臺灣博碩士論文加值系統

摘要
本研究於南投縣仁愛鄉霧社水庫所取樣之水庫淤積土，以不同水灰比製模完成7天、28天之抗壓強度試驗、基本物理性質試驗、耐磨試驗，由本研究實驗結果得知，使用水庫淤積土於水灰比0.5、1.0及1.5之混凝土，其齡期28天之抗壓強度分別可達標準混凝土之54%～64%（49kg/cm2～248kg/cm2），本研究結果認為使用水庫淤積土細骨材之混凝土仍可應用於非制式混凝土，如當地砌（排）塊石擋土牆混凝土材料、河道水工構造物背填塊（卵）石混凝土材料、CLSM（控制性低強度材料）及當地路寬4M以下產業道路、農路之剛性路面舖設。如此方能實現就地取材使用，降低工程成本，期能提升水庫淤積土之價值，並減輕清淤工程經費支出。

Abstract
The research was conducted to study the mechanical property of concrete using fine aggregate substituted with the sedimentary soils retrieved from Wu-Shey reservoir in Ren-Ai, Nantou County, Taiwan. Laboratory tests in the study include fundamental physical property, compression strength, ductility and abrasion resistance characteristics at curing time of 7 and 28 days with water/cement ratio of 0.5, 1.0 and 1.5. The main purpose of the research was to study the feasibility of using the reservoir sedimentary soils as fine aggregate for concrete mix to reduce the cost of removing the sedimentary soils and maintain the storage capacity of the reservoir.

The results of the tests revealed that the compression strength of the concrete mixed with the reservoir sedimentary soil at 28 day ranges from 49 kg/cm2 – 248 kg/cm2 at the selected water/cement ratios, which are about 54%-64% of the regular concrete mixed with standard natural aggregate commonly used in practice. Based on the results of the study, the research preliminarily suggests that the sedimentary soils can be used in non-standard concrete for some construction projects such as gravity-type retaining wall, and flood control and stream regulation facilities for rivers in the reservoir area. In addition, the mechanical properties of the concrete using the sedimentary soils also meet the criteria for application in controlled low strength material (CLSM), farmland pedestrian passage with width less than 4 meter, and rigid pavement for light traffic in rural areas.

The results of the study provide useful information for better understanding of mechanical property and value of the sedimentary soils as to more effectively manage the reservoir storage capacity.

目錄
頁次
中文摘要 ……………………………………………………………………..Ⅰ
英文摘要 ……………………………………………………………………..Ⅱ
誌謝 …………………………………………………………………………..Ⅲ
目錄 …………………………………………………………………………..Ⅳ
表目錄 ………………………………………………………………………..Ⅶ
圖目錄 ………………………………………………………………………..Ⅷ
第一章 緒論 ………………………………………………………………… 1
1.1 研究背景…………………………………………………………… 2
1.2 研究動機與目的 …………………………………………………... 4
1.3 研究範圍…………………………………………………………… 6
1.4 研究方法與流程………………………………………………….....9
1.5 論文架構與研究流程……………………………………………....10
1.6 預期研究成果與實際工程應用……………………………………12
1.6.1預期研究成果………………………………………………...12
1.6.2實際工程應用………………………………………………...12
第二章 文獻回顧 …………………………………………………………....13
2.1 水庫淤積情形……… ………………………………………....13
2.2 水庫淤積土基本性質……………………………………………....15
2.2.1水庫淤積土的形成…………………………………………...15
2.2.2水庫淤積土物理性質………………………………………...16
2.2.3水庫淤積土化學成分及礦物組成…………………………...16
2.3 水庫淤積土資源化……………………………….......................... .16
2.3.1水庫淤積土處置方式………………………………………..17
2.3.2台灣地區水庫淤積土利用…………………………………..17
2.3.3相關水庫淤積土資源化之利用……………………………..18
第三章 研究方法與內容 ……………………………………………………23
3.1 研究方法……………………………………………………............23
3.2 試驗材料……………………………………………………............25
3.3 試驗儀器及設備……………………………………………............29
3.3.1 主要儀器 …………………………………………………...29
3.3.2 其他儀器設備 ……………………………………………...31
3.4 試驗配比……………………………………………………………32
3.5 試體製作……………………………………………………………34
3.6 試驗項目…………………………………………………………....35
3.6.1 基本物理性質試驗 ………………………………………...35
3.6.2 抗壓強度試驗 ……………………………………………...36
3.6.3 耐磨試驗 …………………………………………………...36
3.7 試體試驗過程……………………………………………………....36
3.8 小結…………………………………………………………............40
第四章 實驗分析與討論…………………………………………………....41
4.1 抗壓強度分析……………………………………………………....41
4.1.1 水庫淤積土與標準混凝土之強度關係(水灰比為0.5) ... . 41
4.1.2 水庫淤積土與標準混凝土之強度關係(水灰比為1.0)..….44
4.1.3 水庫淤積土與標準混凝土之強度關係(水灰比為1.5)..….46
4.1.4 小結……………………………………………….………...49
4.1.5 水庫淤積土於各水灰比之7天強度關係…………………50
4.1.6 水庫淤積土於各水灰比之28天強度關係……..…………52
4.1.7 小結……………………………............................................55
4.2 耐磨性分析……………………………………................................55
4.2.1 水庫淤積土之磨損比較(水灰比為0.5)…………………...56
4.2.2 水庫淤積土之磨損比較(水灰比為0.5)…………………...58
4.2.3 水庫淤積土之磨損比較(水灰比為0.5)…………………...59
4.2.4 水庫淤積土之磨損比較(齡期7天)........………………….61
4.2.5 水庫淤積土之磨損比較(齡期28天) ………………….…..63
4.2.6 小結…………………………………………………….…...65
4.3 延展性分析…………………………………………........................65
4.3.1 小結……………………………..………………….……….65
4.4 實驗結果分析討論…………………………………………............66
4.4.1 實驗結果 …………………………………………………...67
4.4.2 次要及特殊結構之運用 …………………………………...68
第五章 結論與建議 ………………………………………………….…….. 71
5.1 結論…………………………………………………………….…...71
5.2 建議………………………………………………………………....72
5.2.1 工程實務之建議 …………………………………………...72
5.2.2 後續研究之建議 …………………………………………...73
參考文獻 ………………………………………………………………….…..74




