Chemie van Hout en Pyrolyse

De chemische afbraak van stoffen door de inwerking van warmte, in afwezigheid van zuurstof.

Een polymeer dat uiteenvalt of degradeert bij verhitting in plaats van te smelten.

Een stoffenmengsel dat koolstof bevat en afkomstig is van levende organismen.

Een complex organisch molecuul dat een belangrijk bestanddeel is van hout.

Andere stoffen die naast cellulose in hout voorkomen.

De vluchtige oliën die in naaldbomen voorkomen.

Het proces waarbij organische stoffen afbreken door de inwerking van micro-organismen.

De directe en indirecte producten van levensprocessen die gebruikt worden als brandstof.

Het proces waarbij hout langzaam wordt verhit tot lage temperaturen, waardoor de structuur verandert in houtskool.

De geleidbaarheid van hitte door houtskool is lager dan door hout. Dit komt door de verandering in structuur.

Houtskool is veel poreuzer dan hout, waardoor zuurstof makkelijker naar binnen kan.

Wanneer houtskool voldoende warm is en genoeg zuurstof heeft, kan het op zichzelf branden.

De overgang van langzaam brandende houtskool naar een vlammende brand, veroorzaakt door een toename van zuurstoftoevoer.

Het proces van langzaam branden van houtskool, waar de temperatuur geleidelijk toeneemt.

Een belangrijke factor die beïnvloedt of houtskool in brand vliegt, is de hoeveelheid zuurstof die het krijgt.

Tijdens het langzame verhittingsproces van hout tot houtskool wordt de meeste brandbare inhoud uit het hout verwijderd.

OSB-platen worden gemaakt van houtvezels die aan elkaar gelijmd worden met hars. De harsen in OSB hebben dezelfde ontstekings- en verbrandingseigenschappen als massief hout. Dit betekent dat OSB-platen ongeveer even lang blijven branden als hout.

Sommige kunststofbindmiddelen kunnen smelten tijdens brand en een vlam ondersteunen, net als een grote kaars. Na langdurig branden is er weinig residu over. Dit kan een gevaarlijk scenario zijn, omdat de vlam langdurig brandt en er weinig restanten zijn om de brand te blussen.

Hout bevat zuurstof in zijn structuur maar een belangrijk verbrandingsproduct van hout, houtskool, bevat geen zuurstof. Houtskool is een volledig koolstofhoudende brandstof.

Houtskool is een uitstekende brandstof, met een verbrandingswarmte van ongeveer 34 MJ/kg. Houtskool wordt gevormd door het pyrolyseren van hout, waarbij de vluchtige stoffen worden verwijderd. De niet-vluchtige bestanddelen, voornamelijk koolstof, blijven achter.

Houtskool is moeilijk te ontsteken en geeft weinig vlam omdat het weinig vluchtige stoffen bevat. De kleine blauwe vlammen die tijdens het branden ontstaan, komen van koolmonoxidegas (CO). Dit gas wordt gevormd op het oppervlak van de houtskool en verbrandt snel tot koolstofdioxide (CO2).

Een houtskoolvuur is voornamelijk een smeulvuur, zonder vlam, maar extreem heet. De vaste houtskool reageert met zuurstof in de lucht en produceert verbranding op en vlak onder het oppervlak van de brandstof.

Coke, gevormd uit steenkool of aardolie, heeft soortgelijke verbrandingseigenschappen als houtskool. Het is geen cellulosebrandstof, omdat het bijna volledig uit koolstof en koolwaterstoffen bestaat.

Niet al het hout in constructies bevindt zich in de vorm van constructiehout. Er is een grote verscheidenheid aan vervaardigde houtproducten in elk gebouw. De brandbaarheid van deze producten is niet hetzelfde als die van gewoon hout.

De snelheid waarmee materiaal vlam vat, wordt beïnvloed door de grootte, dikte en het aantal randen die blootgesteld worden aan warmte. Kleinere, dunnere materialen met meer randen branden sneller.

Plywood en fineerhout zijn samengesteld uit dunne lagen hout, gelijmd tot een paneel. Deze materialen bevorderen de snelle verspreiding van vlammen.

Door de constructie van houtlagen en lijm bevorderen plywood en fineerhout de snelle opwarming en vlamverspreiding in een brand.

