Плугін Дмитро Артурович. Клеєний дерев'яний брус підвищеної тріщиностійкості

brief description

Плугін Дмитро Артурович. Клеєний дерев'яний брус підвищеної тріщиностійкості: дисертація канд. техн. наук: 05.23.05 / Харківський держ. технічний ун-т будівництва і архітектури. - Х., 2003.

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 (OHу целюлози і ЕД,С=Оу ІКС і ацетону) чи позитивним (OCH3у лігніну,NH2у 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 товщиниdЦВ(0,62ч2,2)нмі діелектричної проникностіeшару води на волокнах целюлози.
6. Виведені рівняння: - адгезійної міцностіRАміж целюлозовміщуючою стінкою трахеїди і лігніном і когезійної міцностіRКлігніну, встановлені необхідні характеристики розроблюваного клею - адгезія до целюлозиRА7МПаі когезійна міцністьRК11МПа; - розтягуючі напруження у лігнінових прошаркахsлвід усушки і сили набухання деревиниFнабу 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.