Houtproducten & verbindingen

Houtproducten en verbindingen spelen een cruciale rol bij het creëren van duurzame constructies, aangezien hout voor bouwtoepassingen gebonden is aan de maximale lengte en breedte van de boom. Bovendien heeft hout in verschillende richtingen verschillende sterkte-eigenschappen. Breedteverbindingen, zoals rabat, messing en groef, en lengteverbindingen, zoals vingerlassen, worden gebruikt om houten onderdelen te verkrijgen met de gewenste dimensies. Daarnaast zijn er verschillende hoek-, kruis- en halfhout-verbindingen in de timmerindustrie, zoals pen-gat-, deuvel-, tand- en zwaluwstaartverbindingen, die een grote vormvrijheid mogelijk maken.

Metalen schroeven, spijkers en bouten worden vaak gebruikt voor de bevestiging van houten delen. Bovendien kunnen diverse metalen verbindingsplaten, winkelhaken, hoekankers, balkdragers en strips worden ingezet voor het samenstellen van houten constructies. Een andere veelgebruikte methode is het onderling verlijmen van houten oppervlakken.

Houtproducten

Fineer

Fineer, lang toegepast in meubelmakerij en interieurafwerking, wordt gebruikt om houtoppervlakken af te werken. Voordat synthetische lijmen werden geïntroduceerd, werden dierlijke producten zoals beenderlijm of runderbloed als lijm gebruikt. Vanwege de bewerkelijkheid en strikte regelgeving voor het gebruik van dierlijke producten in de EU, zijn deze biobased producten vervangen door synthetische lijmen zoals Ureum formaldehyde (UF), Phenol formaldehyde (PF) of Polyvinylacetaat (PVAc). Fineer is verkrijgbaar in verschillende houtsoorten (eik, beuk, mahonie, teak, etc.) en specialiteiten (notenwortel en andere) en wordt veel gebruikt in meubelmakerij, meubelrestauratie en interieurafwerking (deuren, kasten, boten, dashboards).

Multiplex

Triplex of multiplex (plywood) wordt veel gebruikt in de bouw en meubelindustrie. Deze plaatmaterialen zijn opgebouwd uit drie of meer lagen houtfineer, die kruislings worden verlijmd, waardoor een hoge sterkte in alle richtingen ontstaat. Dunne fineerlagen (tot 0.6 mm) worden meestal verkregen door het (machinaal) schillen van rondhout over de lengte van de stam. Het hout voor de toplaag is vaak van betere kwaliteit fineer. Soms wordt ook een (decoratieve) melaminetoplaag toegepast voor de fabricage van keukenbladen, deuren of kasten. Multiplex wordt ook vaak gebruikt voor betonbekisting.

Gelamineerde houtelementen

Innovaties in bouwen met hout worden gevonden in de meerlaags verlijmde (gelamineerde) prefab houtelementen, waarmee grote overspanningen kunnen worden gerealiseerd. De lijm die hierbij gebruikt wordt, is meestal Ureum Formaldehyde (UF), Phenol Formaldehyde (PF) of Melamine Formaldehyde (MF). Vergelijkbaar met multiplex houtfineerproducten worden kruislings georiënteerde lagen planken verlijmd voor dragende vloer- en dakdelen. Gelamineerde vuren- of larikshouten balken zijn geschikt voor overspanningen en dragende constructies, zoals in sporthallen of fabriekshallen. Kruislaaghout of 'cross-laminated timber' (CLT) wordt ook wel het beton van de 21e eeuw genoemd.

Prefab elementen en logbouw

Prefab houten bouwblokken en panelen zijn de afgelopen jaren door verschillende bedrijven op de markt gebracht voor gebruik in houtskeletbouw. Deze blokken en elementen kunnen worden gestapeld als bakstenen, waardoor verlijming overbodig is. Installatie van bedrading of leidingen kan worden geïntegreerd in het ontwerp. Houtstapelbouw of logbouw wordt momenteel toegepast in verschillende nieuwbouwprojecten, waarbij massieve of gelamineerde balken gestapeld worden tot constructieve wanden die met verschillende methoden kunnen worden afgewerkt. Deze bouwmethode zou ook geschikt zijn voor zelfbouw en renovatie. Finnforest produceert houten I-liggers voor vloeren, wanden en daken.

