Hout

Hout is een product van de natuur, bestaande uit ca. 50% cellulose, 10 - 30% hemicellulose en 15 - 35% lignine. Hout is opgebouwd uit langwerpige cellen met een stevige wand, waaraan het zijn hardheid en zijn sterkte ontleent. De cellen liggen met hun lengterichting min of meer evenwijdig aan de as van de stam. Door celdeling tussen het hout en de bast wordt naar binnen toe het hout gevormd. De bastcellen worden door de later gevormde cellen steeds verder naar buiten gedrukt. De bastcellen sterven uiteindelijk af en vormen tezamen de schors. De vormingssnelheid van houtcellen is niet constant, maar afhankelijk van de jaargetijden. In het voorjaar worden er, vooral bij naaldhout, veel grote cellen gevormd met in verhouding weinig celwand. In het najaar zijn de cellen kleiner en is het hout harder en ook donkerder van kleur. Zo ontstaan de zogenaamde jaarringen. In de doorsnede van de stam bevinden zich van binnen naar buiten:

• merg: Ook wel het hart genoemd.
• kernhout: Dit is voor de houtverwerkende nijverheid het belangrijkste deel van de boom. Voor de groei van de boom heeft het kernhout geen functie meer. Het kernhout geeft de boom stevigheid.
• spinthout: Dit is het nieuw gevormde hout. Het spinthout transporteert voedingstoffen van de wortels naar de bladeren.
• cambium: Dit is de groeilaag. Hier worden de cellen voor de groei aangemaakt, naar buiten toe bastcellen, naar binnen toe houtcellen.
• bast: Via de bast worden voedingstoffen die in de bladeren worden aangemaakt, verdeeld over de levende delen van de boom.
• schors: De schors vormt de beschermlaag van de boom.

Figuur: doorsnede boomstam

Massief hout wordt bekomen door het zagen van de massa, waarbij niet wordt geraakt aan de aard, noch aan de samenstelling, noch aan de wezenlijke eigenschappen van het hout. Er wordt onderscheid gemaakt tussen loof- en naaldhout. Binnen het loofhout wordt Europees, Noord-Amerikaans en exotisch hout onderscheiden. Een andere klassieke indeling is deze in hard- en zachthout. Loofhout behoort ot het hardhout, naaldhout behoort tot het zachthout. Deze indeling gaat evenwel niet steeds op.

Soortelijke massa en vochtgehalte

Het vochtgehalte speelt, evenals het soortelijk gewicht, bij de eigenschappen van het hout een belangrijke rol. Dit wordt bepaald door de hoeveelheid vocht/water in het hout uit te drukken als percentage van de droge massa. Het totale vochtgehalte in een levende boom kan meer dan 200% bedragen. Wanneer het vrije water (d.i. water uit de celholten) verwijderd is door drogen, blijft er nog ca. 30% gebonden in de wanden van de cellen. Er stelt zich in het onbewerkte hout een evenwicht in tussen het relatieve vochtgehalte van de lucht en het vochtgehalte van het hout. Het vezelverzadigingspunt is het vochtgehalte van het hout, als de wanden van de cellen, de vezels en de vaten met water zijn verzadigd, terwijl de celholten geen water bevatten. Er is dan uitsluitend sprake van gebonden water. Vrij water -in de holten tussen de cellen, de vezels en de vaten- is in dat geval niet aanwezig. Het vochtgehalte van het hout bij vezelverzadiging (25 - 30%) varieert afhankelijk van de soort, de boom, de temperatuur en de luchtdruk.

De celwand is voor het grootste deel opgebouwd uit langgerekte cellulosemoleculen en lignine. Bij het ontwijken of het toetreden van vocht/water zullen de cellulosemoleculen in de celwand respectievelijk naar elkaar toekomen en van elkaar wijken. Dit heeft tot gevolg dat het hout respectievelijk krimpt en zwelt. Dit verschijnsel wordt het ‘werken’ van het hout genoemd. In het algemeen zal dit bij zwaardere houtsoorten in mindere mate optreden dan bij lichtere houtsoorten.

De dichtheid van het hout is ook van belang voor de weerstand tegen brand. Het verband tussen de weerstand tegen vlamuitbreiding en het soortelijk gewicht van een houtsoort is vrijwel lineair. Bij een temperatuur van ca. 100°C beginnen gassen uit het hout te treden. Bij een temperatuur van ca. 250°C ontbranden deze gassen. Het hout brandt volledig op bij een temperatuur van ca. 450°C. Bij brand ontstaat aan het oppervlak houtskool. De warmtegeleiding van houtskool is 25% van de warmtegeleiding van hout, zodat houtskool hout bij brand enigszins beschermt.

