Houtsoortenkeuze versus toepassing.

Er is de laatste decennia veel onderzoek gedaan naar en ervaring opgedaan met de toepassing van hout. Belangrijke aspecten daarbij zijn de detaillering, houtkeuze, keuze van de afwerking en onderhoud. Bij het toepassen van hout is de keuze van de juiste houtsoort voor de toepassing erg belangrijk. Voor het verkrijgen van een lange levensduur en het voorkomen van het toepassen van houtsoorten die eigenlijk “te goed” zijn voor een bepaalde toepassing, zijn - naast certificering - de volgende zaken van belang:
- dat een goed ontwerp en een goede detaillering worden gekozen, zodat geen of slechts geringe aantasting plaatsvindt;
- dat de natuurlijke duurzaamheid van de gekozen houtsoort wordt afgestemd op de toepassing en op de gewenste levensduur;
- dat het hout wordt verwerkt door een hout be- of verwerker met voldoende kennis over de specifieke eigenschappen van de houtsoort;
- dat de afwerking van het hout in overeenstemming is met de toepassing en detaillering, zodat het hout goed wordt beschermd tegen klimaatsinvloeden en dat minimale vochtbelasting optreed.

Het gebruik van risicoklassen.
Bij de keuze van de houtsoort dienen een aantal stappen te worden doorlopen waarbij de risicoklasse, duurzaamheidklasse en voor kozijnen sinds kort ook de toepassingsklasse een rol spelen. Nadat een ontwerp is gemaakt, kan bepaald worden in welke risicoklasse het hout valt. Niet alleen de natuurlijke duurzaamheid van het hout zelf, maar ook de praktijkomstandigheden waaronder het hout verkeert en de mate van blootstelling aan vocht bepalen het risico van schimmelaantasting van het hout. Het risico van aantasting is met name sterk afhankelijk van factoren als vochtigheid, temperatuur en klimaatschommelingen. Daarom wordt onderscheid gemaakt in de volgende vijf risicoklassen (gedefinieerd in NEN-EN 335-1):
Risicoklasse 1: Beschutte toepassing van hout, beschermd tegen weer en wind en niet blootgesteld aan vocht.
Risicoklasse 2: Beschutte toepassing van hout, beschermd tegen weer en wind, maar met af en toe een hoge luchtvochtigheid die kan leiden tot blootstelling aan vocht.
Risicoklasse 3: Onbeschutte toepassing van hout, zonder grondcontact. Het hout wordt of permanent blootgesteld aan weer en wind of is beschermd tegen weer en wind maar wordt regelmatig blootgesteld aan vocht.
Risicoklasse 4: Toepassing van hout in contact met de grond of zoet water en daardoor permanent blootgesteld aan vocht.
Risicoklasse 5: Toepassing van hout dat permanent in contact staat met zout water.

Tabel 1 geeft de indeling in risicoklassen weer, waarbij de bevochtigingsgraad en het daarvan afgeleide houtvochtgehalte de bepalende factoren zijn. Voor de ontwikkeling van schimmels is niet alleen het houtvochtgehalte, maar tevens de duur van de bevochtiging én de mogelijkheid tot drogen van het hout van belang. Door in het ontwerp rekening te houden met de wijze waarop het hout uiteindelijk in het gebouw wordt blootgesteld aan vocht en zonlicht kan al tijdens de ontwerpfase worden gestreefd naar een lagere risicoklasse. Deze detaillering kan zich bijvoorbeeld uiten in het gebruik van dakoverstekken, het voorkomen van het toepassen van donkere kleuren en het voorkomen van grondcontact.

