Выбор наиболее подходящей и экономичной породы дерева для применения в наружной архитектуре имеет решающее значение для долгосрочной производительности. Важными факторами, которые следует учитывать, являются устойчивость древесины к разложению и насекомым, стабильность ее размеров и способность подвергаться механической обработке, брать и удерживать крепежные элементы и окрашиваться.
Липа американская (также называемая тюльпанным деревом) в последние годы вновь обрела популярность благодаря своей стоимости и большой распространенности.
В данной публикации будут рассмотрены положительные и отрицательные свойства липы американской как продукта для наружной архитектуры зданий и описаны продолжающиеся усилия по повышению его долговечности.
Липа американская и ее место в истории
До начала 20 века липа американская (Liriodendron tulipifera L.) широко использовалась во всем своем ассортименте (В Среднеатлантических, Средне-Южных и Средне-Западных Штатах Америки) для наружного и внутреннего применения. По мере истощения лесов липы американской в этих районах, лесопромышленность смещалась на запад и юг для поиска новых источников древесины.
В результате западные и южные сосновые породы заменили липу американскую. Для наружного применения, где вероятность распада и нападения насекомых выше, красная древесина и западный красный кедр стали предпочтительными породами деревьев. Древесина из этих пород, возраст которых составлял 150 лет и более, была оценена как устойчивая к гниению и насекомым.
На пороге XXI века эти высококачественные породы красного дерева, кипариса и западного красного кедра находятся в дефиците и являются очень дорогостоящими.
В то же время, ресурсы липы американской восстановились, и имеются достаточные запасы относительно недорогостоящей древесины. И поскольку липа американская была когда-то отличным видом для наружных работ, многие люди снова используют ее в этих целях.
Физико-механические свойства
Физико-механические свойства липы американской имеют промежуточный рейтинг по строганию, профилированию, токарной обработке и сверлению. Поскольку древесина имеет промежуточную плотность, она подвержена размыванию или разрыву.
При 12-процентном содержании влаги стандартный вес древесины липы американской сравнительно легкий и весит 29,4 фунта на кубический фут. Однако вес древесины может существенно варьироваться. Благодаря этому легкому весу, механические свойства липы американской ниже, чем у более плотных пород деревьев.
Однако прочность на изгиб липы американской (модуль упругости при разрыве, или MOR) и ее жесткость, которая измеряет, насколько хорошо она сопротивляется деформации (модуль упругости эластики, или MOE), относительно высока по сравнению с другими породами деревьев с аналогичной плотностью.
Для строительных пиломатериалов механические свойства липы американской сопоставимы с широко используемой категорией древесины хвойных пород.
Древесина липы американской легко высыхает при умеренном графике сушки в печи. Однако при неправильной укладке в штабель это может привести к деформации. При использовании древесина несколько нестабильна.
Поэтому она должна быть приспособлена к среднему содержанию влаги, которое на нее будет воздействовать при использовании и надежно закреплена. Стандартные гвозди с хвостовиком и использование винтов с силовым приводом помогут уменьшить проблемы со стабильностью.
Текущие и необходимые исследования и маркетинговые усилия
Поскольку липа американская - относительно мягкий и недорогой материал, то при производстве возникает большой процент недолговечной бракованной древесины, необходимы дополнительные исследования для обеспечения ее долгосрочной работы для наружного применения на поверхности зданий.
Исследовательская лаборатория древесины Университета Пердью осуществила исследовательский проект по изучению обрабатываемости липы американской с консервантами. Ведется дополнительная работа, чтобы лучше понять, как сопротивляться естественному распаду сердцевины данной древесины.
Проведенные недавно испытания на адгезию краски также показали, что давление древесины, обработанной консервантом и водоотталкивающим веществом, реагирует примерно так же, как и необработанный химикатами срез липы американской на водоотталкивающий эффект.
Таким образом, долговременная работа краски на покрытых консервантом и водоотталкивающей обработкой областях липы американской не подвергается опасности.
Другая возможность повышения сопротивляемости распаду называется термообработка или "тостирование". Тосты были разработаны в Европе, так как традиционные консерванты для древесины были выведены из оборота.
Древесина нагревается до относительно высоких температур в отсутствие кислорода. Это осветляет дерево и изменяет его молекулярную структуру. В результате древесина приобретает некоторую сопротивляемость распаду.
Термическая обработка также помогает стабилизировать древесину. Однако при высоких температурах древесина также может испытывать потерю механических свойств. Обработка представляет собой уравновешивающий эффект, который сводит к минимуму снижение благоприятных свойств древесины и одновременно повышает сопротивляемость распаду.
