Houtaantasting onder water René Klaassen Informatieavond funderingsproblematiek 10 december 2008
Inleidingtekst Houtaantasting onder water Mijn naam is René Klaassen en werk bij SHR in Wageningen. Het houtinstituut SHR doet houtonderzoek in de breedste zin van het woord, testen (certificering) en ontwikkelen van houten producten voor de timmerindustrie (ramen, deuren, kozijnen), meubelindustrie, verduurzaamd hout, houtmodificatie, het lijmen en verven van hout, houtconstructies, plaatmaterialen, eigenschappen van tropische houtsoorten. Verder in kaart brengen en oplossen van problemen met hout in de toepassing (schades als verkleurd, gescheurd, gebroken en verrot hout). Dat doen we voor nieuwbouw, maar ook voor monumenten en de archeologie en hierbij staat aantasting centraal. We weten veel over aantasting en binnen SHR is dat mijn werkveld en ik hoop u vanavond enige inzicht te kunnen over het proces van aantasting in houten heipalen. Info avond heipalen 10 12 2008
SHR Hout Research
SHR Hout Research
SHR Hout Research
SHR Hout Research
Aantasting een inleidingtekst Houtaantasting onder water Droog hout wordt niet aangetast. Er is dan te weinig vocht voor micro-organismen. Echter drooghout kan wel door insecten worden aangetast zoals hier te zien is: houtworm, huisboktor. We zijn er lang vanuit gegaan dat waterverzadigd hout ook niet wordt aangetast. Micro-organismen hebben namelijk zuurstof nodig. Het wateren van hout van een manier om aantasting te voorkomen. Hier ziet u palen in water dat met zuurstof is verzadigd en hier vindt wel aantasting door schimmels plaats. Dit kan alleen als er heel veel turbulentie is dus bij watervallen en door schroeven van schepen. Info avond heipalen 10 12 2008
SHR Hout Research
Aantasting een inleidingtekst Houtaantasting onder water Hier ziet u palen die met de kop ver boven de grond uitsteken en met hun punt tot in het grondwater komen. De palen zijn bovenin droog alleen vanuit boven kan regen in wateren. Hier is dus water en lucht (zuurstof) en binnen één jaar kan een niet duurzame houtsoort (beuk en grenen) volledig zijn weggerot door schimmels (wit of bruinrotters). Verder naar onder is het hout droog en gebeurt niets. Nog lager maakt optrekkend vocht de paal vocht en nog lager waterverzadig. Dan zit je al in de grond en vanuit de grond komt lucht met zuurstof bij de paal en ontstaat in het waterverzadigde hout aantasting. Onder het grondwater is geen zuurstof en stopt de schimmelaantasting. Info avond heipalen 10 12 2008
foto: FUGRO foto WARECO
BACPOLES SHR Hout Research
Aantasting een inleidingtekst Houtaantasting onder water De schimmels die nat hout kunnen aantasten alleen met aanvoer van zuurstof vanaf de omgeving rondom de paal noemen we softrot. Deze vorm van aantasting gaat een factor 10 langzamer dan de aantasting in vochtig hout. Onderwater waar geen zuurstof wordt hout aangetast door bacteriën. Deze aantasting is weer een factor 10 langzamer dan softrot. Hout lijkt onaangetast maar toch is bij deze sterk aangetaste Zaanse paal nauwelijks nog sterkte aanwezig. In tegenstelling tot schimmelaantasting die alleen de kop van een paal aantast die boven water uitsteekt, tasten bacteriën de paal over de hele lengte aan. Info avond heipalen 10 12 2008
SHR Hout Research
Hout algemeen tekst Houtaantasting onder water Er zijn met name vuren en grenen palen in Nederland gebruikt. We schatten in dat er zo n 25 miljoen in de grond staan. Hier in Rotterdam vinden we ook wel dennen palen en bij oude funderingen ook wel populier, eik en els. De verschillende houtsoorten hebben effect op de weerstand tegen rot. Hiervoor moet u weten dat hout uit kernhout en spinthout bestaat. Spinthout is open (grenen is opener dan vuren) het kernhout zit vol met fungicide (veel bij grenen, nauwelijks bij vuren en dennen) Info avond heipalen 10 12 2008
Uit Nilsson & Björdal 2008 SHR Hout Research
Bacteriële aantasting tekst Houtaantasting onder water Bacteriële aantasting wordt veroorzaakt door een consortium van bacteriën die afhankelijk van elkaar zijn. Hier ziet u ze ongeveer een 2 duizendste mm lang. De een soort leeft van de afvalstoffen van de ander. Houtaantastende bacteriën komen altijd en overal voor en het zijn heel gespecialiseerde micro-organismen. Ze kunnen onder hele arme omstandigheden, sterker nog, ze willen hebben hele arme omstandigheden nodig om te groeien. Hout is arm aan voedingsstoffen en de omgeving moet arm aan voedingsstoffen zijn, lekkende rioleringen hebben dus geen positief effect in deze zin. De snelheid van aantasting ligt maximaal op 1 mm/jaar, dus elk jaar kan een heipaal een schil van 1 mm verliezen. Voor een Rotterdamse paal van 25 cm betekent dit dat na 100 jaar slechts een diameter van 5 cm over is. Info avond heipalen 10 12 2008
Foto, Leuschner, Göttingen, 6000 jaar oude grove den
