Weerstaat thermisch behandelhout beter vocht?

Wat is thermisch behandelhout en hoe verbetert thermische modificatie de vochtresistentie?

Definitie en proces van thermische modificatie bij thermisch behandelhout

Wanneer hout thermisch wordt behandeld, doorloopt het een speciaal verwarmingsproces zonder gebruik van chemicaliën. De temperatuur varieert van ongeveer 180 graden Celsius tot zo'n 220 in deze stoomgevulde kamers. Wat gebeurt er binnenin? Er zijn eigenlijk drie stappen in deze transformatie. Eerst komt de droogfase, waarin alle vocht uit het hout wordt verwijderd. Vervolgens wordt de hitte aanzienlijk opgevoerd, waardoor de delen van het hout die gemakkelijk water absorberen, worden afgebroken. Tot slot koelt alles langzaam af om ervoor te zorgen dat het hout na de behandeling stabiel blijft. Deze methode onderscheidt zich van traditionele drukbehandelingen doordat er absoluut niets toxisch wordt toegevoegd om het hout te conserveren. In plaats daarvan draait het allemaal om wat er gebeurt wanneer hout in aanraking komt met intense hitte, waardoor het langer meegaat en beter bestand is tegen schade door vocht over de tijd heen.

Hoe warmtebehandeling de hygroscopiciteit en wateraffiniteit verlaagt

Wanneer thermische modificatie hemicellulose afbreekt, het deel van het hout dat het meeste vocht vasthoudt, neemt het aantal hydroxylgroepen met ongeveer de helft af, volgens onderzoek van het Institute of Wood Science vorig jaar. Hierdoor absorbeert het hout aanzienlijk minder water in vergelijking met gewoon onbehandeld hout, namelijk tussen de 30 en 40 procent minder. Wat echt interessant is, is hoe stabiel het evenwichtsvochtgehalte blijft, zelfs wanneer de luchtvochtigheid oploopt tot maar liefst 90 procent. Dat betekent dat het hout veel minder kans heeft om onverwacht uit te zetten of krimp te vertonen, wat problemen kan veroorzaken voor bouwers en meubelmakers.

Wetenschappelijk overzicht: Belangrijke structurele veranderingen tijdens thermische modificatie

Hitteblootstelling veroorzaakt twee cruciale structurele veranderingen:

1. Lignine cross-linking : Vormt vochtresistente bindingen die de dimensionele stabiliteit verbeteren
2. Cellulose kristalliniteit : Vermindert de microfibrillenafstand, waardoor waterpenetratie wordt beperkt

Een 2021-studie in Wood Science and Technology bleek dat deze transformaties vochtgerelateerde vervorming met 40–60% verminderen, wat verklaart waarom thermisch gegaan hout zijn vormintegriteit behoudt in vochtige omstandigheden.

Chemische veranderingen in hout tijdens thermische behandeling die de vochtresistentie verbeteren

Afbraak van hemicellulose en de rol daarvan bij het verlagen van vochtabsorptie

Gecontroleerde pyrolyse tijdens thermische behandeling breekt hemicellulose af, waardoor tot 85% van de acetylgroepen—belangrijke bindingssites voor water—wordt verwijderd. Deze afbraak vermindert het vermogen van hout om vocht op te nemen en vast te houden met tot wel 50% ten opzichte van onbehandeld hout, waardoor het hygroscopische gedrag fundamenteel verandert.

Structurele wijzigingen van lignine en cellulose in thermisch gegaan hout

Het warmteproces veroorzaakt drie synergetische chemische veranderingen:

1. Lignine-restructurering : Vorming van crosslinks verhoogt de hydrofobiciteit
2. Gedeeltelijke cellulosecristallisatie : Vermindert de toegankelijke hydroxylgroepen met 30–40%
3. Hemicellulose depolymerisatie : Verwijdert op suiker gebaseerde vochtattracties

Deze modificaties verkleinen samen de wateraffiniteit, terwijl de mechanische sterkte behouden blijft.

Vermindering van hydroxylgroepen en algehele verbetering van waterafstotendheid

Wanneer hout thermisch wordt behandeld, beïnvloedt dit de amorfe gebieden in de cellulosestructuur waar hydroxylgroepen (-OH) normaal gesproken watermoleculen vasthouden. Wat er vervolgens gebeurt is vrij interessant: de oppervlakte-energie verandert drastisch. In plaats van waterminnend te zijn bij ongeveer 45-50 mN/m, wordt het hout waterafstotend met waarden die dalen tot ongeveer 28-32 mN/m. Dit betekent dat regenwater erbovenop blijft liggen als parels, in plaats van doordringen. Tests hebben ook indrukwekkende resultaten laten zien. Na 24 uur ondergedompeld te hebben gezeten, absorberen thermisch behandelde monsters ongeveer 60 procent minder vocht dan gewoon onbehandeld hout onder vergelijkbare omstandigheden.

