W jaki sposób karbonizacja sprawia, że drewno staje się ognioodporne?

Aby zmniejszyć naturalną skłonność drewna do zapalania się, ludzie przez tysiące lat opracowali różne techniki zwiększające jego odporność. Firma Product-Proof opracowała wiele różnych metod ochrony drewna w budynkach przed ogniem. Rozwiązania sięgają od środków ogniochronnych pochodzenia roślinnego, poprzez woski i powłoki, aż po lakiery i farby na bazie ropy naftowej.

Co ciekawe, jedną z najstarszych i najskuteczniejszych metod ochrony drewna przed ogniem jest sam ogień! Proces nakładania ciepła i ognia na zewnętrzną stronę produktu z drewna przez krótki okres czasu zmienia zarówno strukturę komórkową, jak i przewodnictwo termodynamiczne drewna.

Z chemicznego punktu widzenia można powiedzieć, że drewno składa się z dwóch składników: celulozy i ligniny. Celuloza jest tym, co sprawia, że drzewo rośnie. Jest to skład, który nadaje młodej roślinie jej elastyczną siłę. Liście i świeże pędy składają się głównie z celulozy. Lignina odkłada się w strukturze drzewa w miarę jego starzenia się i jest twarda, wytrzymała i krucha. Mówi się, że stary pień drzewa zawiera o wiele więcej ligniny niż świeży pęd na końcu gałęzi.

Podczas spalania drewna miększa, bardziej reaktywna celuloza odparowuje i spala się, podczas gdy twardsza lignina staje się trudniejsza do spalenia. Co więcej, do ponownego zapłonu ligniny potrzeba znacznie więcej ciepła. Ponadto, zewnętrzna warstwa zwęglonego drewna działa jak izolator.
Gdy zwęgla się powierzchnię okładziny lub ogrodzenia, to w rzeczywistości spala się zewnętrzna celuloza. To, co pozostaje, to sczerniała lignina. Ponowne rozpalenie zwęglonej drewnianej okładziny lub ogrodzenia wymaga znacznie wyższych temperatur i dłuższego kontaktu z płomieniem.

Przykład praktyczny. Jeśli rozpalisz ognisko i kiedy polana są w połowie spalone, ogień gaśnie. Jeśli wrócisz później i spróbujesz ponownie rozpalić ten węgiel, to w rzeczywistości jest to znacznie trudniejsze, ponieważ nie zawiera on już żadnych łatwo zapalających się związków celulozy.