hout tegen de vele voorkomende aantastingen te beschermen. Het is daarbij belangrijk dat men weet, dat alleen invloeden van buitenaf al die aantastingen veroorzaken.
In een volkomen droge omgeving of wel continu onder water zal hout geen rotting ondervinden. Is een van beide omstandigheden miet aanwezig, dan zal men dus maatregelen moeten nemen. In hoofdzaak is dit het geval bij buitenwerk dat afwisselend nat en droog is en daarom door dierlijke en plantaardige aantasters niet met rust zal worden gelaten.

Voorbeelden van zulke maatregelen zijn:

Het maken van een voldoend breed dakoverstek;
Gevelhout op voldoende afstand van de bodem c.q. het maaiveld beëindigen i.v.m. opspattend regenwater;
Het aanbrengen van voldoende ventilatiemogelijkheden onder vloeren, in daken en in borstweringen;
Het voorkomen van condensatie;
Het voorkomen van optrekken van vocht via vochtige muren, etc.;
Er voor zorgen dat nat geworden constructiedelen weer snel droog kunnen worden;
Het voorkomen dat water in kopse vlakken kan binnendringen;

Het behandelen van hout met waterwerende middelen.

Het opbrengen van een beschermende deklaag beoogt afsluiting van het hout van de buitenlucht. Men onderscheidt hierbij onder meer:
  -  teren;
  -  carbolineren;
  -  verven;
  -  bekleden met metaal of beton;
  -  verkolen van het houtoppervlak (verhitting zonder lucht).

Let op!
Voor zowel de oppervlakte behandeling als de conserveringsmethoden geldt dat de toegepaste methoden tijdsgebonden zijn. Wat nu niet meer mag, was vroeger standaard en wat nu standaard is, is over enkele jaren misschien alweer verouderd. bijvoorbeeld:
Carbolineum werd bereidt uit koolteer door deze verder te destilleren. Koolteer vormde een afsluitende verstikkende laag op het hout. Carbolineum had dit probleem niet (het drong met zijn bederfwerend vermogen in het hout) en heeft om die reden het koolteren geheel verdrongen. Helaas is carbolineum giftig en mag niet meer worden toegepast.

Verduurzamen van hout:

De techniek van verduurzamen van hout door het lange tijd in water te laten liggen:

(bron: Mooi Gelderland nr. 6 winter 2012)

Tot in het midden van de vorige eeuw werd vrijwel al het timmerhout in ons land gewaterd. Houthandels en -zagerijen hadden een eigen balkengat. Maar ook kommen en wielen in beken en rivieren werden gebruikt voor het wateren van het hout. Bovendien werd eeuwenlang enorm veel hout in de vorm van balkenvlotten via de grote rivieren aangevoerd uit het stroomgebied van de Rijn; die stammen kwamen gewaterd aan bij de vele watermolens die ons land rijk was.
Op kleine schaal wordt er nog steeds hout gewaterd voor de restauratie van monumenten, voor de meubelsector, scheepsbouw en makers van muziekinstrumenten.

Op het landgoed Vorden zet het 'Geldersch Landschap en Geldersche Kasteelen deze historische traditie voort voor eigen gebruik.

Overzicht toegepaste verduurzamingsmiddelen eind jaren 70:

Bron: Binnenhuismaterialen (LOI) 1977

Verduurzamen van hout (2010):

Waarom, waartegen, waarmee, wanneer en hoe zie www.vhn.org

bron: Vereniging Verduurzaamd Hout Nederland (zie verwijzingen naar externe sites van derden)

Zo goed als de natuur er voor zorgt dat hout wordt gemaakt, zo goed zorgt de natuur er ook voor dat hout weer wordt afgebroken door de activiteit van rottingsschimmels, bacteriën en insecten.
Hout is onderdeel van een natuurlijke kringloop.
Om die kringloop te verlengen moet er iets worden gedaan om te zorgen dat biologische aantasters geen kans krijgen.

Hout wordt alleen behandeld tegen aantasting door schimmels, insecten en mariene organismen als dat noodzakelijk is.

De techniek van verduurzamen met biociden:

Bij het verduurzamen met biociden wordt als het ware een 'schil' van verduurzaamd hout gemaakt zonder dat het hout door en door behoeft te worden geïmpregneerd.
De dikte van de geïmpregneerde zone en de hoeveelheid werkzame stoffen verschilt per houtsoort en per toepassing.

Voordat het hout wordt verduurzaamd moeten alle bewerkingen al gedaan zijn: schaven, schuren, boren, kepen, profileren, op maat afkorten. Dan is de verduurzamingsbehandeling het effectiefst en ontstaan er geen afvallen van verduurzaamd hout.

Het dompelen van hout in een dompelbak;
De vacuüm /drukmethode in een autoclaaf.

De techniek van verduurzamen door middel van modificatie:

De chemische processen die tijdens de natuurlijke omvorming van spinthout naar kernhout plaatsvinden, vormen ook de basis voor houtmodificatie.
Door de chemische structuur van de inhoudstoffen van het hout kunstmatig te veranderen, kunnen de houteigenschappen worden aangepast.

Gemodificeerde houtsoorten zijn in twee groepen te verdelen.
De ene behelst houtsoorten die door een hittebehandeling van structuur zijn veranderd, bij de andere gaat het om soorten waarin dat via een chemisch proces is gebeurd.

Modificatie door verhitting

Alleen al door hout langere tijd (12 - 90 uur) sterk te verhitten (165 – 250°C) kan de duurzaamheid van hout worden vergroot. Onder hoge temperatuur worden suikerhoudende houtpolymeren afgebroken en omgezet in waterafstotende houtpolymeren. Daarbij verdwijnt ook een groot deel van de suikers. Nadat het hout gedroogd is, neemt het nog maar moeilijk water op. Het lage vochtgehalte en het verdwijnen van de suikers maken het hout minder kwetsbaar voor schimmelaantasting en daarmee duurzaam. Bijkomend voordeel van een blijvend laag vochtgehalte is de grote dimensiestabiliteit.
Doordat het hout nog maar weinig water opneemt, heeft het minder last van krimp en zwel en werkt het dus veel minder. Het hout krijgt door de hittebehandeling een licht- tot donkerbruine kleur. Verder kleurt het hout na verloop van tijd grijs bij onbeschermd buitengebruik.
Het hout bestaat volledig uit houteigen stoffen, wat het tot een milieuvriendelijk product maakt.
Het grote nadeel van verhitten is dat het hout minder elastisch wordt, waardoor het brosser en minder sterk is.

Zie voor Platowood bij de verwijzingen naar externe sites van derden.

Modificatie met chemische middelen

detailleren
materialisering:
materialen

Bouwkundig detailleren voor tekenaar en ontwerper: