Van stam tot breed inzetbaar bouwmateriaal: hout heruitgevonden

Samengesteld hout: lamineren en lijmen

Houtbouw kent een revival omdat het onder andere zou kunnen helpen om de uitstoot van broeikasgassen te verlagen. Doordat bomen tijdens hun groei koolstofdioxide absorberen en die vervolgens opslaan, houden ze CO2 uit de atmosfeer. Om een positieve impact op de CO2-uitstoot te hebben, moet het hout dat gebruikt wordt uiteraard wel geoogst worden uit duurzaam beheerde bossen.

Dragende houtstructuren worden doorgaans vervaardigd met ‘engineered’ of samengesteld hout, dat zijn industriële houtproducten de bestaan uit verschillende lagen hout, en die met behulp van kleefstoffen en geavanceerde productieprocessen met elkaar verbonden worden. Zo wordt de sterkte, stabiliteit en maatvastheid geoptimaliseerd, terwijl het ook mogelijk wordt om grote structurele elementen te maken van bomen met een relatief kleine doorsnede. Enkele van de meest voorkomende soorten gelamineerde panelen, ook wel massief hout genoemd, zijn gelijmd gelamineerd hout (Glulam), kruislings gelamineerd hout (CLT) en gelamineerd fineerhout (LVL).

De structurele kwaliteiten van deze materialen zijn afhankelijk van het fabricageproces:

• Glulam wordt gemaakt door afzonderlijke segmenten hout met industriële lijm aan elkaar te lijmen. Omdat de vezels van het hout in dezelfde richting georiënteerd zijn, is dit geschikt voor grote structurele elementen zoals balken of kolommen.
• CLT bestaat uit planken van gezaagd en gelijmd hout, waarbij elke laag loodrecht op de vorige staat. Dit creëert structurele stijfheid in beide richtingen, vergelijkbaar met multiplex, maar dan met dikkere onderdelen. CLT-panelen kunnen fungeren als structurele muren, vloeren, meubels, plafonds en daken.
• LVL wordt gemaakt door dunne lagen fineer te combineren met de nerf in dezelfde richting. De toepassingen zijn vergelijkbaar met glulam, maar de prestaties zijn beter en de doorsnede is kleiner.

Druk en warmtebehandelingen

Om hout te verduurzamen, werden dan weer thermische en drukbehandelingen ontwikkeld. Bij thermische modificatie wordt het hout blootgesteld aan hoge temperaturen waardoor het vochtgehalte daalt tot bijna 0%. Dit elimineert bindwater en vrij water in de houtcellen, wat vervormingen tegengaat en het hout stabiliseert. Door het hout vervolgens te verwarmen met stoom wordt de vochtigheid op 4 tot 7% gebracht zodat het hout levensvatbaar wordt. Thermisch gemodificeerd hout is stabieler en vochtbestendiger dan onbehandeld hout, waardoor de kans op scheuren en kromtrekken afneemt terwijl het er even natuurlijk blijft uitzien.

Drukbehandelingen worden gebruikt om houtverduurzamingsmiddelen of brandvertragers in de interne structuur van het hout te duwen. Zo wordt het hout beschermd tegen houtetende insecten en schimmelbederf, wat de levensduur ten goede komt. De brandvertragende behandelingen zorgen er dan weer voor dat de rook en vlammen die tijdens een brand ontstaan, beperkt blijven. Beide methoden zorgen ervoor dat houtsoorten die er anders niet geschikt voor zouden zijn, ook gebruikt kunnen worden waar ze blootgesteld worden aan de weersomstandigheden of potentieel brandgevaar.

Houtdeeltjes samenvoegen

Het meest bekende voorbeeld is wellicht een spaanplaat. Het is niet voor niets een van de meest gebruikte en veelzijdige bouwmaterialen. Wandbekleding, meubels, plafonds en zelfs vloeren: de toepassingen lijken oneindig.  Ze bestaan uit houtvezels die met lijm en hars aan elkaar worden gekleefd, wat resulteert in robuuste panelen.

Oriented Strand Board (OSB) staat dan weer bekend om zijn sterkte en kostenefficiëntie. Meestal zijn de platen met wat grovere structuur onzichtbaar weggewerkt in wanden, vloeren of dakconstructies, maar heel wat ontwerpers durven ze ook toepassen in het interieur.

MDF (Medium-Density Fiberboard) is met zijn gladde oppervlak en hoge densiteit een geliefd materiaal voor allerhande timmerwerk. Multiplexplaten tot slot, worden op dezelfde manier gemaakt als CLT-panelen, maar op een kleinere schaal. Ze bestaan uit verschillende lagen fineer die kruislings op elkaar verlijmd worden wat voor stabiliteit en maatvastheid zorgt.

Oppervlaktebehandelingen

Er zijn verschillende oppervlaktebehandelingen die op hout kunnen worden toegepast om het uiterlijk, de duurzaamheid en de bescherming ervan te verbeteren, denk bijvoorbeeld aan verven, beitsen, vernissen, lakken en olie-afwerkingen. Daarnaast zijn er ook traditionele technieken die de levensduur van hout verlengen. Een van die technieken is het Japanse carboniseren van hout. Bij deze methode, die meer dan driehonderd jaar oud is, wordt de buitenste laag van het hout verbrand, waardoor een laag verkoold materiaal ontstaat die de binnenste structuur beschermt tegen termieten, schimmels en andere natuurlijke elementen.

Buigen

Hoewel de meeste houten elementen een rechte vorm hebben, kan het materiaal door zijn inherente elasticiteit ook voor gebogen vormen gebruikt worden. Er werden verschillende technieken ontwikkeld om het buigproces te vergemakkelijken. Stoombuigen is daarbij een van de oudste methoden, ontwikkeld door de Duitse timmerman Michael Thonet, die er aan het begin van de 19^e eeuw mee pionierde. Zijn meubelontwerpen blijven tot op de dag van vandaag populair. Met gelijmd gelamineerd hout kan je eveneens ronde vormen maken wanneer je bij de verlijming een mal met de gewenste kromming gebruikt, uiteraard rekening houdend met de materiaalbeperkingen van de houtsoort. Zo kunnen grotere stukken gemaakt worden die geschikt zijn voor architecturaal gebruik. Je kunt hout ook gemakkelijker buigen wanneer je er groeven in maakt, maar zo verzwak je ook de structurele eigenschappen. Het leent zich dus niet tot alle toepassingen.

Post-Tensioning

Post-tensioning kennen we als een techniek voor het versterken van beton, om zo de structurele prestaties te verbeteren en dunnere elementen mogelijk te maken. Het kan ook bij hout worden toegepast. In dat geval worden structurele elementen van constructiehout, zoals balken, muren of kolommen, voorzien van stalen staven of pezen. De stalen elementen worden aan de houten onderdelen bevestigd en vervolgens aangespannen met behulp van hydraulische vijzels. De kracht die zo ontstaat moet tegengewicht bieden aan externe belastingen. De techniek vergroot de ontwerpvrijheid terwijl de milieu-impact, constructietijd en kosten gereduceerd worden.