臺灣博碩士論文加值系統

混凝土於澆置完成後須進行養護工作，良好的養護能使混凝土提高水密性、強度、體積穩定性、耐久度等性能。而今基於環保與節能減碳需求，皆會使用卜作嵐材料取代部分粉體，但卜作嵐材料其水化反應時間晚於水泥，若養護不當將使卜作嵐材料無法於後期進行水化反應，致使混凝土的硬固性質有所缺陷。
本研究目標為提高自養護混凝土 在低相對濕度環境下的各項硬固性質；試驗中採用自養護藥劑製作混凝土試體，並於澆置完成後以不同養護方式與不同養護時間與傳統養護比較，依據試驗中所得之抗壓強度、體積改變、抗氯離子穿透能力及握裹拉力試驗，以探討自養護對混凝土之力學行為。
由研究結果顯示，整體表現最佳者為自養護藥劑含量1%組，養護3天以上其抗壓強度及體積改變量優於濕養護控制組，於齡期28天時自養護組養護3天以上其強度優於控制組飽和石灰水養護；而其抗氯離子穿透能力，濕氣養護5天以上即可優於濕養護控制組；自養護組無論空氣養護或濕氣養護7天其握裹應力均優於飽和石灰水控制組。
關鍵字：混凝土、自養護、濕氣養護、抗壓強度、RCPT、握裹

Curing is a very important step toward a more durable, higher strength, and less shrinkage concrete. Since sustainability has been the main stream to counteract global warming, supplementary cementitious materials, such as fly ash and slag, have been used widely to partly replace cement. This makes curing even more important.

This study is trying to improve the quality of concrete under low relative humidity with various self-curing admixtures(SCA) and dosages. The compressive strengths, volume change, RCPT, and bond strengths were investigated for concrete specimens with and without SCA. It is found that the optimum SCA dosage is 1% of cementitious material. A 3 days wet cure of specimens with SCA showed comparative strength of specimens without SCA under standard curing. For RCPT, a 5 day wet curing of specimens with SCA showed better resistance than standard cured specimens without SCA. The bond strengths of specimens with SCA, regardless of wet curing regime, are better than specimens without SCA and wet-cured for 28 days. The specimens with SCA demonstrated better bond strength compared to the control specimens at all curing regimes.

Keywords: concrete, self-curing, wet curing, compressive strength, RCPT, bond

摘 要 II
表目錄 VI
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究目的與動機 2
第二章 文獻回顧 6
2.1養護環境對混凝土之影響【1】 6
2.1.1適當養護的重要性 6
2.1.2相對濕度的影響 6
2.1.3養護溫度的影響 8
2.2水泥之組成成分與水化行為 9
2.2.1水泥之製作與組成 9
2.2.2水泥的水化反應 10
2.3混凝土的強度 13
2.3.1強度的形成 13
2.3.2溫、濕度對強度之影響 15
2.3.3濕度擴散曲線 16
2.4混凝土乾燥收縮變形機理 18
2.4.1水泥漿體中的水分 18
2.4.2 收縮變形機制 19
2.4.3影響混凝土收縮之因素 21
2.4.4混凝土收縮預測公式 23
2.5卜作嵐材料概述 26
2.5.1飛灰 26
2.5.1(a)水化作用及卜作嵐反應 27
2.5.1(b)對新拌混凝土性質之影響 28
2.5.1(c)對混凝土硬固性質之影響 30
2.5.2矽灰 31
2.5.2(a)水化作用及卜作嵐反應 32
2.5.2(b)對新拌混凝土性質之影響 32
2.5.2(c)對混凝土硬固性質之影響 34
2.6鋼筋混凝土之握裹行為 36
2.6.1握裹力基本原理 36
2.6.2 握裹力破壞模式及影響因素 37
2.7快速氯離子穿透試驗（RCPT） 39
2.8國內、外自養護之文獻 40
2.8.1國外文獻 40
2.8.2國內文獻 46
第三章 試驗計畫 69
3.1試驗目標 69
3.2試驗材料與設備 69
3.2.1 試驗材料 69
3.2.2試驗儀器與設備 70
3.3試驗設計與內容 71
3.3.1試驗設計 71
3.3.2試驗變數 72
3.3.3試驗說明 73
3.3.4試驗內容 74
第四章 試驗結果與討論 89
4.1 自養護對抗壓強度之影響 89
4.1.1自養護藥劑不同含量對抗壓強度之影響 89
4.1.2濕養護天數對抗壓強度之影響 95
4.2自養護對乾燥收縮的影響 95
4.2.1自養護藥劑不同含量對乾燥收縮之影響 96
4.2.2濕養天數對乾燥收縮之影響 98
4.2.3齡期對乾燥收縮之影響 98
4.2.4 含鋼筋對乾燥收縮之影響 99
4.3自養護對RCPT之影響 100
4.4自養護對鋼筋握裹應力之影響 101
4.4.1自養護藥劑對鋼筋握裹力之影響 101
4.4.2自養護藥劑對握裹力量-位移之影響 102
4.4.3自養護藥劑對握裹內部應力之影響 103
第五章 結論與建議 153
5.1 結論 153
5.2建議 154
參考文獻 156

