Wetenschappers van de Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) hebben een onzichtbare coating uitgevonden die hout kan "brandveilig" maken.

Met de populariteit van massaontwikkeld hout in de bouwsector, is een van de grootste uitdagingen voor hout de ontvlambaarheid. Als het onbehandeld is, kan hout of hout gemakkelijk verbranden en verbranden.

Tijdens de Grote Brand van Londen van 1666 bijvoorbeeld, werd een groot deel van het centrum van Londen afgebrand omdat hout een belangrijk onderdeel vormde bij de constructie van gebouwen. Tegenwoordig worden de meeste gebouwen gebouwd met een combinatie van staal, beton en glas, die allemaal relatief minder brandgevoelig zijn.

In de afgelopen tien jaar wint massa geproduceerd hout aan populariteit dankzij lagere kosten en snellere constructie, wat een productiviteitswinst tot 35 procent oplevert. Als het hout wordt geoogst uit duurzaam beheerde bossen, heeft het ook een lagere CO2-voetafdruk in vergelijking met stalen of betonnen gebouwen.

Huidige praktijken om het interieur van houten gebouwen tegen brand te beschermen, vereisen het gebruik van brandvertragende panelen (meestal gips- en magnesiumplaten) of het hout moet worden gecoat met verfachtige brandvertragende coatings, die beide het natuurlijke hout verbergen houtnerf.

Ter vergelijking:de nieuwe onzichtbare coating die door NTU is ontwikkeld, zorgt ervoor dat de natuurlijke schoonheid van hout kan schitteren en kan toch een vlambarrière vormen wanneer het door vuur wordt "geactiveerd".

Deze vuurvaste coating is uitgevonden door een team onder leiding van universitair hoofddocent Aravind Dasari van de NTU School of Materials Science and Engineering en is slechts 0,075 millimeter dik en zeer transparant, waardoor deze onzichtbaar is voor het blote oog.

Bij verhitting door een hete vlam vindt een reeks complexe chemische reacties plaats, waardoor de coating een verkoling wordt die uitzet tot meer dan 30 keer zijn oorspronkelijke dikte. Deze verkoling voorkomt dat het vuur het onderliggende hout verbrandt, zoals blijkt uit een geaccrediteerde laboratoriumtest.

"De meeste houten of houten panelen hebben alleen een transparante laag die ze beschermt tegen vocht, weerscorrosie, termieten of ongedierte, en zijn niet ontworpen om hoge hitte te weerstaan. Hout kan dus nog steeds heel snel verbranden, vooral als het onbeschermd is", legt uit Assoc Prof Dasari, een expert in brandvertragende materialen.

"In onze coating hebben we technologie gebruikt om bepaalde verbindingen te vergrendelen en een interactie aan te gaan met de hars. Ze zullen actief deelnemen aan de chemische reacties op een systematische manier wanneer ze worden blootgesteld aan hoge hitte, wat leidt tot de vorming van char. Deze char is ontworpen om extreem hittebestendig, isoleert het onderliggende hout tegen de hoge hitte."

NTU Vice President (Innovation and Entrepreneurship) Professor Louis Phee, beschreef deze innovatie als een revolutionaire stap voorwaarts voor de houtbouwindustrie.

"Door gebruik te maken van de sterke punten van NTU op het gebied van materiaalwetenschappen en engineering, is dit een voorbeeld van hoe fundamenteel onderzoek kan worden vertaald in commerciële toepassingen met een hoge impact, aangezien de onzichtbare coating zowel de veiligheid als de esthetiek in de houtconstructie verbetert met weinig tot geen nadelen", zegt prof. zei Phee.

"Innovaties zoals deze zijn wat NTU kan bieden aan spelers uit de industrie die graag met ons willen samenwerken om technologieën in licentie te geven, te commercialiseren en aan te passen die kunnen worden gebruikt om unieke producten te creëren die het concurrentievermogen van Singapore op de wereldmarkt zullen waarborgen."

Het NTU-team is nu in licentiebesprekingen met verschillende bedrijven. Venturer Timberwork onderzoekt actief het gebruik van deze innovatieve coating om hun in massa vervaardigde houten elementen te beschermen in een van hun huidige projecten.

Het versterken van de brandweerstand van samengesteld hout is van cruciaal belang om de toepassing van deze technologie in een groter deel van de gebouwde omgeving te vergroten, zegt Kevin Hill, algemeen directeur van Venturer.

"Bij Venturer geloven we, net als andere belanghebbenden in de massale houtbouwsector, dat meer nieuwe projecten zullen kijken naar het gebruik van deze nieuwe coatingtechnologie als de brandweerstand kan worden verbeterd. Het heeft het potentieel om de kosten te verlagen en de afhankelijkheid van andere, duurdere oplossingen, zoals zoals het gebruik van dikker hout om de verkolingslagen te vergroten, of door het hout in te kapselen met vuurplaten, wat de schoonheid van deze duurzame en productieve bouwtechnologie tenietdoet."

Er wordt verwacht dat er veel vraag zal zijn in de bouwsector naar deze nieuwe coating, aangezien houten gebouwen moeten voldoen aan specifieke brandvoorschriften voor gebouwen die zijn vastgesteld door regelgevers.

Er zijn slechts een paar producten op de markt die zowel transparantie als brandvertraging kunnen bieden. Products which claim to have both properties currently are either extremely prohibitive in cost or are unable to pass international standards required for industrial use.

In industry-standard tests, such as the Single Burning Item tests conducted at a third-party accreditation laboratory, the made-in-NTU coating achieved the highest class possible. When exposed to a high-temperature flame, the coating generated very little smoke and is able to prevent the flames from spreading.

When the char is scraped off, the wood underneath is still intact, proving the efficiency of the coating to protect the wood.

This is important as in a case of a fire, construction materials need to be fire retardant and relatively smoke-free to allow for the safe evacuation of occupants in a building.

The global fire-resistant coating industry is also expected to grow to US$1.06 billion market by 2029 in a recent report by Exactitude Consultancy. + Verder verkennen

Eco-glue can replace harmful adhesives in wood construction