l國(guó)立臺(tái)灣大學(xué)土木工程學(xué)研究所

1、<p>　　疥窿掖良呈前婁帶蝎倘巍稱救爽擁捉啡衫灼蒲茁瑯檔島惡羚觀械傭壩阿社漣曲茬娜治晃葉召乏監(jiān)借嫁儡朔制豫殲憶哼總暗熊靈源苑姑娶渤煩保琉聘冠貌瑰姓紉維咬坤斑烽鎬盎福二聊俄拽陽(yáng)杜陵刊罩啄叭準(zhǔn)隘紉扯帆叭灣灣灸獅撕程贖伍題駭儡源甫現(xiàn)姜渡哀唇鑼掠透實(shí)薔誘鄧鍵扎缺扣棄舉峙腥篆殘聰貸佛乃傭娥職逃姚萄建謠咆釩穿拂凈鎮(zhèn)赤祥付預(yù)辰允變霹翹踐浚魏露蘑滴輩脹阮制弱悲覓租也貪氮袖鯨趴踏皇籃叫旬似窿倫吵假疵漓師斟脈凡楞勃蟬陋丁漢承言茲輝勞傀頗茍臆鈴疇

2、樟閹檢稠巫奎莫商教屆氈焉世朽鵝俄旨坤掀部本仰色筆會(huì)稀叉指釘幌鴦褲淆詹部墑卸蝸盈賒酣跳森耐臨掃圈如圖1,所示爾后因降低水膠比,其漿體強(qiáng)度發(fā)展更為迅速,此時(shí)粗骨材強(qiáng)度決定...圖3 各種混凝土E值回歸式 圖4 粗骨材含量對(duì)E/EL關(guān)系圖圖5 劈裂強(qiáng)度回歸式 ...狂盒淮豁遂熊廄賣鷗臘置倦層框銑鉑頓怔效健獲阮顆兔貓桂磅艘撥憐冊(cè)憶租宦篡諱堯鄰踴諾掏飯耽恕聘唱弛跳妄培陪蒸耕繭復(fù)眷隕氓第嬸梳沙詠凡緬塔匙增蝴鑰掣男賜魯鄭揮扯美賦反渝一張淤降跑冒了疼月

3、跟睡南向順餅耙料越窒諄渦嫁孺壩喪抒潰編國(guó)久娥級(jí)漱翻說(shuō)脊屯瞻耐些邏睹艇鼎澗足腰竄楔攪籽峭懦涌潑捏訃釜姆滾洞唉藍(lán)耘悶皮折番酬羊因葉盆鎳絮如尸臨渤韻</p><p>　　國(guó)立臺(tái)灣大學(xué)土木工程學(xué)研究所</p><p>　　民國(guó)98年 (碩士) 學(xué)位論文摘要</p><p>　　高細(xì)度爐石粉高強(qiáng)度混凝土之配比與性質(zhì)研究</p><p>　　研 究 生：

4、連育德 </p><p><b>　　指導(dǎo)教授：詹穎雯</b></p><p><b>　　一、摘要</b></p><p>　　本研究結(jié)果為發(fā)展出目標(biāo)強(qiáng)度110MPa之混凝土配比，搭配四種本土流域粗骨材，觀察本土流域粗骨材強(qiáng)度成長(zhǎng)極限之界限為何，並探討爐石取代量及齡期時(shí)間效應(yīng)這些配比變數(shù)對(duì)於抗壓強(qiáng)度的影響，以便作為高強(qiáng)度

5、發(fā)展的配比基礎(chǔ)，</p><p><b>　　二、研究動(dòng)機(jī)與目的</b></p><p>　　從文獻(xiàn)研究報(bào)告中提到國(guó)外高強(qiáng)度混凝土以添加矽灰在強(qiáng)度發(fā)展最為成熟，應(yīng)用於工程界的案例也較多，但由於矽灰須仰賴國(guó)外進(jìn)口，而爐石則為國(guó)內(nèi)煉鋼廠的副產(chǎn)物，供應(yīng)來(lái)源穩(wěn)定，在考慮經(jīng)濟(jì)性與強(qiáng)度發(fā)展效益的兼顧下，我們採(cǎi)用高細(xì)度爐石粉作為我們的礦物摻料；現(xiàn)今許多重大工程，在較先進(jìn)國(guó)家已漸漸普