Tabel 1 Risicoklassen volgens NEN-EN 335-1
Risicoklasse Toepassing Vochtbelasting Houtvochtgehalte Voorbeelden:
1 geen grondcontact, beschut en droog permanent droog permanent < 20% binnenshuis, balklagen, gording
2 geen grondcontact, beschut met geringe kans op nat worden incidentele blootstelling aan vocht incidenteel, kortdurend > 20% * hellende daken, warm plat dak, hout-skelet-bouw
3 geen grondcontact, onbeschut (blootgesteld aan weer en wind) regelmatige blootstelling aan vocht regelmatig, kortdurend > 20% * geveltimmerwerk, koud plat dak
4 in contact met zoet water of grond permanente blootstelling aan vocht permanent > 20% (schutting)palen, speelwerk-tuigen, beschoei-ingen, damwanden
5 in contact met zout water permanente blootstelling aan zout water permanent > 20% havenwerken, steigers, golfbrekers, kustverdediging
* met kortdurend wordt enkele dagen tot een week bedoeld

Duurzaamheidsklassen
Nadat de risicoklasse is vastgesteld, dient te worden bepaald welke duurzaamheidsklasse het hout moet hebben onder de geldende risicoklasse. Er bestaan voor hout 5 duurzaamheidsklassen (tabel 2). Waarbij een houtsoort in klasse 1 zeer duurzaam is en een houtsoort die valt in klasse 5 niet duurzaam. Houtsoorten worden ingedeeld in een bepaalde duurzaamheidsklasse op basis van hun weerstand tegen schimmelaantasting. De duurzaamheidsklasse zegt dus niets over de gevoeligheid voor aantasting door insecten. De weerstand tegen schimmelaantasting wordt bepaald door de houtsoort onder vastgelegde testomstandigheden in contact te brengen met de grond en dan te registreren hoe lang het duurt voor het hout aangetast wordt door bodemschimmels. Het begrip duurzaamheid van een houtsoort is moeilijk in een getal uit te drukken, omdat het gaat om de weerstand tegen honderden soorten schimmels en bacteriën. De ene soort aantaster is wat agressiever voor een bepaalde houtsoort dan een andere soort. De schimmel- en bacteriesoorten komen daarnaast op specifieke plaatsen voor. Dit heeft tot gevolg dat een houtsoort als kozijnhout anders kan reageren dan als meerpaal, oeverbeschoeiing, heipaal of dakconstructie. Het is belangrijk op te merken dat de duurzaamheidsklasse van hout altijd slaat op het kernhout en niet op het spinthout. Ook bij zeer duurzame houtsoorten is het spinthout, op enkele uitzonderingen na, meestal niet bestand tegen schimmels. Hout uit jonge bomen, zoals bij rondhoutpalen, bevat in het algemeen weinig of geen kernhout, maar bestaan voornamelijk uit nog niet verkernd spinthout (jong hout). Dergelijke rondhoutpalen zijn dan ook van nature niet duurzaam, ook al behoort de betreffende houtsoort tot bijvoorbeeld duurzaamheidsklasse 2 of 3.

Tabel 2 geeft een overzicht van de duurzaamheidsklassen en per klasse een aantal houtsoorten die in
deze klasse vallen.
Tabel 2 Duurzaamheidsklasse voor de gangbare houtsoorten volgens EN 350-2 (bron: www.houtinfo.nl)
Klasse Duurzaamheid Loofhout Naaldhout
1 Zeer duurzaam
afzelia, azobé (in watercontact), bilinga,
demerara groenhart, jarrah, mansonia, moabi,
okan, padoek, pau amarelo, teak, walaba
1-2 Duurzaam tot zeer duurzaam afrormosia, iroko, kapur, merbau, robinia
2 Duurzaam azobé, bangkirai, basralocus, bossé, bubinga, cedrela, Europees eiken, karri, kastanje, kempas, louro vermelho, mahonie, sepetir, wengé taxus, western red cedar
2-3 Gemiddeld duurzaam tot duurzaam Amerikaans wit eiken, kosipo, purperhart, sipo, tola branca
2-4 Beperkt duurzaam tot duurzaam donkerrode meranti (dark red meranti)
3 Gemiddeld duurzaam cedrorana, danta, keruing, movingui, mutenye, niangon, noten, sapeli, tiama douglas fir, pitch pine
3-4 Beperkt duurzaam tot gemiddeld duurzaam dibétou, krappa, lichtrode meranti (light red meranti), red balau agathis, grenen, lodgepole pine
4 Beperkt duurzaam Amerikaans rood eiken, avodiré, eyong, hickory, iepen, limba, mengkulang, okoumé Amerikaans grenen, Carolina pine, dennen, hemlock, southern pine, vuren, weymouth
4-5 Niet duurzaam tot beperkt duurzaam ogea parana pine, radiata pine, sitka spruce
5 Niet duurzaam abachi, abura, baboen, berken, Europees beuken, essen, elzen, esdoorn, haagbeuken, fuma, ilomba, koto, linden, populieren, ramin sugi