De lijm die gebruikt wordt voor plywood en fineer beïnvloedt de bestendigheid tegen vocht. Sommige varianten zijn geschikt voor binnen, anderen voor buiten of maritieme toepassingen.

Plywood en fineerhout kunnen sterk vervormen en delamineren tijdens brand, waardoor de brand zich sneller verspreidt.

Een brand veroorzaakt door elektriciteit kan snel uitbreiden door dunne plywoodbekleding. Dit kan leiden tot misinterpretatie van de brandoorzaak.

Het is essentieel om tijdens een brandonderzoek verschillende mogelijke oorzaken te onderzoeken en de brandgedrag van materialend te analyseren

De brandgedrag van materialen, zoals plywood en fineerhout, kunnen de verspreiding van een brand sterk beïnvloeden.

Het smelten of vervormen van een materiaal bij verhitting.

Een polymeer dat bij verhitting smelt en daarna weer kan stollen.

Een polymeer dat bij verhitting hard wordt en niet meer smelt.

De temperatuur waarbij een materiaal begint te smelten.

De chemische afbraak van een polymeer door de inwerking van warmte, waardoor het zijn eigenschappen verliest.

Het vermogen van een materiaal om warmte door te geleiden.

De mate waarin een materiaal poriën of holtes bevat.

Wanneer de lijm onder hitte zacht wordt (of aan water of vocht wordt blootgesteld), zullen de lagen delamineren en opengaan als de pagina's van een boek. Dit maakt de dunne lagen veel gemakkelijker om aan te steken, blootlegt een sterk verhoogd oppervlak aan de vlammen en veroorzaakt relatief feller branden. In dit opzicht kan de lijm belangrijker zijn dan andere aspecten.

De meest gebruikelijke soorten multiplex verschillen niet veel in hun brandbare eigenschappen van ander hout van dezelfde dikte. Sommige geïmporteerde fineerplaten worden gemaakt met ongeschikte lijm en kunnen een brand met hen sterk versnellen.

Spaanplaat is over het algemeen moeilijker te ontsteken vanwege zijn dichte aard. Eenmaal ontstoken, gedraagt het zich als dicht opeengepakte zaagsel en is het vatbaar voor smeulbrand die moeilijk te blussen is. Langdurige blootstelling aan vocht zorgt ervoor dat veel spaanplaatachtige composietmaterialen uiteenvallen, met overeenkomstige veranderingen in hun ontstekings- en verbrandingseigenschappen.

Verschillende nieuwe producten die zijn bedoeld voor buitenveranda's worden tegenwoordig vaker gezien. Deze bestaan uit cellulose (houtmeel, houtvezels of gemalen papier) gemengd met een polyethyleen of polypropyleen kunststof bindmiddel. Ze kunnen variëren van 41 tot 65 procent houtvezels, met 31 tot 50 procent kunststof en as (mogelijk toegevoegd als vulstof of ondoorzichtige agent).

Deze producten zijn getest op ontvlambaarheid door brandende merk en op brandprestaties wanneer ze worden ontstoken door een onderdekbrander of in een kegelcalorimeter. Deze composietmaterialen zijn gebleken een verhoogde warmteafgiftesnelheid te vertonen (d.w.z. een groter vuur) dan het equivalente massieve houtmateriaal.

Ze vertonen ook een neiging om gesmolten plastic te laten druppelen terwijl ze branden (wat de kans op het verspreiden van een brand naar beneden op brandbare materialen vergroot) en om snel en zonder waarschuwing structureel te falen (wat het risico op verwondingen voor brandweerlieden verhoogt).

Andere cellulotische bouwmaterialen, die niet noodzakelijkerwijs van hout zijn gemaakt maar vergelijkbaar zijn in hun verbrandingseigenschappen, omvatten Celotex, Masonite en soortgelijke platen die zijn gemaakt van gecomprimeerd en gebondene vezelmaterialen van cellulotische aard.

De producten met lage dichtheid (zoals Celotex) werden vroeger gebruikt als akoestische tegels om plafonds te bedekken en worden vandaag de dag, in grote vellen, gebruikt als isolatie, vloerafsluiter of voor andere dergelijke doeleinden.