1. 黃兆龍，「混凝土性質與行為」，詹氏書局，台北，1997年。
2. Soroka, I., “Portland Cement Paste and Concrete,” the Macmillan Press Ltd., London, 1979.
3. 沈永年、王和源、林仁益、郭文田，「混凝土技術」，土木營建工程用書，全華圖書，2002年9月。
4. 趙文成，「高等混凝土講義」，國立交通大學土木工程研究所。
5. Mehta, P. K., “Concrete Structure Material and Properties,” ACI Journal, Vol. 32, pp. 630-633, 1985.
6. 陳振川，「混凝土力學行為-強度」，混凝土施工技術研討會論文集，頁81-110，台北市，1987年2月。
7. 詹穎雯，「環境溫、濕度對含高爐石、飛灰與普通卜特蘭水泥混凝土強度形成之影響與變形之研究」，碩士論文，國立台灣大學土木工程研究所，1988年6月。
8. Kasai, Y., “Comparison of Blast Furnace Slag Cement and Fly Ash Cement in Japan,” 高爐石作為水泥熟料應用於混凝土研討會論文集, Vol. 4-1, 1986年5月.
9. Popovics, S., “Effect of Curing Methods and Final Moisture Condition on Compressive Strength of Concrete,” ACI Journal, Vol. 56, July-Aug., 1986.
10. Bazant, Z. P., and Thonguthai, W., “Pore Pressure and Drying of Concrete at High Temperature,” J. of Eng. Mech. Div., ASCE, Vol.104, 1978, pp. 1059-1079.
11. Pihlajavaara, S. E., “A Review of Some of Main Results of a Research on the Ageing Phenomena of Concrete：Effect of Moisture Conditions on Strength, Shrinkage and Creep of Mature Concrete,” Cement and Concrete Research, Vol. 4, 1974, pp. 761-771.
12. Bazant, Z. P., and Najjar, L. J., “Nonlinear Water Diffusion in Nonsaturated Concrete,”Material and Structures（RILEM）, Vol.5, 1972, pp. 3-20.
13. Nilsson, L. O., “Hygroscopic Moisture in Concrete－Drying, Measurement & Related Material Properties,” Lund Inst. Technol., Rep. TVBM-1003, Lund, Sweden, 1980.
14. Hansen, T. C., “Physical Structure of Hardened Cement Paste. A Classical Approach,” Materiaux e.t Constructions, Vol. 19, No. 114, 1986, pp. 423-436.
15. 陳清泉、陳振川、袁宏續、詹穎雯，「爐石為水泥熟料與填加料對混凝土特性影響之文獻及國外現況調查研究」，財團法人台灣營建研究中心研究報告，第61頁，台北，1987年。
16. Mindess, S., and Framcis, J. Y., “Concrete,” Prentice-Hall, Inc.
17. ACI Committee 209R-08,“ Prediction of Creep, Shrinkage and Temperature Effects in Concrete Structures,” ACI, 2008.
18. 台灣營建研究院，「自充填混凝土產製與施工」，2002年。
19. Neville, A. M., Dilger, W. H., and Brooks, J. J., “Creep of Plain and Structural Concrete,” 1983.
20. ACI Committee 209R, “Prediction of Creep, Shrinkage and Temperature Effects in Concrete Structures,” ACI manual of concrete practice, 1989.
21. Roy, D. M., and Idorn, G. M., “Hydration, Structure, and Properties of Blast Furnace Slag Cements, Mortars, and Concrete,” ACI Journal, Vol. 26, Mar. 1982, pp. 444-457.
22. 林平全，「飛灰混凝土」，科技圖書有限公司，1989年。
23. Meusel, J. W., and Rose, J. H., “Materials and General Properties of Concrete”, ACI Manual of Concrete Practice, Part l 226-3R, 1989.
24. 林炳炎譯，「能在24小時達到14000 psi 的混凝土」，現代營建，1989年5月。
25. Lane, R. O., “Effects of Fry-Ash on Freshly Mixed Concrete,” Concrete International, Oct. 1983.
26. 日本混凝土工學協會，「超流動混凝土研究委員會書」，1994年5月。
27. 黃兆龍、郭淑德、劉昌民，「含飛灰及強塑劑對水泥水化機理與性質之研究」，臺電工程月刊，Vol. 528，1992年8月。
28. 財團法人中興工程顧問社，「混凝土水中磨耗性質之研究」，1997年1月。
29. Cohen, M. D., Oiek, J., and Dolch, W. L., “Mechanism of Plastic Shrinkage Cracking in Portland Cement and Portland Cement-Silica Fume Paste and Mortar,” Cement and Concrete Research, Vol. 20, No. 1, 1990, pp. 103-119.