Bepalen van de geschiktheid
Met behulp van de duurzaamheidsklasse is het nu mogelijk te bepalen welke houtsoorten geschikt zijn voor toepassing onder een bepaalde risicoklasse (tabel 3). Hierbij valt op dat houtsoorten uit hogere duurzaamheidsklassen (dus houtsoorten met een lagere duurzaamheid) toch geschikt kunnen zijn bij een hogere risicoklasse dan op basis van de gevoeligheid voor aantasting door schimmels verwacht zou worden. Dit wordt aan de ene kant veroorzaakt door het feit dat andere aspecten dan de aantasting door schimmels, zoals wateropname en scheurvorming, ook een belangrijke rol spelen. Een andere verklaring is het feit dat de test waarbij de duurzaamheid van de houtsoort wordt bepaald gebaseerd is op aantasting door schimmels bij bodemcontact. Als bodemcontact wordt vermeden kan een houtsoort uit een hogere duurzaamheidsklasse best geschikt zijn in een hoge risicoklasse. Bij kozijnen en ramen zijn bijvoorbeeld andere schimmels actief dan bij hout in grondcontact.

Voor de geschiktheid van hout voor een bepaalde toepassing is de duurzaamheidsklasse veel minder belangrijk, maar is deze sterk afhankelijk van dan de manier waarop het hout wordt toegepast en onderhouden.
Tabel 3 Relatie tussen risicoklassen en duurzaamheidsklassen (NEN-EN 460) op twee verschillende manieren weergegeven.
Risicoklasse Houtvochtgehalte Gewenste levensduur 25 jaar Gewenste levensduur 10 jaar

1 Permanent < 20% I - II - III - IV - V I - II - III - IV - V
2 Incidenteel, kortdurend > 20% I - II - III I - II - III - IV
3 Regelmatig, kortdurend > 20% I - II - II tot III I - II - III - IV
4 Permanent > 20% I - II I - II - III
4 Permanent > 20% + grondcontact I I - II - III
5 Permanent > 20% (zout water) I I - II

Risicoklasse Duurzaamheidsklasse
1 2 3 4 5
1 O O O O O
2 O O O (O) (O)
3 O O (O) (O)-(X) (O)-(X)
4 O (O) (X) X X
5 O X (X) X X

O : natuurlijke duurzaamheid voldoende
(O) : natuurlijke duurzaamheid in principe voldoende, maar onder bepaalde omstandigheden is verduurzaming aan te bevelen
(O)-(X) : natuurlijke duurzaamheid kan voldoende zijn, maar de houtsoortkeuze, de impregneerbaarheid en de toepassing bepalen de wenselijkheid van verduurzaming
(X) : verduurzaming aanbevolen, maar voor bepaalde toepassingen kan de natuurlijke duurzaamheid voldoende zijn
X : verduurzaming noodzakelijk

Onderdeel van de database Houtsoorten voor de Woningbouw, Utiliteitsbouw en Grond-, Weg- en Waterbouw' Stichting Probos, november 2009