Mechanische eigenschappen

Aangezien een boomstam een op druk en op buiging belaste kolom is, kan het hout aan deze krachten het meest weerstand bieden. De sterkte van hout is afhankelijk van de houtsoort, evenals de duurzaamheid.

Natuurlijke duurzaamheid en aantasting van hout

De natuurlijke duurzaamheid van een houtsoort is de mate waarin de houtsoort van nature bestand is tegen aantasting door organismen. Hout heeft van nature een zekere weerstand tegen biologische aantasting door bacteriën, schimmels en insecten. De natuurlijke duurzaamheid verschilt sterk van soort tot soort.

Voor de natuurlijke duurzaamheid van houtsoorten tegen aantasting door schimmels zijn er 5 klassen gedefinieerd (Tabel 34). Het gaat hier om de natuurlijke duurzaamheid van onbehandeld kernhout tegen aantasting door schimmels. Het bepalen van de hardheid van een houtsoort is van belang aangezien dit een indicatie is voor het gemak van bewerken.

Conventioneel wordt de natuurlijke duurzaamheid van een houtsoort (enkel het kernhout, het spinthout is nooit duurzaam) bepaald in zeer bijzondere omstandigheden: de levensduur van een paaltje met genormaliseerde afmetingen van die bepaalde houtsoort in contact met de grond. Aangezien het hier gaat om een hoogst agressieve situatie t.a.v. de aantasting door schimmels (zwammen), is deze natuurlijke conventionele duurzaamheid van het kernhout vrij kort. Uiteraard zal de werkelijke levensduur van diezelfde houtsoort geplaatst in een minder agressieve situatie langer zijn.

Tabel: Conventionele schaal voor de natuurlijke duurzaamheid van kernhout tegen aantasting door schimmels (zwammen)  (Belgian Woodforum, 2006)

 

Biologische aantasting van hout

• Schimmels die de celwand van het hout niet of nauwelijks aantasten en derhalve betrekkelijk onschadelijk zijn. De voornaamste hiervan zijn de blauwschimmels en oppervlakteschimmels.
• Schimmels die de celwand van het hout wel aantasten en dus schadelijk zijn vermits ze in een vergevorderd stadium structureel gevaar veroorzaken. Deze schimmels veroorzaken de eigenlijke houtrot. Typische aantastingsbeelden naargelang de soort zijn vezelig rot of witrot, kubisch rot of bruinrot en zachtrot of natrot.

De blauwschimmel is een houtverkleurende schimmel die weinig of geen sterkteverlies veroorzaakt, maar daarentegen door verkleuringen de estetische waarde van het hout sterk vermindert. Ze komen voor op hout met sterk uiteenlopende vochttoestanden, van zeer vochtig (zagerij) tot droger, herbevochtigd hout, bv. in gevelpanelen en houten ramen. Blauwschimmels komen vaak samen met oppervlakteschimmels voor.

Oppervlakteschimmels zijn op zich tamelijk onschuldig, maar de overgang naar schimmels die vrij ernstige zachtrot veroorzaken, is zeer vaag. Daarbij komt dat blauw- en oppervlakteschimmels vaak aantasting door bruinrotschimmels bevorderen. De hoofdoorzaak van de verkleuring zijn de pigmenten in de hyfen (schimmeldraden) van de blauwschimmel of de pigmenten in de vruchtlichamen van de oppervlakteschimmels. De aantasting op zich is vergelijkbaar met het beginstadium van zachtrot. In tegenstelling tot wat zich bij zachtrot voordoet, gaat de aantasting bij blauwschimmels of oppervlakteschimmels niet verder dan zeer fijne celwanddoorboringen.

Bij witrot wordt hoofdzakelijk de lignine (houtstof) in het hout afgebroken waardoor voornamelijk cellulose overblijft. Het hout wordt bij de aantasting lichter van kleur, maar in de beginfase kan ook een donkere verkleuring optreden. In een vergevorderd stadium is het hout vezelachtig zonder dat er scheurtjes overdwars optreden.

Witrot wordt vooral veroorzaakt door paddestoelen die parasitair groeien op het staande hout. In sommige gevallen wordt ook het opgeslagen hout door witrot aangetast. Hoewel het merendeel van de witrotschimmels alleen loofhout aantast, kunnen sommige schimmels ook grote schade aanbrengen aan naaldhout.