表目錄
頁次
表1-1 921大地震崩塌地分佈統計表…………………………………….. 3
表1-2 集水區土壤類型統計表.. …………….……………………………..9
表2-1 霧社水庫歷年淤積量比較表 ………………………………………14
表2-2 水庫淤積土再利用之各種方式…………………………………….22
表3-1 本研究之試體數量………………………………………………….24
表3-2 水泥之物理性質及化學成分……………………………………….29
表3-3 本研究之材料比重………………………………………………….32
表3-4 本研究水灰比為0.5時之配比設計表…………………….….……32
表3-5 本研究水灰比為1.0時之配比設計表..…………………………....32
表3-6 本研究水灰比為1.5時之配比設計表…………………………..…33
表4-1 水庫淤積土與標準混凝土之強度關係（水灰比為0.5）..……….42
表4-2 水庫淤積土與標準混凝土之強度關係（水灰比為1.0）..……….45 表4-3 水庫淤積土與標準混凝土之強度關係（水灰比為1.5）..……….47
表4-4 水庫淤積土於各水灰比之7天強度比較關係…………………….51
表4-5 水庫淤積土於各水灰比之28天強度比較關係…..……………….54
表4-6 水庫淤積土與標準混凝土之磨損比較（水灰比為0.5）………...57
表4-7 水庫淤積土與標準混凝土之磨損比較（水灰比為1.0）………...58
表4-8 水庫淤積土與標準混凝土之磨損比較（水灰比為1.5）………...60
表4-9 水庫淤積土之磨損於齡期7天比較……………………………….62
表4-10 水庫淤積土之磨損於齡期28天比較……………………………...64
表4-11 水庫淤積土之延展比於齡期28天比較…………………………...66

圖目錄
頁次
圖1-1 南投縣雲海大崩塌………………………………………………….. 2
圖1-2 南投縣霧社水庫淤積情形………………………………………….. 3
圖1-3 霧社水庫集水區崩塌地分佈圖…………………………………….. 4
圖1-4 霧社水庫集水區位置圖……………………………………………...7
圖1-5 集水區土壤分佈圖…………………………………………………...8
圖1-6 研究流程與論文架構…………………………………………….….11
圖2-1 霧社水庫歷年淤積量比較圖………………………………………..15
圖3-1 水庫淤積土採樣地點(霧社壩上游3k+800m處) ..…….…….…….26
圖3-2 水庫淤積土泥砂互層分佈………………………..…………………26
圖3-3 取樣水庫淤積土之細骨材…………………….…………………….27
圖3-4 本研究水庫淤積土與天然細骨材之粒徑分佈曲線圖.…………….27
圖3-5 本研究採用天然粗骨材…………………………………………….28
圖3-6 本研究對照組之天然細骨材……………………………………….28
圖3-7 環球牌卜特蘭第一型水泥………………………………………….28
圖3-8 全自動伺服控制抗壓試驗機……………………….………………30
圖3-9 50噸材料試驗系統…………………………………………………31
圖3-10 試體澆置完成……………………………………………………….34
圖3-11 試體養護…………………………………………………………….35
圖3-12 試體抗壓試驗……………………………………………………….37
圖3-13 試體應變量測……………………………………………………….38
圖3-14 抗壓試驗後之破損試題…………………………………………….38
圖3-15 試體耐磨試驗……………………………………………………….39
圖3-16 耐磨試驗後之試體………………………………………………….39
圖4-1a 水庫淤積土與標準混凝土之強度關係圖（水灰比為0.5）……...43
圖4-1b 以各水庫淤積土比例28天強度為基準之強度關係圖（水灰比
為0.5）.……………………………………………………………..43
圖4-2a 水庫淤積土與標準混凝土之強度關係圖（水灰比為1.0）…..….45
圖4-2b 以各水庫淤積土比例28天強度為基準之強度關係圖（水灰比
為1.0）………………………………………………………….…..46
圖4-3a 水庫淤積土與標準混凝土之強度關係圖（水灰比為1.5）…..….48
圖4-3b 以各水庫淤積土比例28天強度為基準之強度關係圖（水灰比
為1.5）……………………………………………………….……..48
圖4-3c 水庫淤積土與標準混凝土於各水灰比之早期強度關係圖……….50
圖4-4a 水庫淤積土於各水灰比之7天強度關係圖……………………….52
圖4-4b 水庫淤積土於各水灰比之7天強度關係圖……………………….52
圖4-5a 水庫淤積土於各水灰比之28天強度關係圖………..…………….54
圖4-5b 水庫淤積土於各水灰比之28天強度關係圖………..…………….55
圖4-6 水庫淤積土與標準混凝土之磨損關係圖（水灰比為0.5）……...57
圖4-7 水庫淤積土與標準混凝土之磨損關係圖（水灰比為1.0）……...59
圖4-8 水庫淤積土與標準混凝土之磨損關係圖（水灰比為1.5）……...60
圖4-9 水庫淤積土之磨損於齡期7天比較關係圖…………………….....62
圖4-10 水庫淤積土之磨損於齡期28天比較關係圖…..……………….....64

參考文獻
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