Анотація до роботи:

Плугін Д.А. Клеєний дерев'яний брус підвищеної тріщиностійкості. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 – будівельні матеріали і вироби. Харківський державний технічний університет будівництва і архітектури. Харків, 2003.

Розвинуті уявлення про механізм усушки, набухання та склеювання деревини, розроблені еквівалентні схеми та математичні моделі формування міцності адгезійних та когезійних контактів в деревині та на границі деревина-клей.

Встановлено критерії в'язкості клейового складу і міцності клейового з’єднання деревини, на основі яких розроблено оптимальний склад КС-2.

Розроблені оптимальний клейовий склад, технологічні характеристики і технологія виготовлення клеєних дерев'яних брусів.

Технологія виготовлення клейового складу КС-2 та клеєних дерев'яних брусів успішно пройшли виробничі випробування на Костопільському ДБК та Коростянскій дистанції лісозахисних насаджень Південно-Західної залізниці. Дослідні партії клеєних мостових брусів впроваджені на залізничних мостах Південної та Південно-Західної залізниць. Розроблені відповідні нормативні документи.

Ключеві слова: клеєні дерев’яні бруси, механізми, усушка, набухання, тріщиностійкість, міцність, клейовий склад, технологія.

1. Створення клеєних дерев'яних брусів з високою тріщиностійкістю і довговічністю дозволить підвищити надійність і безпека руху поїздів на металевих залізничних мостах, вирішити проблему дефіциту високоякісної великорозмірної деревини.

2. В основу розробки таких брусів покладені конструктивні і технологічні критерії - вертикальне розташування елементів і герметизація від зволоження, недорогий клейовий склад з інден-кумаронової смоли ІКС, ацетону Ац і епоксидної смоли ЕД в оптимальному співвідношенні, що забезпечує виборчу адгезію до целюлози і лігніну деревини, високі тріщиностійкість, водонепроникність і електроопір брусів і шпал.

3. Для проведення досліджень у дисертації удосконалені і розроблені: - методика виміру умовної в'язкості в середовищі, насиченої парами ацетону; - метод електронно-мікроскопічного дослідження субмікроскопічної і надмолекулярної структури досліджуваних систем з додатковим збільшенням за допомогою сканера і ПЕОМ; - методика оцінки зусиль набухання в деревині брусів і шпал за допомогою каліброваних полімеркомпозиційних хомутів і ін.

4. Електроповерхневі властивості і взаємодії обумовлені наявністю дипольних функціональних груп у досліджуваних матеріалах, повернених назовні негативним (OH у целюлози і ЕД, С=О у ІКС і ацетону) чи позитивним (OCH₃ у лігніну, NH₂ у затверділої ЕД) полюсами, що забезпечує міцність деревини і виборчу адгезію клейового складу до неї.

5. Поглиблені уявлення про структуру: - деревини, клейового складу і їхніх компонентів на субмікроскопічному і надмолекулярному рівнях, надані електронно-мікроскопічні зображення, морфологічні ознаки, геометричні характеристики і електроповерхневі властивості субмікроскопічних і надмолекулярных часток (СМЧ і НМЧ) лігніну, ІКС і ЕД і волокон (СМВ і НМВ) целюлози; - гігроскопічної води в прошарках целюлози, дана схема її адсорбційного шару з урахуванням структури молекулярних асоциатів, уточнені схеми подвійних електричних шарів ПЕШ, визначені значення товщини d^Ц_В (0,62 ч2,2) нм і діелектричної проникності e шару води на волокнах целюлози.