Houtverbindingen

Houtlijmen

Er zijn alternatieve formaldehyde-vrije houtlijmen op de markt als milieuvriendelijke opties. Deze lijmen zijn gebaseerd op sojameel en kunnen ook chemische cross-linkers bevatten, zoals epichloorhydrine (C3H5ClO) of isocyanaat (methyleendiisocyanaat MDI; tolueendiisocyanaat TDI; hexamethyleendiisocyanaat HDI) of acrylaat. Een voorbeeld van zo'n lijm is SoyadTM, gemaakt van sojameel en PAE (polyamidoamine epichloorhydrine), met goede natsterkte, gebruikt in producten zoals Purebond® multiplex.

Moderne formaldehyde-gebaseerde lijmen hebben over het algemeen een lage formaldehyde-uitstoot, en producten verlijmd met deze lijmen voldoen aan de Europese emissiewaardenregelgeving. Fenol-formaldehyde lijmen (PF) worden vooral gebruikt in multiplex en HDF-platen. Decoratieve papiercoatings worden vaak geïmpregneerd met PF. Resorcine (Resorcinol formaldehyde hars, RF) wordt gebruikt voor vingerlassen en buitentoepassingen, zoals in boten. Melaminehars (melamine formaldehyde hars, MF) wordt veel toegepast in de (decoratieve) toplaag van houtvezelplaten (MDF, spaanplaat, HDF), waardoor een water- en brandwerende laag ontstaat die hard en krasvast is.

MUF-lijm is een UF-houtlijm die door toevoeging van melamine sterker en waterbestendiger wordt. Acrylaatlijmen zijn snel drogende lijmen die goede hechting en sterkte bieden. Ze bestaan vaak uit twee componenten: polycarboxylzuren en multifunctionele alcoholen die worden uitgehard met een katalysator of door UV. Cyanoacrylaat is de bekende secondelijm of superlijm. Epoxy twee-componentenlijm (bisfenol A en epichloorhydrine) is een oplosmiddelvrije lijm die door polymerisatie en vernetting van epoxide de verschillende delen aan elkaar verbindt. Epoxy wordt vaak gebruikt als reparatielijm.

Bioadhesives 

Er zijn verschillende biobased lijmen op basis van eiwitten of koolhydraten, waarvan sommige nog niet veel worden toegepast in bouwproducten, maar wel geschikt kunnen zijn. Hier zijn enkele voorbeelden:

Beenderlijm: Gemaakt van collageen dat wordt gewonnen uit slachtafval zoals beenderen, huiden en vis. Het is niet watervast en kan door temperatuur en vochtinwerking reversibel weer losgemaakt worden. Het wordt gebruikt voor het lijmen van hout (fineer) en andere binnentoepassingen, voornamelijk in muziekinstrumentenbouw en meubelrestauratie.

Caseïnelijm: Gewonnen uit koeienmelk. Naast het gebruik als etiketteerlijm wordt het ook gebruikt om kleurstoffen te binden en decoraties op pleisterkalk aan te brengen.

Plantaardige eiwitlijmen:

• • Sojalijm: In de VS op de markt als formaldehydevrij product voor multiplex en OSB.
  • Gluten eiwit: Heeft goede lijm eigenschappen maar wordt niet op commerciële schaal in de bouw toegepast als lijm.

Zetmeellijmen (stijfsel): Geproduceerd uit aardappel, tarwe, maïs of rijst. Aardappel dextrine wordt bijvoorbeeld toegepast voor papier & karton. Hiermee kunnen papier schuimen, isolatieplaten of vezel non-wovens worden geproduceerd voor bouwtoepassingen.

Cellulose derivaten:

• • Methyl cellulose lijm (MC), methylhydroxyethyl cellulose (MHEC), carboxymethylcellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose (HEC); hydroxypropylcellulose (HPC): Elk derivaat heeft zijn typische toepassing om papier of cellulose vezels te verstevigen, te binden of hydrofoob te maken.

