Анотація до роботи:

Антонюк Н.Р. Сухі будівельні полімерцементні суміші з целюлозним волокном. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 – Будівельні матеріали і вироби. – Одеська державна академія будівництва і архітектури. Одеса, 2004.

Дисертація присвячена покращенню технологічних і експлуатаційних властивостей штукатурних композицій із сухих сумішей за рахунок раціонального використання в них спеціальних целюлозних волокон. Науково обґрунтована і експериментально підтверджена доцільність введення таких целюлозних волокон в цементнополімерні композиції. Встановлені закономірності впливу волокон, метілцелюлози і наповнювача на характеристики течії технологічних сумішей (ефективну в'язкість, темп руйнування структури і тиксотропію). Для сухих полімерцементних сумішей з целюлозними волокнами визначені їх водопотреба і водовіддача за умови рівності в'язкості. По експериментально-статистичним моделям встановлені закономірності впливу складу на критерії якості композицій, зокрема вміст целюлозних волокон і метілцелюлози на міцність полімерцементних композитів, у тому числі в ранній час твердіння, і на характер порового простору композитів з використанням нового показника – змінного при водопоглинанні індексу повітряних пор.

З врахуванням результатів моделювання і обчислювальних експериментів в багатокритеріальній задачі вибору матеріалу визначена область раціональних складів сухих сумішей з целюлозною фіброю для спеціальних високоякісних штукатурних робіт. Українською асоціацією виробників сухих будівельних сумішей випущена партія сухих сумішей з волокнами Technocel на вітчизняних мінеральних компонентах.

1. Науково обґрунтована і експериментально підтверджена доцільність введення спеціальних целюлозних волокон в цементнополімерні штукатурні композиції для покращення їх технологічних і експлуатаційних властивостей.

2. Результати натурного експерименту, ЕС-моделювання і обчислювального експерименту показали, що можливе виробництво сухих будівельних сумішей з целюлозним волокном для використання в достатньо широкому діапазоні будівельних робіт; зокрема для високоякісних штукатурних покриттів раціональний склад, що включає (на 100 м.ч. цементу) 0.28 м.ч. целюлозних волокон Technocel довжиною 1000 мкм при зерновому складі наповнювача: 36 м.ч. кварцового піску, 17 м.ч. молотого кварцу і 8 м.ч. оміакарба; він забезпечує задані реологічні властивості технологічної суміші при водопотребі 23 м.ч. на 100 м.ч. СБС і покращує показники тріщиностійкості і інші фізико-технічні характеристики при пониженій витраті метілцелюлози.

3. На основі аналізу кривих в'язкості в широкому діапазоні градієнтів швидкості деформацій оцінений вплив факторів складу на реологічні показники технологічних сумішей (ефективну в'язкість, темп руйнування і тиксотропію). Введення в композиції целюлозних волокон є ефективним засобом регулювання реологічних властивостей: в'язкість при зміні номінальної довжини волокна міняється приблизно в 1.5 рази (при незмінному градієнті швидкості деформацій), а тиксотропія – в три.

4. Встановлено, що введення в СБС целюлозних волокон і метілцелюлози підвищує водопотребу системи «сухі суміші + вода» за умови збереження її рівної ефективної в'язкості. Не дивлячись на збільшення водопотреби цієї системи, волокна підвищують міцність композиту в ранній час твердіння, збільшують тріщиностійкість (по рівню критичного коефіцієнта інтенсивності напруг К_1с) штукатурки, регулюють її порову структуру. Введення Melment і оптимізація зернового складу наповнювача редуцирують водопотребу.

5. Ефективність введення целюлозних волокон встановлена при аналізі спеціальних узагальнюючих показників для максимального і мінімального дозування метілцелюлози. Довгі і середні волокна підвищують (приблизно на 20 % при одночасному введенні більше 20 м.ч. тонкомолотого кварцу) границю міцності при згині, а отже збільшують тріщиностійкість штукатурки в ранньому віці.

6. Введення до складу полімерцементних сухих сумішей модифікуючої системи «целюлозна фібра + метілцеллюлоза» змінює поровий простір композитів. За допомогою індексу незаповнених відкритих повітряних пор I_A поровий простір можна достатньо обґрунтовано розділити на крупні, середні і мілкі пори. При оптимальному дозуванні модифікуючої системи водопоглинання може зменшуватися при одночасному збільшенні частки крупних і середніх пор, що повинно сприяти покращенню теплозахисних властивостей і паропроникності високоякісної штукатурки.

7. Дослідно-промисловий випуск СБС для високоякісних штукатурок показав можливість отримання економічного ефекту не тільки у споживача за рахунок збільшення міжремонтного терміну штукатурки, але і за рахунок економії метілцелюлози виробником.

Основні положення дисертації викладено в працях

1. Моделирование и анализ реологических показателей системы «известь–вода–целлюлозные волокна» / Т.В. Ляшенко, В.А. Вознесенский, Н.Р. Антонюк, Е.К. Карапузов // Композиційні матеріали для будівництва. – Вісник ДонДАБА, Макіївка. – Вип. 2002-1.– С. 93-98.

2. Моделирование влияния смеси целлюлозных волокон Technocel на реологические показатели известковосодержащих строительных композиций /П.Б. Айзман, Н.Р. Антонюк, В.А. Вознесенский, Е.К. Карапузов, Т.В. Ляшенко, Ю.П. Спектор //Мат-лы междунар. сем. МОК'41: Прогнозирование в материаловедение - МОК'41, Одесса, 2002. – С. 3-5.

3. Антонюк Н.Р. Свойства штукатурных композитов из сухих строительных смесей, содержащих целлюлозное волокно / Структура и свойства искусственных конгломератов: Междунар. сб. науч. тр.: НГАУ. – Новосибирск, 2003. – С. 59-61.

4. Антонюк Н.Р. Моделирование влияния комплекса модификаторов на водоудерживающую способность растворов из сухих строительных смесей / Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: сб. науч. тр. УНТУВХ. – Ровно, 2003. – С. 9- 15.

5. Антонюк Н.Р., Вознесенский В.А., Ляшенко Т.В. Специальные обобщающие показатели полей свойств дисперсно армированных композитов // Моделирование и оптимизация композитов: Мат-лы междунар. сем. МОК42. – Одесса, 2003. – С. 48-50.

6. Моделирование и анализ свойств штукатурок из сухих смесей, содержащих целлюлозное волокно Technocel / Н.Р. Антонюк, В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, Б.П. Айзман, Е.К. Карапузов, Ю.П. Спектор / Современные строительные конструкции из металла и древесины: сб. науч. тр. ОГАСА. - Одесса, 2003. – С. 11-17.

7. Моделирование влияния системы «целлюлозные волокна – метилцеллюлоза – суперпластификатор» на водопотребность сухих строительных смесей / Н.Р. Антонюк, В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, Е.К. Карапузов, В.Г. Соха // Композиційні матеріали для будівництва. Вісник ДонДАБА, 2003-1. – Макіївка, 2003. – С. 9-12.

8. Analysis and Optimisation of the Properties of Dry-Mix Plaster Mortar with TECHNOCEL Fibres / V. Voznesensky, T. Lyashenko, N. Antonyuk, E. Karapuzov, Yu. Spektor, P. Aizman // Proc. 15 Ibausil. – Weimar (Germany). – 2003. – V. 2. - P. 2-1161-1166.

Особистий внесок автора у роботах [1, 2, 5-8] – проведення експериментальних робіт, побудова математичних моделей реологічних і фізико-механічних властивостей і їх інтерпретація.