De verwering van glasvezelgewapende polyesters is het resultaat van meerdere processen die gelijktijdig naast elkaar verlopen: de langzame diffusie van vocht in de polyesterharslaag, eventuele hydrolyse van de esterbinding door vocht en temperatuur (zonnestraling), mechano-degradatie door vorst, eventuele verbreking van de glas-hars binding en chemische (UV-) degradatie van de polyesterhars. Door de gecombineerde invloed van deze processen ontstaat een verweerd laagje materiaal aan het oppervlak dat door de schurende werking van zand, wind en regen wordt verwijderd (erosie).
De eerste verschijnselen van verwering van een polyesterplaat zijn het teruglopen van de glans, gevolgd door een zekere mate van afpoederen van harsmateriaal. Meestal blijft dit gedurende meerdere jaren binnen acceptabele grenzen. Uit de literatuur is bekend dat dit afpoederen met een zekere constante snelheid plaatsvindt. Na een aanlooptijd van 3 a 4 jaar neemt de dikte van het laminaat met ca. 25 μm per 5 jaar af. Daarna kunnen fijne haarscheuren ontstaan waardoor later afschilferingen kunnen ontstaan; in het algemeen kan de ruwheid van het oppervlak door de erosie toenemen. In een nog weer later stadium treedt bij voortschrijdende erosie de vezelwapening uit het oppervlak (vezelexpositie). Het verschijnsel vezelexpositie begint soms ook met het duidelijker zichtbaar worden van de vezelstructuur, een teken dat de eerste onthechting tussen glas en hars is opgetreden.

Dit betekent dat op dat moment de barrierefunctie van de buitenste harsdeklaag gaat verdwijnen waardoor de achterliggende glas-harslaminaatstructuur door binnendringend water zou kunnen worden aangetast.
Meestal is dit het stadium waar onderhoud van de plaat noodzakelijk wordt, indien men althans het functioneren van de plaat wil verlengen en niet uiteindelijk op vervanging wil uitkomen. Wordt in dit stadium niets ondernomen, dan zou langzaam voortschrijdende verbreking van de glas-hars-samenhang, vezelexpositie, algengroei aan het oppervlak en hierdoor extra versnelde afbraak van het glasvezelgewapend polyester het gevolg kunnen zijn.
Hoewel dit proces jaren in beslag neemt, is tijdige reparatie van de eerste schade belangrijk.

3. Materiaalfactoren
Voor het bereiken van een goede weerbestandheid van een polyesterplaatprodukt is het toepassen van een hoogwaardige polyesterhars een basisprincipe. De toe te passen harsen dienen een voldoende hoge bestandheid tegen hydrolyse en diffusie van water te bezitten en een goede bestandheid tegen UV-invloeden.
Door de juiste keuze te maken in samenstellende componenten van de harscompound kan hierin voorzien worden. Deze keuze is over het algemeen toch een compromis omdat met veel zaken rekening gehouden moet worden. Zo is het wenselijk dat polyesters voor bouwprodukten over het algemeen vlamvertragend zijn, maar het is ook bekend dat de hiervoor noodzakelijke toevoegingen de weerbestandheid in negatieve zin kunnen beinvloeden. Bepaalde pigmenten kunnen weer de uitharding van de hars nadelig beinvloeden, etc. Ook de warmtevervormingstemperatuur van de hars is een belangrijke parameter voor de duurzaamheid van het produkt.