Onderzoeksinzichten: Chemische analyse van thermisch behandelde houtsoorten

Recente FTIR-spectroscopiestudies bevestigen dat thermische behandeling:

• Het hemicellulosegehalte verlaagt met 42–65%, afhankelijk van de soort
• De relatieve concentratie van lignine verhoogt van 25–30% naar 35–40%
• Esterverbindingen genereert die resistent zijn tegen hydrolyse

Deze chemische verschuivingen verklaren waarom thermisch behandelnd hout een EMC onder de 12% behoudt, zelfs bij 90% relatieve vochtigheid.

Lager evenwichtsvochtgehalte (EMC) in thermisch behandelnd hout: oorzaken en voordelen

Thermisch gemodificeerd hout bereikt tot 50% lager evenwichtsvochtgehalte dan onbehandeld hout, waardoor de reactie op omgevingsvochtigheid verandert.

Inzicht in de verlaging van EMC in warmtebehandeld hout bij wisselende vochtigheid

Blootstelling aan temperaturen tussen 180°C en 230°C degradeert hemicellulose en vermindert de dichtheid van hydroxylgroepen—belangrijke factoren voor vochtabsorptie. Dit zorgt ervoor dat thermisch behandelingshout 9–12% EMC behoudt bij 85% relatieve vochtigheid. In tegenstelling tot onbehandeld hout, dat opzwelt onder vochtige omstandigheden, vertoont gemaandiculeerd hout een dimensionale verandering van €1%.

Vergelijkende gegevens: EMC-niveaus in onbehandeld versus thermisch gemaandiculeerd hout

Een meta-analyse uit 2024 van 27 houtsoorten toonde aan:

Deze stabiliteit blijft bestaan over cycli heen: thermisch behandelingshout neemt slechts 35%van het verwijderde vocht weer op tijdens herhydratatie, vergeleken met 90% in onbehandelde monsters.

Langetermijnprestatievoordelen door stabiel vochtgehalte

Het verlaagde EMC levert meetbare voordelen op:

• 12–15 jaar verlenging van de levensduur in vloerenconstructies
• 83% reductie in claims wegens schimmelschade (Wood Protection Association 2023)
• Eliminatie van vervormingsgerelateerd onderhoud in vochtige klimaten

Doordat het interne vochtgehalte onder de 10% wordt gehouden, is thermisch behandelnd hout bestand tegen zowel biologische rot als mechanische belasting, waardoor het ideaal is voor buitenshuis gebruik, sauna's en andere vochtige omgevingen.

Maatvastheid van thermisch gegaan hout in vochtige en buitenomgevingen

Hoe thermische behandeling opzwellen en krimpen in vochtige omstandigheden minimaliseert

Wanneer hout thermisch wordt behandeld, breekt de hemicellulose af en nemen de hydroxylgroepen af, waardoor de vochtopname met ongeveer 60% daalt. Onderzoek dat vorig jaar is gepubliceerd in het vakgebied materiaalkunde toonde aan dat thermohout slechts ongeveer 40% behoudt van wat gewoon hout doet als reactie op vochtveranderingen. Tests bij hoge luchtvochtigheid (ongeveer 90%) lieten zien dat uitzetting en krimp met 60 tot 70% daalden. Wat er intern gebeurt, is ook erg interessant. De celwanden beginnen waterafstotende polymeren te vormen die feitelijk fungeren als barrières tegen uitzetting en krimp door normale vochttrillingen in de omgeving.

Prestaties van Thermohout in wisselende klimaatomstandigheden

Tests hebben aangetoond dat thermisch behandelhout dimensioneel slechts ongeveer 0,8 procent of minder verandert wanneer het gedurende twee weken wordt blootgesteld aan vochtigheidsniveaus tussen de 30 en 90 procent. Veldwaarnemingen in zeer koude regio's, waar de temperatuur in de winter kan dalen tot min 25 graden Celsius en in de zomer oplopen tot plus 35 graden, tonen ook iets interessants. Thermohout gevelbekleding blijft binnen ongeveer 1,2 millimeter per meter uitgelijnd na vijf volledige jaren. Dat is eigenlijk drie keer beter dan wat we doorgaans zien bij reguliere onder druk geïmpregneerde houtsoorten. De reden? Tijdens de behandeling verandert de cellulaire structuur, waardoor het hout geen water meer opneemt via de kleine kanalen binnenin het hout. Dit betekent dat er minder spanning ontstaat in het materiaal tijdens de vele periodes van vriezen en ontdooien die vaak voorkomen in koudere klimaten.