Andere koolhydraat-gebaseerde lijmen:

• • Chitosan: Afkomstig uit garnalen.
  • Plantaardige gom zoals Arabische gom: Geeft een watergevoelige lijm en wordt gebruikt als verdikkingsmiddel in waterverf.

Furaan hars: Als hernieuwbare en milieuvriendelijkere vervanger van fenolformaldehyde hars, kan furaan hars uitstekend dienen als houtlijm. De beschikbaarheid op de markt is echter beperkt.

Gemodificeerd hout

Om hout te verduurzamen ondergaat het verschillende behandelingen. Milde thermische behandeling (150-200 °C): Hierbij worden voor schimmels en bacteriën makkelijk toegankelijke koolhydraten omgezet en onverteerbaar gemaakt, terwijl het materiaal meer waterafstotend wordt.

• ThermoWood® en Plato hout®: Naaldhout (vuren) producten die door thermische behandeling zijn verduurzaamd, waardoor ze breder inzetbaar zijn, met name voor buitentoepassingen zoals gevelbekleding, hekwerk, of schuren.
• Acyleren of veresteren van hout: Hierdoor neemt het behandelde materiaal geen water meer op, en wordt het niet meer herkend door houtafbrekende micro-organismen.
• Accoya wood: Naaldhout wordt behandeld met azijnzuuranhydride, waardoor het materiaal waterafstotend wordt en betere dimensiestabiliteit vertoont.
• Waxwood®: Een waterwerend houtproduct op basis van inheemse houtsoorten die bij verhoogde temperatuur met was zijn geïmpregneerd. Geschikt voor buitentoepassingen.
• Koolteer: In de scheepsbouw werd koolteer toegepast. Door pyrolyse van hout onder zuurstofvrije omstandigheden wordt een reactieve zwarte koolteer olie verkregen (bio-olie) waarmee hout verlijmd, gehydrofobeerd en verduurzaamd kan worden.
• Impregneren met hernieuwbare producten zoals pyrolyse olie, lignine, en furaan-harsen: Dit heeft een uitstekend verduurzamend effect, vooral op goedkopere en lichtere houtsoorten zoals populier, wilg, of naaldhout.
  
  

Vezelplaatmaterialen

Gevelbekleding

• Belang architectonische uitstraling: De gevelbekleding speelt een cruciale rol in de architectonische uitstraling van een gebouw.
• Toekomstscenario's en recycling: Overwegingen voor toekomstige materialen in de bouw nemen recycling in overweging.
• Biobased plaatmaterialen: Gebruik van biobased plaatmaterialen, waaronder gecoate, geïmpregneerde, verduurzaamde houten rabatdelen en Volkern HDF decoratieve panelen met een aanzienlijk aandeel houtvezels (ongeveer 70%).

Spaanplaat

• Veelgebruikt in bouw en meubelindustrie: Spaanplaat (Particle board) wordt in grote hoeveelheden toegepast in de bouw en meubelindustrie.
• Binding: Veelal gebonden met synthetische lijmen of harsen zoals Ureum formaldehyde (UF), Phenol formaldehyde (PF), Polyvinylacetaat (PVAc), of isocyanaat-gebaseerde binders.
• Alternatieven: Spaanplaten op basis van vlas- en hennepscheven worden geproduceerd als alternatieven met lagere formaldehyde-emissies.

MDF (Medium Density Fibreboard)

• Grootschalige toepassing: MDF wordt grootschalig toegepast in de bouw en meubelindustrie.
• Productie: Houtvezels worden besproeid met lijm (meestal UF of PUR) en geperst bij verhoogde temperatuur.
• Eigenschappen: Vlakke platen met een dichtheid van ca. 0.6-0.8 g/cm3, verkrijgbaar in standaardafmetingen van 1.22 x 2.44 m en 4-30 mm dikte.
• Extra eigenschappen: Kan worden geleverd met extra eigenschappen zoals verbeterde waterbestendigheid of brandvertraging.

