Дослідження впливу епоксидної модифікації на еволюцію міцності бетону в залежності від терміну твердіння

Abstract

Магістерська кваліфікаційна робота присвячена дослідженню впливу епоксидної модифікації на еволюцію міцності бетону та зміну його водопоглинання залежно від терміну твердіння. Актуальність роботи зумовлена потребою підвищення довговічності бетонних і залізобетонних конструкцій, що експлуатуються в умовах зволоження, температурних коливань, тривалих механічних навантажень та дії агресивного середовища. У роботі проаналізовано наукові джерела щодо застосування полімерних і епоксидних модифікаторів у бетонних композитах, а також нормативні документи, які регламентують виготовлення контрольних зразків, умови їх твердіння та методику визначення міцності при стиску. Експериментальна частина передбачала виготовлення трьох серій бетонних кубів розміром 150×150×150 мм на основі портландцементу М500, піску, щебеню фракції 5–20 мм, води та епоксидної смоли ED-20. Контрольна серія виготовлялася без полімерного компонента, а дослідні серії відрізнялися співвідношенням води й епоксидної смоли. Випробування виконувалися у віці 28 та 365 діб. Встановлено, що у 28-добовому віці введення епоксидної смоли може знижувати міцність бетону при стиску через вплив на водоцементний баланс і процеси гідратації цементу. Водночас у віці 365 діб проявляється відкладений позитивний ефект модифікації, пов’язаний зі стабілізацією структури цементного каменю, ущільненням порового простору та покращенням довготривалих міцнісних характеристик. Результати випробувань на водопоглинання підтвердили зменшення капілярної відкритості бетону під дією епоксидного компонента. Отримані результати можуть бути використані для подальшої оптимізації складів епоксидно-модифікованих бетонів з урахуванням не лише 28-добової міцності, а й довготривалого твердіння, водопоглинання та потенційної довговічності матеріалу.

The master's qualification thesis is devoted to the investigation of the influence of epoxy modification on the evolution of concrete strength and water absorption depending on curing time. The relevance of the study is determined by the need to improve the durability of concrete and reinforced concrete structures operating under moisture exposure, temperature variations, long-term mechanical loading and aggressive environmental effects. The thesis analyses scientific sources concerning the use of polymer and epoxy modifiers in concrete composites, as well as regulatory documents that define the preparation of test specimens, curing conditions and the procedure for determining compressive strength. The experimental part involved the production of three series of concrete cubes with dimensions of 150×150×150 mm made of Portland cement M500, sand, crushed stone of 5–20 mm fraction, water and ED-20 epoxy resin. The control series was produced without a polymer component, while the experimental series differed in the ratio of water to epoxy resin. The specimens were tested at the ages of 28 and 365 days. It was established that at the age of 28 days the introduction of epoxy resin may reduce the compressive strength of concrete because of its influence on the water-cement balance and cement hydration processes. At the same time, at the age of 365 days a delayed positive effect of modification becomes evident, which is associated with stabilization of the cement stone structure, densification of the pore space and improvement of long-term strength characteristics. The water absorption tests confirmed a reduction in the capillary openness of concrete due to the epoxy component. The obtained results may be used for further optimization of epoxy-modified concrete mixtures, taking into account not only 28-day strength, but also long-term curing, water absorption and the potential durability of the material.