Bacteriële aantasting tekst Houtaantasting onder water Echter deze snelheid wordt alleen gehaald in bodems met sterke grondwaterdynamiek. Zit er geen beweging in het grondwater dan is er geen aantasting en blijven palen duizenden jaren onaangetast zoals deze 6000 jaar oude grove dennen. Houtsoorten met een open houtstructuur (zoals grenen) zijn veel gevoeliger voor bacteriële aantasting dan houtsoorten met een gesloten structuur zoals vuren (helft van de snelheid van aantasting). Houtsoort en bodemomstandigheden bepalen snelheid van aantasting. Info avond heipalen 10 12 2008
SHR Hout Research
SHR Hout Research
Softrotaantasting tekst Houtaantasting onder water Zoals gezegd gaat softrot aantasting 10x zo snel als bacteriële aantasting. Dus maximaal 10 mm/jaar en in 10 jaar is van een Rotterdamse paal van 25 cm nog maar 5 cm diameter over. Softrot ontstaat alleen bij aanraking met lucht en dit kan alleen voorkomen bij droogstand. Als een paal niet meer met zijn kop omgeven wordt door de bodem (zoals hier te zien is) dan leidt peilverlaging snel tot luchttoevoer en tot softrotactiviteit. Softrotschimmels komen altijd en overal in de bodem voor. Droogstand leidt dus altijd tot schimmelactiviteit. Info avond heipalen 10 12 2008
SHR Hout Research
Softrotaantasting tekst Houtaantasting onder water Waterpeilverhoging stopt de aantasting meteen. Echter is er reeds sprake van schimmelinfectie (eerste keer droogstand) dan zullen de grote hoeveelheid sporen die in het hout zijn achtergebleven snel ontkiemen en de aantasting snel op gang brengen. U kunt u voorstellen dat paalhout water aanvoert vanuit de diepere bodemlagen waarmee het hout waterverzadigd blijft. Bij langshout is dit niet mogelijk en uitdroging en daarmee luchttoevoer in het hout treedt eerder op. Langshout wordt sneller aangetast dan paalhout. Niet alleen omdat het hoger ligt en bij droogstand eerder droog staat maar ook omdat het eerder uitdroogt. Info avond heipalen 10 12 2008
SHR Hout Research
Softrotaantasting tekst Houtaantasting onder water De natuurlijke weerstand van houtsoorten tegen schimmelaantasting is verschillend. Kijkend naar maximale snelheden dan is dat in grenen en vurenspint 10 mm/jaar, maar in vurenkern 5 mm/jaar en in grenenkern 2 mm/jaar. Hierbij is ook de hoeveelheid spinthout van belang. Palen hebben altijd de hele weinig duurzame spintrand terwijl bij balkhout veel spint is weggezaagd en er hout achterblijft met een hogere weerstand tegen schimmelaantasting. De twee tekeningen hier laten dit zien en bovendien dat de ene boom meer spint maakt dan de andere boom. Softrot ontstaat altijd bij droogstand maximale snelheid circa 10 mm/jaar Info avond heipalen 10 12 2008
Uit Berendse 1997 SHR Hout Research
SHR Hout Research
SHR Hout Research
Maatregelen tekst Houtaantasting onder water Softrot kan locaal ontstaan door lekkende riolen of verdampende bomen Softrot kan ook ontstaan bij ontgravingen. Zoals hier bij herstel werkzaamheden aan het stoomgemaal Mastenbroek. Afhankelijk van de paaldiameter en paalkwaliteit kan een paal wel enkele weken droogstand verdragen. Zeker als de temperatuur laag is want bij 4 C is er nauwelijks schimmelactiviteit maar in de zomer met 25 C kan aantasting snel gaan. Bij een bodemsaneringsoperatie zoals hier in Rotterdam kan ook overwogen worden om de palen in te smeren met een verduurzamingsmiddel (boorzuur) waardoor de eerst infectie en uitgroei wordt tegen gegaan. Info avond heipalen 10 12 2008
Model: Museum of Flekkefjord, picture Niels Bonde SHR Hout Research
SHR Hout Research
Maatregelen tekst Houtaantasting onder water Voor bacteriële aantasting dus aantasting onder water weten we nog te weinig over de precieze relatie met grondwaterdynamiek. De 14.000 Poolse vuren palen zijn op dit moment gezond en 350 jaar oud. Of de veranderende hydrologisch situatie door de aanleg van de Noord Zuidlijn effect heeft op de kwaliteit van de palen dat kunnen we niet met zekerheid zeggen. Wel is duidelijk dat dat effect pas over 25 of langer zichtbaar wordt en dan is niemand meer verantwoordelijk. We hebben door jaren lang onderzoek wel mogelijke conserveringstechnieken op het oog maar deze moeten in de praktijk worden uitgeprobeerd en omdat het hier om langjarige processen gaat en om mogelijke enorme schadeposten houdt de Nederlandse overheid zich hierbij afzijdig. Info avond heipalen 10 12 2008
SHR Hout Research
SHR Hout Research
(Rotterdam ø palen 250 mm, 14,5 meter lang, nauwelijks aangetast) foto Fugro SHR Hout Research
SHR Hout Research
Samenvattend Houtaantasting onder water Houten heipalen worden onder water altijd aangetast Houten heipalen zijn robuust Aantastingsnelheid onder water 0 tot 1 mm/jaar bij droogstand 2 tot 10 mm/jaar bij sterke droogstand 100 mm/jaar Snelheid van aantasting onder water is in Rotterdam laag Opheffen droogstand stopt direct de softrotactiviteit Verrot is verrot Info avond heipalen 10 12 2008