30. ACI, “Fly Ash, Silica Fume, Slag & Other Mineral By-Products in Concrete,” Malhotra V. M. Ed. SP-79, May 1983, pp. 1182.
31. ACI Committee 234, “Guide for the Use of Silica Fume in concrete,” ACI 234R-96, 1996.
32. Sanchez de Rojas, M. I., and Frias, M., “The Pozzlanic Activity of Different Materials, its Influence on the Hydration Heat in Mortars,” Cement and Concrete Research ,Vol. 26, No. 2,1996, pp. 203-213.
33. Malhotra, V. M., Ramachandran, V. S., Feldman R. F., and Aitcin, P. C., “Condensed Silica Fume in Concrete CRC,” Press Florida, 1987, pp. 221.
34. Dewiler, R. J., and Mehta, P. K., “Chemical and Physical Effects of Silica Fume on the Mechanical Behavior of Concrete,” ACI Materials Journal, Vol. 86, No.6, 1989.
35. 張巍、楊全兵，「混凝土收縮研究綜述」，低溫建築技術期刊，2003年5月。
36. Alexander, M. G., and Magee, B. J., “Durability Performance of Concrete Containing Condensed Silica Fume,” Cement and Concrete Research, Mar. 1999.
37. Soroushian, p., Mirza, F. and Alhozaimy, A., “Bonding of Confined Steel Fiber Reinforced Concrete to Deformed Bars,” ACI Materials Journal, Vol. 91, No.2, pp. 144-149, 1994.
38. Ezeldin, A. S. and Balaguru, P. N., “Bond Behavior of Normal and High Strength Fiber Reinforced Concrete,” ACI Material Journal, Vol. 86, No. 5, 1989, pp. 515-524.
39. Cairns, J. and Jones, K., “An Evaluation of the Bond-Splitting Action of Ribbed Bars,”ACI Materials Journal, Vol. 93, No. 1, pp. 10-19, 1996.
40. Feldman, R., Prudencio, L. R. and Chan, G., “Rapid Chloride Permeability Test on Blended Cement and other Concrete: Correlations between Charge, Initial Current and Conductivity,” Construction and Building Materials, Vol.13, 1999, pp. 149-154.
41. Andrade, C., “Calculation of Chloride Diffusion Coefficient in Concrete from Ionic Migration Measurement,” Cement and Concrete Research, Vol. 23, 1993, pp.724-742.
42. 張峻傑（楊仲家、黃然指導），「以加速氯離子穿透試驗評估混凝土耐久性之研究」，碩士論文，國立台灣海洋大學材料工程研究所，2003年6月。
43. Bentz, D. P., “Internal Curing of High-Performance Blended Cement Mortars,” ACI Materials Journal, Vol. 104, No. 4, Jul.-Aug. 2007, pp. 408-414.
44. El- Dieb, A. S., “Self-Curing Concrete: Water Retention, Hydration and Moisture Transport,” Construction and Building Materials 21, 2007, pp. 1282-1287.
45. Geiker, M. R.; Bentz, D. P.; and Jensen, O. M., “Mitigating Autogenous Shrinkage by Internal Curing,” 2004.
46. Bentz, D. P., Halleck, P. M., Grader, A. S. and Roberts, J. W. “Water Movement during Internal Curing,” Concrete international, Oct. 2006, pp. 39-45.
47. 程冠華（趙文成指導），「自養護混凝土土之可行性之研究」，碩士論文,國立交通大學土木工程研究所，2004年7月。
48. 杜方祥（趙文成指導），「混凝土之自養護行為」，碩士論文,國立交通大學土木工程研究所，2005年7月。
49. 鐘憲治（趙文成指導），「自充填混凝土之自養護行為」，碩士論文，國立交通大學土木工程研究所，2006年7月。
50. 陳俊佑（趙文成指導），「高性能自養護混凝土」，碩士論文，國立交通大學土木工程研究所，2007年7月。
51. 梁耿豪（趙文成指導），「高性能護混凝土之自養護行為」，碩士論文，國立交通大學土木工程研究所, 2008年7月。
52. 許超倫（趙文成指導），「自養護混凝土於不同環境下之研發與應用」，碩士論文，國立交通大學土木工程研究所, 2010年7月。
53 陳泓邑（趙文成指導），「低相對溼度環境下自養護混凝土之研發
與應用」，碩士論文，國立交通大學土木工程研究所, 2011年7月。