6. Виведені рівняння: - адгезійної міцності R_А між целюлозовміщуючою стінкою трахеїди і лігніном і когезійної міцності R_К лігніну, встановлені необхідні характеристики розроблюваного клею - адгезія до целюлози R_А 7 МПа і когезійна міцність R_К 11 МПа; - розтягуючі напруження у лігнінових прошарках s^л від усушки і сили набухання деревини F_наб у залежності від її вологості; - еластичних деформацій клеєного бруса. Виконаний комплекс експериментальних фізико-механічних, електронномікроскопічних, електрокінетичних, ІЧ-спектроскопічних досліджень підтвердив коректність цих рівнянь і розроблених теоретичних уявлень про міцність, усушку і набухання деревини, тріщиностійкість клеєних дерев'яних брусів і шпал.

7. Розроблено клейовий склад КС-2 і технологія виготовлення клеєних дерев’яних брусів, що успішно пройшли виробничі й експлуатаційні випробування. Розроблено Технічні умови України ТУУ- 01116472-087-2002 "Бруси мостові дерев'яні клеєні для залізниць широкої колії", а також "Інструкція по виготовленню клеєних дерев'яних мостових брусів". Отримані 2 патенти на винаходи. Матеріали дисертації використовуються в навчальному процесі.

Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Павлова Л.В., Плугін Д.А., Куряча В.А. та ін. Шляхи підвищення міцності композицій на основі деревини та активного мулу // Тези допов. 55 науково-технічної конференції кафедр інституту та спеціалістів залізничного транспорту. – Харків: ХІІТ, 1993. – С.29. (особистий внесок (о.в.) - проведення експериментів і обробка результатів).

2. Плугин А.Н., Павлова Л.В., Плугин Д.А. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий. Патент 2082697RU, МКС С04В 38/00, 18/26. Опубл. 27.06.97, бюлл. № 18 (о.в. - дослідження і підбір оптимального складу сировинної суміші).

3. Plugin A.N., Pavlova L.V., Plugin D.A. Building Materials with Biological Solids // The 1-st Hungarian-Ukrainian Conference on Carpathian Euroregion Ecology. Uzhgorod, 1994. – P 15. (о.в. - проведення експериментів і обробка результатів).

4. Научные и технологические основы утилизации активного ила / Павлова Л.В., Ленский В.В. Пинчук В.В., Плугин А.Н., Плугин Д.А. // Сборник трудов по технической химии. – Киев: УХО, 1997. – С.346 – 350. (о.в. - обґрунтування використання активного мулу в якості наповнювача у клейовий склад для деревини).

5. Плугін А.М., Плугін Д.А., Мірошніченко С.В.та ін. Методика кількісної оцінки вя'зкотекучих рідин за допомогою віскозиметрів типу ВЗ-4 // Проблеми надійності та довговічності інженерних споруд та будівель на залізничному транспорті. Зб.наук.пр. - Харків: ХарДАЗТ, 2000. - Вип. 37.-С. 14-20. (о.в. - ідеї і математичне обґрунтування критеріїв клейового складу по в’язкості і міцності).

6. Дослідження структури кам’яновугільно-епоксидних композицій / Плугін А.М., Возненко С.І., Мірошніченко С.В., Плугін Д.А., Коршиков Л.А. // Проблеми надійності та довговічності інженерних споруд і будівель на залізничному транспорті: Зб.наук. праць.- Харків: ХарДАЗТ, 2000.- Вип. 37. - С.21-26. (о.в. - аналіз и опис мікрорівня структури кам’яновугільно-епоксидних композицій).

7. Плугін А.А., Плугін А.М., Кудренко С.М., Плугін Д.А. Понаднормативна довгочасна повзучість бетону в залізобетонній конструкції місткісної споруди // Проблеми надійності та довговічності інженерних споруд і будівель на залізничному транспорті: Зб.наук. праць. - Харків: ХарДАЗТ, 2000.- Вип. 37. - С.32-44. (о.в. - визначення структурних характеристик "старого" бетону).

8. Відновлення та захист промислових будівель та споруд на залізничному транспорті. / Плугін А.М., Плугін А.А., Калінін О.А.,.…Плугін Д.А. - Ч.1.- Харків: ХарДАЗТ, 2000. – 121 с. (о.в. - розділи 3.4, 3.5, 3.10 – 3.13).

