Дослідження ефективності полівінілацетатної модифікації у зміцненні бетону на основі цементу зі зниженими характеристиками

Abstract

Магістерська кваліфікаційна робота присвячена дослідженню ефективності полівінілацетатної модифікації у зміцненні бетону, виготовленого на основі цементу зі зниженими характеристиками. Актуальність роботи зумовлена потребою підвищення міцності, щільності, тріщиностійкості та довговічності бетонних композитів без істотного ускладнення технології їх виготовлення. У роботі проаналізовано наукові джерела щодо застосування полімерних модифікаторів у цементних системах, а також чинні нормативні документи, які регламентують виготовлення, зберігання та випробування контрольних зразків бетону. Експериментальна частина передбачала виготовлення бетонних кубів розміром 150×150×150 мм із базової суміші класу С18/22,5 та введенням ПВА-модифікатора у кількості 1 %, 2 %, 4 % і 10 % від маси цементу. Випробування виконувалися у віці 28 діб із визначенням міцності при стиску та оцінюванням водопоглинання. Встановлено, що помірне введення ПВА позитивно впливає на міцнісні характеристики бетону: контрольний склад мав міцність 10,65 МПа, при 1 % ПВА вона зросла до 11,51 МПа, при 2 % - до 14,71 МПа, а максимальне значення 18,78 МПа отримано за вмісту 4 % ПВА. Подальше збільшення кількості модифікатора до 10 % призвело до зниження міцності до 8,26 МПа, що свідчить про негативний вплив надлишкової полімерної фази на структуру цементного каменю. Результати дослідження водопоглинання підтвердили вплив ПВА на порову структуру бетону та формування щільнішого композиту за раціонального дозування. Отримані результати можуть бути використані для підбору складів бетонних сумішей із полімерними модифікаторами, зокрема при застосуванні цементів нестабільної або пониженої якості.

The master's qualification thesis is devoted to the study of the efficiency of polyvinyl acetate modification in strengthening concrete produced with cement of reduced characteristics. The relevance of the research is determined by the need to improve the strength, density, crack resistance and durability of concrete composites without significantly complicating the production technology. The thesis analyses scientific sources concerning the use of polymer modifiers in cement systems, as well as current standards regulating the preparation, curing and testing of concrete control specimens. The experimental part involved the production of concrete cubes measuring 150×150×150 mm based on a C18/22.5 concrete mixture with the addition of a PVA modifier in the amounts of 1%, 2%, 4% and 10% by cement mass. The specimens were tested at the age of 28 days to determine compressive strength and assess water absorption. It was established that moderate PVA addition has a positive effect on the strength characteristics of concrete: the control mixture reached 10.65 MPa, while 1% PVA increased the strength to 11.51 MPa, 2% PVA to 14.71 MPa, and the highest value of 18.78 MPa was obtained at 4% PVA. A further increase in modifier content to 10% reduced the strength to 8.26 MPa, indicating the negative effect of an excessive polymer phase on the cement stone structure. The water absorption results confirmed that PVA influences the pore structure of concrete and contributes to the formation of a denser composite when used in a rational dosage. The obtained results may be applied in the selection of concrete mixtures with polymer modifiers, particularly when using cements of unstable or reduced quality.