Voor het bereiken van een goed eindprodukt is het in ieder geval belangrijk dat de verwerking zodanig geschiedt dat zich in het laminaat zo weinig mogelijk luchtinsluitsels, vacuolen en dergelijke bevinden en dat de harsimpregnering van de glasmatten volledig is.
De verwering begint namelijk bij deze onregelmatigheden, doordat het langzaam in de hars diffunderende water zowel de glasvezels als het bindmiddel, de finishing van het glas en de hars zelf kan aangrijpen. Het is daarom ook belangrijk om bij de keuze van al deze componenten in het laminaat te streven naar zoveel mogelijk hydrolyse-bestendige materialen.
Verder dient de verwerking ook zodanig te geschieden dat de uithardingsgraad van het polyester optimaal is. Een onvoldoende uitharding heeft tot gevolg dat er veel reactieve groepen en een hoog monomeergehalte in de hars achterblijven. Uit onderzoekingen is komen vast te staan dat de vochtopname door niet optimaal uitgeharde harslagen hoger is, waardoor hydrolyse een kans zou kunnen krijgen. Een te snelle uitharding is ook niet goed; de hars kan hierdoor poreus worden waardoor de hechting tussen glaswapening en de harsmatrix vermindert. De warmtehuishouding tijdens het vormproces is dus belangrijk. Naharding van produkten kan daarom soms noodzakelijk zijn.
Bepaling van de indringhardheid van het produkt kan een aanwijzing vormen voor de kwaliteit van de bereikte uitharding.

Naar onze ervaring kan als vuistregel worden aangehouden dat prepreg materialen van goede kwaliteit 10 jaar mee moeten kunnen gaan voordat de eerste vezelexpositie zich aandient. Voorzover er een extra oppervlaktebehandeling heeft plaatsgevonden zal dit deze termijn kunnen verlengen tot 15 jaar.

4. De STABIPOL plaat
Polyesterplaatprodukten op basis van geimpregneerde glasvezelmat of op basis van prepreg materiaal blijken in doorsnee een behoorlijke resistentie tegen de invloeden van weer en wind te bezitten. Toch komt het voor dat de eerste verschijnselen van UV-aantasting soms al na vijf of zes jaar zichtbaar worden. Voor bijvoorbeeld een uit prepreg materiaal geperst produkt is dit te verwachten omdat het materiaal geen beschermende gelcoat bezit. Hierdoor is het materiaal aan een vroegtijdige erosie omderheving, waardoor de glaswapening ook relatief vroegtijdig aan de oppervlakte komt te liggen.
Voor de duurzaamheid van persprodukten is dus belangrijk, hoe harsrijk de toplaag van het persprodukt is, en hoe UV-resistent de toplaag is; dit laatste hangt af van de aard van de toegepaste hars. Bij de Stabipolplaat is er sprake van een oppervlaktebescherming welke verkregen is door het opbrengen van een extra, harsrijke oppervlaktelaag. Bovendien is de hars ingekleurd met een carbon black bevattende pigmentering die de hars in belangrijke mate kan beschermen tegen de invloeden van UV-straling in het zonlicht.

Op grond van het bovenstaande mag worden verwacht dat de plaat 10 - 15 jaar mee zal kunnen gaar voordat zich verouderingsverschijnselen zullen aandienen die gericht onderhoud noodzakelijk maken.

5. Consequenties voor de gebruikswaarde
Bij blootstelling van een polyesterplaat aan weer en wind blijven de mechanische eigenschappen over het algemeen redelijk op peil, op voorwaarde dat het laminaat door de buitenste laag voldoende beschermd blijft. In dat geval zal de buigsterkte nooit meer en maximaal 30 % achteruit kunnen gaan.
De eisen ten aanzien van de veranderingen in het uiterlijk zijn tegen de achtergrond van de beoogde toepassingen van secundaire aard. De vergeling die op termijn bij polyesters pleegt op de treden zal door de antracietgrijze pigmentering niet opvallend zijn. Nochtans zal een te grote mate van oppervlakteverwering wegens de daaraan verbonden mogelijke gevolgschaden zoals zich­tbare delaminatie, algengroei en vezelexpositie bij voortgezet gebruik niet acceptabel zijn. Door hier tijdig gerichte onderhoudsmaatregelen te nemen - zoals het aanbrengen van een nieuwe oppervlaktelaag en/of een laklaag - kan een dergelijke achteruitgang van het materiaal worden voorkomen.