Thermisch gemodificeerd hout heeft de afgelopen jaren een stevige plaats veroverd in houten gevels. Door de modificatie wordt het materiaal vormstabieler, neemt het minder vocht op en verbetert de weerstand tegen biologische aantasting. Tegelijk verandert diezelfde behandeling de chemische en fysische structuur van het hout ingrijpend. Net daarom vind ik het opmerkelijk dat thermisch gemodificeerd hout steeds vaker gecombineerd wordt met watergedragen brandvertragende impregnaties. We proberen eerst de affiniteit van hout met vocht sterk te verminderen en verwachten vervolgens dat een watergedragen zoutoplossing zich duurzaam in datzelfde materiaal laat vastleggen.

Thermische modificatie verandert méér dan alleen de duurzaamheid
Thermische modificatie gebeurt tegenwoordig vooral rond 200 à 210 °C. Bij die temperaturen worden vooral hemicellulosen afgebroken en verandert ook de structuur van cellulose en lignine.

Het resultaat kennen we: het hout neemt minder vocht op, zwelt en krimpt minder en wordt minder aantrekkelijk voor houtaantastende organismen.
Daardoor kan de biologische duurzaamheid aanzienlijk verbeteren.

Maar een hogere weerstand tegen schimmelaantasting is niet automatisch hetzelfde als een onbeperkt langere technische levensduur.

Er gebeurt namelijk veel meer met het materiaal.

Door de thermische modificatie neemt de massa af en verandert de celwandstructuur. Het hout wordt doorgaans brosser en de thermische eigenschappen veranderen. Bovendien wordt het materiaal tijdens het modificatieproces extreem gedroogd.

Dat heeft ook gevolgen voor het gedrag bij brand.

Waarom thermisch gemodificeerd hout anders kan branden
Vaak wordt het lage vochtgehalte als belangrijkste verklaring aangehaald voor de hogere brandbaarheid van thermisch gemodificeerd hout.

Dat is naar mijn mening maar een deel van het verhaal.

Door de afbraak van biopolymeren neemt de volumieke massa doorgaans af. Daardoor vermindert ook de thermische inertie: het materiaal kan sneller opwarmen en eerder temperaturen bereiken waarbij pyrolyse op gang komt.

De veranderde structuur kan bovendien het transport van gevormde pyrolysegassen beïnvloeden.

Tijdens de extreme droging en thermische belasting van het modificatieproces kunnen daarnaast microscheuren en beschadigingen in de houtstructuur ontstaan. Zulke transportwegen kunnen later mogelijk bijdragen aan een snellere verplaatsing van warmte en vluchtige ontledingsproducten.

Met andere woorden: de modificatie zelf verandert het brandgedrag van het hout. Het gaat dus niet uitsluitend om het feit dat er minder water verdampt voordat het materiaal kan ontbranden.

En vervolgens willen we er brandvertragers in brengen
Daar ontstaat voor mij een interessante tegenstelling.

Bij veel brandvertragende behandelingen wordt gezocht naar open houtstructuren die voldoende impregneerbaar zijn. Een watergedragen oplossing met brandvertragende zouten wordt onder druk in het hout gebracht.

Maar vervolgens moeten die actieve stoffen daar ook gedurende vele jaren blijven.
Dat is uiteindelijk de essentie.

Een hoge opname tijdens het impregneren zegt weinig wanneer een belangrijk deel van die stoffen later migreert of uitloogt.

En precies bij thermisch gemodificeerd hout mogen we daarom een fundamentele vraag stellen:
"Wanneer we de celwand eerst modificeren om de affiniteit voor water sterk te verminderen, in welke mate kan een watergedragen brandvertragend systeem zich daarna nog duurzaam aan diezelfde houtstructuur binden?"

Een meer open structuur kan misschien helpen om veel oplossing in het materiaal te krijgen. Maar opnamevolume en duurzame retentie zijn twee verschillende begrippen.

Als de actieve stoffen voornamelijk aanwezig zijn in lumina, scheurtjes en andere open ruimten, zonder voldoende sterke interactie met de celwand, zou dat ze tegelijk gevoeliger kunnen maken voor migratie en uitloging.