9. Відновлення та захист промислових будівель та споруд на залізничному транспорті / Плугін А.М., Плугін А.А., Калінін О.А., Мірошниченко С.В., Возненко С.І., Шумик Д.В., Плугін Д.А. - Ч.2. - Харків: ХарДАЗТ, 2000. - 62 с. (о.в. - розділ 12).

10. Плугін А.М., Плугін Д.А., Мірошніченко С.В. Дослідження реологічних та міцнісних властивостей нових клейових складів для дерев’яних конструкцій // Композиційні матеріали для будівництва. Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. Зб.наук.пр. Вип. 2000-2 (22).-Донецьк: ДонДАБА, 2000.-С.28-31. (о.в. - удосконалення методики визначення умовної в’язкості полімерних композицій в середовище, що насичене парами ацетону, обробка результатів).

11. Плугін Д.А., Трикоз Л.В., Плугін А.М. та ін. Структурні елементи хвойної деревини та їх роль у формуванні міцності. // Питання підвищення надійності залізничної колії та інженерних споруд. Зб.наук.пр. - Харків: ХарДАЗТ, 2001.- Вип. 48.-С. 10 - 20. (о.в. - вибір ідентифікаційних ознак структури деревини).

12. Теоретические основы создания клееных деревянных мостовых брусьев и совершенствования технологии их изготовления. Структура и электроповерхностные свойства древесины / Плугин А.Н., Плугин Д.А., Трикоз Л.В.//Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА; ХОТВ АБУ, 2001. - Вип.13. – С 219-229. (о.в. – кількісна оцінка впливу структури і властивостей деревини на її міцність).

13. Теоретические основы создания клееных деревянных мостовых брусьев и совершенствования технологии их изготовления. Природа прочности древесины / А.Н.Плугин, Д.А.Плугин, Л.В.Трикоз, А.А.Плугин, С.В.Мирошниченко, О.А.Калинин, Л.А.Коршиков // Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА; ХОТВ АБУ, 2001. - Вип.14.- С.167-175. (о.в. – розвиток еквівалентних схем адгезійних електрогетерогенних контактів в деревині і когезійних – в лігніні).

14. Эксплуатационные исследования деформационных характеристик тонкостенной железобетонной конструкции ванны бассейна "Локомотив" в г. Харькове / А.А.Плугин, А.Н.Плугин, С.Н. Кудренко, Д.А.Плугин, О.А.Калинин // Залізничний транспорт України. - 2001- №3(24).- С.25-27. (о.в. – розробка схеми вимірювання деформацій, обробка і аналіз даних вимірювань).

15. Теория удобоукладываемости бетонных смесей. Пластичность / А.Н.Плугин, А.А.Плугин, О.А.Калинин, С.В.Мирошниченко, Д.А.Плугин, С.Н.Кудренко // Науковий вісник будівництва.- Харків: ХДТУБА; ХОТВ АБУ, 2002.- Вип.17.- С.132-142. (о.в. – дослідження впливу товщини шару води на пластичність бетонної суміші).

16. Теория удобоукладываемости бетонных смесей. Жесткость / А.Н.Плугин, А.А.Плугин, О.А.Калинин, С.В.Мирошниченко, Д.А.Плугин, С.Н.Кудренко // Науковий вісник будівництва.- Харків: ХДТУБА; ХОТВ АБУ, 2002.- Вип.18.- С.122-129. (о.в. - дослідження впливу товщини шару води на жорсткість бетонної суміші).

17. Плугин Д.А. Механизм усушки и набухания древесины // Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вып. 43. – К.: Техніка, 2002. – С. 289 – 295.

18. Плугин Д.А. Механизм развития трещин в деревянных конструкциях от набухания древесины после их усушки // Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА; ХОТВ АБУ, 2002.- Вип.19.- С.77-85.