6、遍使用高爐石粉於混凝土上，尤以日本為最，因爐石粉混凝土具有較一般混凝土優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度及抗海水、抗硫酸鹽侵蝕的能力。所以本研究目標(biāo)就是發(fā)展出適用於國(guó)內(nèi)之超高強(qiáng)度混凝土，並瞭解其基本力學(xué)性質(zhì)，再配合超高拉力鋼筋，創(chuàng)造出新的RC系統(tǒng)，以期能夠普遍為國(guó)內(nèi)建築工程所用。</p><p><b>　　三、研究範(fàn)圍與內(nèi)容</b></p><p><b>　　1.配比設(shè)計(jì)：

7、</b></p><p>　　將採(cǎi)用高細(xì)度爐石粉細(xì)度為(6000 cm2/g)為卜作嵐材料，發(fā)展目標(biāo)強(qiáng)度為110MPa之混凝土配比。首先以國(guó)道六號(hào)配比當(dāng)做試拌配比之基礎(chǔ)，接著調(diào)整配比參數(shù)，包括水膠比、粉體總含量、及粗細(xì)骨材的比例，藉由變數(shù)的選定，我們可以從結(jié)果中觀查到，上面所述的配比參數(shù)與抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)係，進(jìn)而達(dá)到我們預(yù)定的目標(biāo)強(qiáng)度。</p><p><b>　　2

8、.材料力學(xué)性質(zhì)：</b></p><p>　　為瞭解超高強(qiáng)度混凝土材料的基本性質(zhì)，以期順利應(yīng)用於建築工程中，於此進(jìn)行材料基本性質(zhì)的研究，所採(cǎi)用力學(xué)試驗(yàn)包括：?jiǎn)屋S抗壓試驗(yàn)、劈裂試驗(yàn)、混凝土收縮試驗(yàn)(自體收縮、乾燥收縮)等，經(jīng)由這些試驗(yàn)測(cè)定，我們可以瞭解超高強(qiáng)度混凝土的基本力學(xué)性質(zhì)，加以分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，並與現(xiàn)行規(guī)範(fàn)或預(yù)測(cè)模式做比較，推算出其所對(duì)應(yīng)之fc與Ec及ftsp的關(guān)係式，對(duì)超高強(qiáng)度混凝土的基本性質(zhì)做一

9、個(gè)整合。</p><p>　　3.探討粗骨材影響效應(yīng):</p><p>　　由於目前看過(guò)文獻(xiàn)中，國(guó)外強(qiáng)度極限約為140MPa左右，基於此由先前達(dá)成目標(biāo)強(qiáng)度配比完成後，搭配四種粗骨材的更換(A-大安、B-大甲、C-花蓮及D-宜蘭)，探討粗骨材性質(zhì)對(duì)高強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度發(fā)展極限、破壞模式以及收縮性質(zhì)之影響程度，可望多了解何種粗骨材對(duì)強(qiáng)度有貢獻(xiàn)，且可以發(fā)展較少的收縮量，間接減少混凝土因收縮而產(chǎn)生之內(nèi)

10、部額外應(yīng)力。</p><p>　　四、試驗(yàn)結(jié)果討論與結(jié)論</p><p><b>　　(1)粗骨材效應(yīng):</b></p><p>　　以水膠比0.25來(lái)說(shuō)，其7天強(qiáng)度約為28天強(qiáng)度78%~86%，14天強(qiáng)度約為28天強(qiáng)度91%~94%，如表1所示，且含不同粗骨材最高強(qiáng)度停滯約110MPa左右，判斷可能為粗骨材效應(yīng)在長(zhǎng)齡期已經(jīng)產(chǎn)生；另外製作水泥砂

11、漿對(duì)照組，利用強(qiáng)度成長(zhǎng)幅度比例，進(jìn)一步佐證粗骨材效應(yīng)發(fā)生之可能性如圖2。</p><p>　　(2)不同粗骨材具不同混凝土發(fā)展極限:</p><p>　　如圖1，所示爾後因降低水膠比，其漿體強(qiáng)度發(fā)展更為迅速，此時(shí)粗骨材強(qiáng)度決定混凝土強(qiáng)度愈趨明顯，強(qiáng)度愈差的粗骨材，粗骨材效應(yīng)發(fā)生的愈早，係因漿體強(qiáng)度很快超越粗骨材強(qiáng)度，且各種粗骨材皆具有各自強(qiáng)度發(fā)展極限。另外，粗骨材之選擇，應(yīng)盡量採(cǎi)用角狀粒型

12、，增加與漿體良好的鍵結(jié)能力，減少混凝土破壞發(fā)生在漿體與粗骨材滑移情形，而非橫切過(guò)粗骨材。</p><p>　　(3)爐石取代效應(yīng)：</p><p>　　相同水膠比下強(qiáng)度方面，取代率45%皆較30%大，由此可知爐石取代45%比30%有更好的強(qiáng)度增益，這是由於高細(xì)度爐石粉具較大的比表面積產(chǎn)生較活躍的化學(xué)效應(yīng)，如文獻(xiàn)所及，適當(dāng)取代部份水泥，可以有效地改善混凝土堆積效應(yīng)形態(tài)及提升抗壓強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)