Hardboard

• Productie: Hardboard wordt meestal gefabriceerd van houtvezels volgens de procedure van Mason zonder toevoeging van hars, geperst onder hoge druk en temperatuur.
• Toepassingen: Gebruikt in de meubelindustrie, voor het egaliseren van ondervloeren, en als schilderondergrond.
• Bekend als Masonietvezelplaat: Hardboard met een dichtheid van ca. 800 kg/m3, ook bekend als Masonietvezelplaat.

HDF Volkern

• Massieve hoge dichtheid vezelplaat: HDF Volkern is een massieve vezelplaat met een hoge dichtheid van 1350 kg/m3.
• Toepassingen: Veelgebruikt als gevelbekleding, in natte ruimtes zoals zwembaden en sportscholen, en voor meubels, kasten, tafel- en werkbladen.
• Productie: Gefabriceerd door het heet persen van met fenolhars behandelde houtvezels, zoals thermomechanisch vervezelde naaldhout chips of lagen van met fenolhars geïmpregneerd kraftpapier.

Oriented Strandboard (OSB)

• Sterker dan spaanplaat: OSB is sterker dan spaanplaat en vertoont eigenschappen vergelijkbaar met multiplex, maar is kosteneffectiever.
• Productie: Gemaakt van behandelde en geperste dunne houtsnippers of schilfers.
• Toepassingen: Vaak gebruikt binnenshuis en in tijdelijke bouwvoorzieningen.
• Formaldehydevrije varianten: Om te voldoen aan strengere regelgeving met betrekking tot formaldehyde-emissies, worden nu formaldehydevrije OSB-platen op de markt gebracht, gelijmd met sojalijm en isocyanaathars.

Stropanelen

• Geperste stroplaten: Historisch gebruikt als scheidingswanden en isolatiemateriaal onder de naam Halmplank.
• Huidige productie: Bedrijven zoals Ekopanely produceren nog steeds geperste stropanelen met een papieren toplaag.
• Ecoboards: In Nederland worden plaatmaterialen op basis van formaldehyde-vrije hars gebonden strovezels vermarkt onder de naam Ecoboards.
• Durra plafond- en wandplaten: Gemaakt van tarwe- of rijststro, gebonden met PVA lijm op waterbasis, met uitstekende akoestische en thermische isolatie.
• Stro-cellulose board: Niet meer geproduceerd in West-Europa vanwege milieuproblemen in de jaren '70.
• Nopriet-platen: In het verleden gebruikt als isolatieplaat, dakbeschot of wandisolatie.

Bagassevezelplaat

• Herkomst: Gemaakt van het restproduct bagasse, dat vrijkomt bij suikerrietproductie. Jaarlijks komt wereldwijd meer dan 1,2 miljard ton suikerriet vrij, waarbij ongeveer 0,4 miljard ton bagasse ontstaat.
• Beschikbaarheid op de markt: Beperkt beschikbaar in Nederland, met bijvoorbeeld Wall Art dat 3D interieurpanelen op basis van bagasse levert.
• Productieprocessen: Bagassepanelen worden vervaardigd als particle board en MDF door verlijming met UF (Ureum Formaldehyde). Diverse wereldwijde producenten, zoals in Cuba, India (Sleek Boards Ltd.), en de VS (Duracane-fabriek van Acadia Board Company), passen verschillende lijmsoorten toe, waaronder MDI-lijm.

Bamboe

• Oorsprong: Niet inheems, voornamelijk geïmporteerd uit China, en in mindere mate uit andere landen zoals Indonesië en Colombia.
• Traditioneel gebruik: Historisch toegepast in vlechtwerk en als goedkoop constructiemateriaal.
• Moderne toepassingen: Bamboe wordt tegenwoordig gebruikt voor diverse bouwmaterialen en producten voor binnen- en buitengebruik. Nieuwe verlijmingsmethoden bieden hoogwaardige bouwmaterialen voor kozijnen, vloerdelen, traptreden, enz.