Arhitektura i hemijski sastav kore kanarskog bora efikasno štite drvo od šumskih požara. Uz prirodu kao uzor, istraživači u Fraunhofer WKI, u saradnji s partnerima, razvili su premaze na bio-bazi za drvene komponente za unutrašnju i vanjsku upotrebu. Vatrootporni premazi, koji koriste funkcionaliziranu mikrofibriliranu celulozu (MFC), otporni su na vremenske uvjete i proširuju mogućnosti primjene drveta u građevinskoj industriji. Istraživači su uspjeli razviti novi pristup u proizvodnji trajnih, vatrootpornih građevinskih proizvoda zasnovanih na obnovljivim sirovinama.
U posljednje vrijeme, drvo kao građevinski materijal doživljava renesansu u Evropi. Ipak, za srednje visoke i visoke zgrade – koje su tipične za urbane sredine – drvo se i dalje rijetko koristi. Jedan od razloga za to je nedovoljna zaštita od požara koju drvo pruža. Iako su nove građevinske metode i koncepti zaštite od požara proširili mogućnosti primjene drveta u posljednjim godinama, arhitekti i inženjeri i dalje se suočavaju s izazovima. Kroz tretmane protiv požara, vatrootpornost drveta i materijala na bazi drveta može se značajno poboljšati.
U saradnji s VTT Tehničkim istraživačkim centrom Finske, Norveškim institutom za tehnologiju drveta i istraživačko-razvojnim timom kompanije Teknos Oy, istraživači u Fraunhofer WKI razvili su vatrootporne premaze za unutrašnju i vanjsku primjenu na bazi funkcionalizirane mikrofibrilirane celuloze (MFC). Ovi premazi su otporni na vremenske uvjete kada se koriste na otvorenom i poboljšavaju klimu prostora kada se primjenjuju unutra. Kao početni materijal za svoj novi razvoj, projektni partneri su odabrali prirodnu supstancu celulozu u obliku sitnih vlakana, poznatih kao mikrofibrile.
„Za unutrašnju primjenu dizajnirali smo višeslojnu makrostrukturu sličnu kori kanarskog bora. Višeslojna struktura na bazi MFC omogućava visoku propusnost vodene pare, što pozitivno utiče na kvalitet zraka u unutrašnjim prostorima. Za vanjsku primjenu koristili smo fosforiliranu MFC, kako kao dodatak u premazima za drvo, tako i hemijski vezanu direktno za vezivo tokom procesa polimerizacije. Ovo vezivanje može spriječiti ispiranje vatrootpornih sastojaka u vanjskim uvjetima,“ objasnila je dr. Claudia Schirp, voditeljica projekta u Fraunhofer WKI.
Istraživači su uspjeli napraviti MFC funkcionalnim sa fosfornim jedinjenjima, povećavši sadržaj čvrstih materija u MFC-u do maksimalnih 25 posto. Kombinacija funkcionalizirane i nemodificirane MFC poboljšala je prianjanje premaza na drvenu podlogu. U odnosu na nezaštićeno referentno drvo, svojstva zaštite od požara su poboljšana. U testovima zapaljivosti, premazano drvo pokazalo je sposobnost samogašenja i odloženo paljenje. Za unutrašnju primjenu premaza, najbolji rezultati postignuti su u kombinaciji s anorganskim dodacima u višeslojnoj strukturi.
Za vanjske premaze, MFC je primijenjen u vezivu. Istraživači su postigli uspjeh koristeći tehniku mini-emulzione polimerizacije, što im je omogućilo da u vezivo uključe vrlo visok udio od 15 posto modificirane MFC. U formulaciji su MFC i modificirana MFC korišteni i kao dodatak i u hemijskom vezivanju za polimer veziva, čime su stvoreni premazi. Radi poređenja i poboljšanja vatrootpornih performansi, u odabrane formulacije dodata je konvencionalna mješavina intumescenata. Količina primjene od 15 posto MFC u vezivu značajno je smanjila brzinu oslobađanja toplote. Vatrootporne karakteristike ostale su nepromijenjene čak i nakon tri mjeseca vještačkog izlaganja vremenskim uvjetima. Trenutno se nastavlja prirodno izlaganje, a ni nakon 17 mjeseci nije došlo do oštećenja u obliku pojave pukotina.
Vatrootporni premazi razvijeni u ovom projektu pružaju građevinskoj industriji mogućnost šire upotrebe drveta u srednje visokim i visokim zgradama. Sama drvena konstrukcija već nudi prednosti za unutrašnju klimu. S vatrootpornim premazom koji pogoduje unutrašnjoj klimi, drvena gradnja postaje još privlačnija. Kako bi dodatno proširili mogućnosti primjene drveta u građevinskom sektoru, istraživači u Fraunhofer WKI nastavit će rad na ekološki prihvatljivim biogenim vatrootpornim sredstvima za premaze za drvo.
Tekst Kanarski bor kao uzor: Premaz za zaštitu drveta od požara inspirisan prirodom preveden je sa portala Fraunhofer WKI