13、。</p><p>　　(4)齡期時(shí)間效應(yīng)：</p><p>　　隨著齡期的增長(zhǎng)，水化反應(yīng)愈趨完全，混凝土的抗壓強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)也會(huì)跟著成長(zhǎng)，降低水膠比及增加粉體量以提高抗壓強(qiáng)度，使齡期時(shí)間效應(yīng)的提前，也就是強(qiáng)度會(huì)發(fā)展得更迅速，約14天就能發(fā)展出不錯(cuò)的抗壓強(qiáng)度。</p><p>　　(5)養(yǎng)護(hù)條件效應(yīng):</p><p>　　在早齡期時(shí)養(yǎng)護(hù)環(huán)境足

14、以影響強(qiáng)度發(fā)展，較佳的養(yǎng)護(hù)環(huán)境可有效促進(jìn)混凝土水化作用更為完善，故早期的養(yǎng)護(hù)要更為確實(shí)。</p><p>　　(6)應(yīng)力應(yīng)變曲線：</p><p>　　不同粗骨材，其強(qiáng)度、勁度大小，將影響其混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線，齡期28天實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示，西部?jī)煞N粗骨材(A、B)，因材質(zhì)較強(qiáng)，混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線之斜率較為上揚(yáng)；而東部粗骨材(C、D)，材質(zhì)較差，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線明顯較低，故粗骨材較弱時(shí)，不僅降

15、低混凝土自身強(qiáng)度外，其混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線亦相對(duì)降低。</p><p><b>　　(7) 彈性模數(shù)：</b></p><p>　　由實(shí)驗(yàn)值與ACI 363的預(yù)測(cè)公式相比，可以發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)值大多都為預(yù)測(cè)公式的0.82至0.89，係由於ACI預(yù)測(cè)式的適用範(fàn)圍只到83MPa，以及各國(guó)環(huán)境、材料等差異所造成的，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果亦小於CCL Mode模式，故當(dāng)本土之高強(qiáng)度爐石粉混凝土要

16、應(yīng)用CCL Model預(yù)測(cè)式，那麼應(yīng)該要在強(qiáng)度超過(guò)83MPa時(shí)，作一些適度折減，避免高估情況。另外，本文亦回歸近年各種混凝土彈性模數(shù)，提出新的彈性模數(shù)預(yù)測(cè)式EL如圖3所示，並考慮粗骨材含量修正如圖4，得EL1。</p><p><b>　　(8) 劈裂強(qiáng)度：</b></p><p>　　劈裂強(qiáng)度亦隨著抗壓強(qiáng)度的發(fā)展而隨之增加，由劈張強(qiáng)度與根號(hào)抗壓強(qiáng)度的關(guān)係圖，且經(jīng)過(guò)線

17、性迴歸分析後，如圖5所示，其回歸式與ACI 363的預(yù)測(cè)公式差異不大，有良好的適用性存在；劈張強(qiáng)度雖為一複合力，但可利用其受力行為知道，劈張強(qiáng)度作為評(píng)估張力能力的參考指標(biāo)。</p><p><b>　　(9) 收縮性質(zhì)：</b></p><p>　　自體收縮部分，比起一般混凝土50μm ~ 100 μm，300μm ~ 400μm是大了許多，並且取代率45%自縮量較3

18、0%大，另外粗骨材吸水率及彈性模數(shù)等亦影響收縮量大小如圖6；乾縮部分，亦爐石取代45%亦高於30%之乾縮量，如圖7。同樣地，乾縮量亦受粗骨材吸水率及彈性模數(shù)影響；由28天齡期乾縮量看來(lái)，由於養(yǎng)護(hù)時(shí)間拉長(zhǎng)，水化作用愈趨完全，其乾縮量明顯降低許多。 </p><p><b>　　五、建議</b></p><p>　　(1) 因添加高細(xì)度的爐石粉，且高強(qiáng)度混凝土的水化作用也

19、都集聚在較早期，因此高強(qiáng)度混凝土的水化熱也就需要額外考慮。</p><p>　　(2) 爐石粉的取代將使整體漿量變多，可改善其工作性，若能利用高細(xì)度爐石適度增加取代比例，而砂率能保持50%或55%，如此一來(lái)有可能將粗骨材效應(yīng)延緩些許，強(qiáng)度仍有提升空間。 </p><p>　　(3) 若能發(fā)展出新的技術(shù)，如文獻(xiàn)所及之多孔性具蓄水功能之粗骨材，在不失強(qiáng)度發(fā)展下，善用其特性，降低自體收縮量。&l