Casusstudie: Thermisch Behandelhout in Buitenverdiepingen en Geveltoepassingen

Een 5-jarige studie naar thermisch behandelde asdekking in kustgebieden van de Oostzee toonde aan:

• Wateropname : 23% lager dan onbehandeld hout
• Kierformatie : 0,5% breedtevariatie vergeleken met 2,1% bij cederhout
• Oppervlaktebarsten : gemiddelde diepte van 0,8 mm vergeleken met 2,4 mm bij tropisch hardhout

Gevels gemaakt van dit materiaal vereisten 73% minder aanpassingen na installatie dan conventionele houtsoorten.

Branchekennis: Hoge stabiliteit zonder chemische conserveringsmiddelen

Als je kijkt naar de recentste cijfers uit de timmerindustrie in 2024, dan gebruikt ongeveer 84 procent van de architectonische fabrikanten thermisch gemodificeerd hout wanneer ze iets duurzaams en precies nodig hebben voor buitenprojecten. Waarom? Dit type hout behoudt een vochtgehalte onder de 6% zelfs bij normale klimaatcondities, waardoor het qua prestatie vergelijkbaar is met kunststof composietmaterialen, maar desondanks op natuurlijke wijze afbreekt in de tijd. Wat dit mogelijk maakt, zijn geen ingewikkelde chemicaliën die achteraf worden toegevoegd, maar eerder wat er natuurlijk gebeurt terwijl het hout wordt verwarmd. Tijdens de verwerking verandert de lignine in stabiele netwerkstructuren, vergelijkbaar met het karameliseren van suiker, waardoor het hout zijn speciale eigenschappen krijgt zonder dat extra behandelingen nodig zijn.

Vochtabsorptie en watergerelateerde prestaties van thermisch behandelde houtsoorten

Experimentele resultaten over vochtopname in thermisch gemodificeerd hout

Onderzoek wijst uit dat hout dat thermisch is behandeld ongeveer 35 tot 50 procent minder vocht opneemt dan gewoon, onbehandeld hout wanneer het in vergelijkbare omstandigheden wordt geplaatst. Uit gegevens van een studie gepubliceerd in de IOP Conference Series in 2021 blijkt iets interessants over specifiek thermisch gegaan pijnhout. Het behandelde hout bereikte zijn vochtniveau-evenwicht ongeveer 2,3 keer sneller dan normale houtmonsters en stopte bij slechts 12% vochtgehalte, zelfs bij zeer hoge luchtvochtigheid zoals 90%. Waarom gebeurt dit? Het blijkt dat het verwarmingsproces een stof genaamd hemicellulose in de houtstructuur afbreekt. En wat denkt u? Dat specifieke bestanddeel is verantwoordelijk voor ongeveer 85% van de hoeveelheid vocht die gewoon hout van nature wil opnemen.

Gedrag bij herhaalde blootstelling aan vochtigheidswisselingen en praktische implicaties

Bij herhaalde blootstelling aan vochtigheidscycli van 30–90% toont thermisch behandelde hout het volgende:

• 72% minder maatverandering dan onbehandeld hout (volgens duurzaamheidsnorm EN 335)
• Geen scheurvorming na meer dan 50 cycli
• Consistente hechting voor verven en coatings

Deze betrouwbare prestatie maakt het uitermate geschikt voor badkamers, saunas en kuststructuren waar dagelijkse vochtigheidsschommelingen veelvoorkomend zijn.

Directe Vergelijking: Thermo-behandeld versus Onbehandeld Hout op Aantrekkingskracht voor Water

Laboratoriumonderdompelingsproeven tonen duidelijke verschillen:

De permanente reductie van hydroxylgroepen door thermische modificatie creëert een hydrofobe cellulaire structuur, waardoor de wateraffiniteit met 54–68% afneemt, afhankelijk van de soort.

FAQ

Wat is thermisch behandelnd hout?

Thermisch behandelnd hout is hout dat een hittebehandelingsproces heeft ondergaan zonder gebruik van chemicaliën. Deze behandeling verbetert de duurzaamheid en vochtresistentie.

Hoe vermindert thermische modificatie de wateropname van hout?

Thermische modificatie omvat het afbreken van hemicellulose, het verminderen van hydroxylgroepen en het verhogen van het ligninegehalte, wat allemaal bijdraagt aan een lagere wateropname.

Welke voordelen biedt thermisch behandelnd hout?

Thermisch behandelnd hout biedt verhoogde vochtresistentie, dimensionale stabiliteit, een langere levensduur en minder schimmelinfecties. Het is ideaal voor buitenapplicaties.

Is thermisch behandelnd hout milieuvriendelijk?

Ja, het proces gebruikt geen chemicaliën en verbetert de natuurlijke eigenschappen van hout, waardoor het zowel milieuvriendelijk als duurzaam is.