Bruinrot tast quasi uitsluitend de cellulose en de hemicellulose aan. Bij het krimpen ontstaan er barsten parallel met en dwars op de houtvezels. Dit verklaart het kubusachtige uitzicht en de term ‘kubisch rot’. De achtergebleven lignine geeft een (donker)bruine kleur. Aangezien de vezels van het hout ‘doorgesneden’ worden, verdwijnt de sterkte van het element volledig. Structurele onderdelen in een gebouw – zoals het dakgebinte – verliezen hun mechanische sterkte en kunnen doorbreken. Onder deze groep houtaantastende schimmels vallen: de huiszwam (Serpula lacrymans), de kelderzwam (Coniophora puteana) en de plaatjeshoutzwam (Poria vaillanttii).

Nattrot tast de houtlagen direct onder het oppervlak aan en beperkt zich in het algemeen tot de buitenkant van het hout. Onder bepaalde omstandigheden kan zij even diep in het hout dringen als andere vormen van houtrot. Natrot manifesteert zich in eerste instantie als een zwartbruine verkleuring van het houtoppervlak. Bij ernstiger aantasting wordt het hout zacht, en na droging ziet het er enigszins verkoold uit met talrijke fijne scheurtjes, zowel in de lengte- als breedterichting. Er treedt dan gelijktijdig verlies aan massa, volume en sterkte op. Zachtrotschimmels komen enkel voor onder voorwaarden van continue, hoge vochttoestand en zijn hierdoor niet zo vaak aan te treffen in gebouwen. Hout dat echter buiten in contact met grond of water vertoeft, dient van nature uit zeer duurzaam te zijn om zonder bescherming niet ten prooi te vallen aan deze schimmelgroep. Praktisch gezien wordt nagenoeg alle hout dat in deze toepassingen gebruikt wordt, chemisch verduurzaamd om een economisch verantwoorde levensduur te bereiken.

Houtaantastende insecten, ook wel houtboorders genoemd, zijn onder te verdelen in 2 groepen:

• Nathoutboorders zijn insecten die nat hout van staande of pas gevelde bomen aantasten. Bij staande bomen gaat het in het algemeen om zieke of kwijnende exemplaren. Tot deze groep aantasters behoren bepaalde boktorren, ambrosiakevers en houtwespen. De insecten van deze groep kunnen hun hele levenscyclus in verwerkt hout voltooien.
• Drooghoutboorders worden, hoewel ze niets met wormen te maken hebben, toch met de naam houtworm aangeduid. De reden hiervoor is dat de larve die zich in het hout ontwikkelt, oorspronkelijk voor een worm werd aangezien. De voornaamste drooghoutboorders zijn de spinthoutkever, de gewone houtwormkever, de grote houtwormkever en de huisboktor. Ze tasten gedroogd hout aan dat zich reeds in een toepassing bevindt.

De drooghoutboorders kunnen grote schade aanrichten, omdat bij ontbreken van beschermingsmaatregelen zich vele generaties in hetzelfde stuk hout kunnen ontwikkelen. Voorwaarden voor hun ontwikkeling zijn afhankelijk volgens de insectensoort en vereisen voldoende zuurstof, een gunstige temperatuur, een bepaald vochtgehalte (relatief laag < 30 %), en soms de aanwezigheid van zwammen, een specifieke houtstructuur of houtsamenstelling (zetmeel).

De voornaamste drooghoutboorders die in onze streken in de constructiebouw worden aangetroffen zijn:

• De huisboktor (Hylotrupes bajulus): Dit is de meest destructieve kever en veroorzaakt vooral in naaldhout dakgebinten en vloerdelen grote structurele schade en betekent dus een gevaar voor de veiligheid van de constructie. Zoals algemeen ook voor andere insecten geldt is de aantasting niet te voorkomen door constructieve maatregelen. Een preventieve bescherming met verduurzamingsproduct van spinthout is hier dus absoluut noodzakelijk.
• De gewone houtwormkever of meubelkever (Anobium punctatum) is wellicht de best bekende en wordt aangetroffen in zolders, kelders, kerken, trappen, meubelen, beeldhouwwerken, ... De schade veroorzaakt door deze kever is eerder beperkt en brengt niet direct een gevaar mee voor de sterkte van de houtstructuur.
• De spinthout- of parketkever (Lyctus brunneus) komt voor in meubelen, binnenschrijnwerk, multiplex, e.a., vervaardigd uit vooral tropische houtsoorten die zetmeelrijk zijn. De schade kan groot zijn maar is ook hier niet direct van structureel belang.

Andere houtaantastende organismen die we even zijdelings vermelden zijn termieten (ook houtmieren genoemd) en mariene boorders. Termieten tasten vooral houtstructuren aan in warmere, zuidelijker gelegen regio's, terwijl de mariene organismen enkel in een zoutwatermilieu voorkomen. Weinig houtsoorten, zelfs deze behorend tot de zeer duurzame klassen, zijn van nature uit weerstandbiedend aan beide groepen houtaantasters.