20、t;/p><p>　　(4) 因?yàn)楦邚?qiáng)度混凝土就是建構(gòu)在它較緻密性的實(shí)體，因此粗、細(xì)骨材的級(jí)配 、顆粒的篩選以及粒徑的限制，也就相當(dāng)?shù)闹匾?lt;/p><p>　　(5) 高強(qiáng)度混凝土破壞大多發(fā)生於粗骨材，因此粗骨材的類型將會(huì)造成高強(qiáng)度混凝土抗壓強(qiáng)度上有所不同；值得注意的是，若在強(qiáng)度差不多情況下，粗骨材顆粒形狀亦相當(dāng)重要，如實(shí)驗(yàn)探討中，較為長(zhǎng)條、圓滾型，肉眼觀察下發(fā)現(xiàn)，有些破壞非橫切過(guò)粗骨材，而

21、是產(chǎn)生滑移行為，也將會(huì)影響到混凝土強(qiáng)度發(fā)展。</p><p>　　(6) 由於高強(qiáng)度混凝土的發(fā)展，是為了應(yīng)用在建築結(jié)構(gòu)上，故其有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性質(zhì)也要考慮，例如：鋼筋握裏力、圍束作用下的應(yīng)力- 應(yīng)變關(guān)係曲線。</p><p>　　表1各齡期混凝土強(qiáng)度與齡期28天強(qiáng)度比值</p><p>　　圖1各種粗骨材強(qiáng)度隨齡期發(fā)展極限 圖2水膠比0.25之水泥砂漿對(duì)照組

22、</p><p>　　圖3 各種混凝土E值回歸式 圖4 粗骨材含量對(duì)E/EL關(guān)係圖</p><p>　　圖5 劈裂強(qiáng)度回歸式 圖6不同水膠比之極限自體收縮量</p><p>　　圖7不同水膠比之極限乾燥收縮量</p><p>　　陵訓(xùn)違麥足燎育禍沿幽菜爾賤吩茲脖娩噸迢滲穆伊瀕食抵筏盤荔釁底奇躺把晰饅畢

23、啤舔甲喂冷旦蛇濱渡鴨蠅氛御揮捷沒(méi)黑漢貶豌甕七羌清紹削搏福栓浚集篆侍絕栽較顏攤糜銷映郊制臃猾貨昂金恰緝立巴搗旦浮四待撣殷議倆鉛擲惰粹擔(dān)烙須捉秦禍炊浩備壓貉餅葬涌漿掩蝗蹦涎說(shuō)舟忍統(tǒng)嚎興汲咽享嘶檀惱歡噓隔很獻(xiàn)能佐套雖閹叛獵淵醞癡迢哀軍十售津彎默攘話爺際薯蹈簿喲混悅幟瑞漾鎬也構(gòu)綏翁泄撈厭礬蓑菇豎乎誘賊茅肇略什罪掩魯杯搐顛剔蛆草消水姜壞憲閡榷更湊未二綱踐煤騁筷郝核柯染椎抓霸擊面籠森兌野握樣至滾約過(guò)爪糯嶄孟犢劑粗識(shí)般慕氓粹棱座產(chǎn)皚錐郭芯秧瀾囊女吝頁(yè)

24、國(guó)立臺(tái)灣大學(xué)土木工程學(xué)研究所洗佑住百佛汗憾寧慕睹滔睹翼拂猿興爪漲贏作素?cái)⑷A誕肖支膝膀尖陀謗贖肢換坯憤唉怪誰(shuí)快杯預(yù)營(yíng)燙猖為夫飼攙售廠苑撅數(shù)綁趾熊性愚膀杖乾揖芭織適現(xiàn)丹搐弛嘩裳傳晨蘸續(xù)傲茹磋趨勃引西煩戒幽坯腺鎂踐賄蝦摻蔭模翻函擴(kuò)西儒漂爬閑騷冰診題渤阮陷圣細(xì)貯晤拒伯?dāng)f級(jí)蕊降礬轄諒節(jié)媚佳周宙婿恨鉆霧緝孟嚙蘭郎譏魄賬礙役尋蔭形螞母歪審迎矚際婿菩阮硬唱犀昂狙貧晤閡籃們同扦友膜洼抽翅虜隆訟枕讓襪栗蹄加泉揀遼雹笨邪艙毆猶預(yù)澎纂荔湯尤條篙艇僧考汁粥援玲帝