Dat moet onderzocht worden, niet verondersteld.

Brandveiligheid is geen prestatie op één testdag
We bevinden ons momenteel op een moment waarop de duurzaamheid van de brandreactie van houten gevels steeds kritischer bekeken wordt.
En terecht...

Een gevel wordt niet gebouwd voor de dag waarop hij zijn SBI-proef ondergaat. Hij wordt ontworpen voor tientallen jaren blootstelling aan regen, vocht, UV, warmte, koude en cyclische veranderingen in het materiaal.

Toch worden resultaten uit relatief korte of gestandaardiseerde verouderingsprocedures soms vertaald naar zeer ruime uitspraken over de levensduur van een product.

Daar moeten we voorzichtig mee zijn.

Een laboratoriumtest kan aantonen dat een product een bepaalde procedure doorstaat. Dat is niet noodzakelijk hetzelfde als aantonen dat exact dezelfde brandreactieprestatie gedurende tientallen jaren in elke reële buitentoepassing behouden blijft.

Hout zelf mogen we daarbij niet als probleem gaan zien
Dit onderscheid vind ik bijzonder belangrijk.
Mijn voorlopige onderzoek naar natuurlijk verouderd, onbehandeld hout laat eveneens zien dat de brandreactie verandert na blootstelling.
Hout kan na veroudering dus inderdaad anders, en in bepaalde fases intenser, gaan branden.

Maar wat mij daarbij voorlopig vooral opvalt, is dat die verandering relatief systematisch en voorspelbaar lijkt te verlopen. De karakteristieke verschillen tussen houtsoorten blijven zichtbaar en de evolutie lijkt niet willekeurig.

Dat is fundamenteel iets anders dan een systeem waarbij een hoge brandreactieklasse afhankelijk is van een toegevoegde component waarvan de concentratie en verdeling gedurende de levensduur kunnen veranderen.

De problematiek rond brandvertragende behandelingen mag daarom niet vertaald worden naar: “hout is onvoorspelbaar.”

De veel interessantere vraag is: “Hoe voorspelbaar blijft een kunstmatig verbeterde brandreactieprestatie wanneer de mechanismen waarop die verbetering berust zelf kunnen verouderen?”

Onder de oppervlakte beweegt momenteel bijzonder veel
Op het eerste gezicht lijkt de discussie rond brandvertragende behandelingen relatief rustig en flakkert deze sporadisch even op.
Onder het oppervlak gebeurt echter bijzonder veel.

Onderzoek naar natuurlijke veroudering neemt toe, praktijkervaringen worden kritischer bekeken, testmethoden en hun representativiteit worden bediscussieerd en bestaande projecten komen in problemen.
Steeds meer partijen beginnen zich af te vragen hoe een initiële brandreactieklasse zich daadwerkelijk vertaalt naar een gebouw dat twintig, dertig of vijftig jaar moet functioneren.

Ik verwacht dat we op dit vlak de komende jaren op een breekpunt zullen komen.
Niet alleen voor massief hout.
Ook andere biobased materialen en composieten zoals bamboe worden vandaag met bijzonder hoge technische prestaties in de markt gezet.
Ook daar moeten we dezelfde fundamentele vragen stellen over modificatie, bindmiddelen, additieven, vocht, UV en natuurlijke veroudering.

Een indrukwekkende initiële testprestatie is waardevol, maar ze wordt pas écht interessant wanneer we ook begrijpen waarom die prestatie ontstaat en hoe duurzaam dat mechanisme is.

Hout als grondstof is en blijft een uitzonderlijk bouwmateriaal.
Het zou bijzonder jammer zijn wanneer problemen met toegevoegde behandelingen uiteindelijk op het basismateriaal zelf worden afgewenteld.

Ik ben dan ook bijzonder benieuwd hoe we over vijf of tien jaar zullen terugkijken op het huidige gebruik van brandvertragende behandelingen in hout en andere biobased gevelmaterialen.
Misschien stellen we ons dan niet meer alleen de vraag: “Welke brandreactieklasse behaalt dit materiaal?” maar vooral: “Waarom behaalt het die klasse en kunnen we erop vertrouwen dat dit over tientallen jaren nog steeds zo is?”