臺灣博碩士論文加值系統

本研究旨在探討使用水淬高爐爐碴粉對於混凝土力學性及耐久性之影響，試驗變數包括水淬高爐爐碴粉細度100級(420 m2/kg)與120級(520 m2/kg)及用量(40%, 50%及60%)，固定水膠比0.485，製作試體進行試驗，探討水淬高爐爐碴粉細度及用量對混凝土性質之影響。水淬高爐爐碴粉細度越高，不論取代用量為何均顯示其早期強度發展越好。如水淬高爐爐碴粉細度固定，取代用量為50％之混凝土強度發展會比取代用量為40％及60％者優異。但與控制組比較發展速度較緩慢，此或因能進行早期水化反應的水泥較少。水淬高爐爐碴粉替代水泥，早期強度發展會比較低。混凝土晚期強度，水化反應趨於穩定。水淬高爐爐碴粉試體14天抗壓強度控制組試體抗壓強度漸漸趨近。水淬高爐爐碴粉120級(520 m2/kg)試體 7天、14天強度成長比，都優於水淬高爐爐碴粉100級 (420 m2/kg)試體，此由於細度高之水淬高爐爐碴粉的早期水化反應較為明顯，亦即細度越高之水淬高爐爐碴粉其活性越好。抗壓強度與吸水率、滲透率及耐磨耗之間有關聯性。水淬高爐爐碴粉細度與使用量愈高，混凝土內部孔隙結構越緻密，吸水率、滲透率及磨耗相對較低；水淬高爐爐碴粉細度與用量明顯影響混凝土的強度與耐久性。

The main purpose of this research is to investigate the influence of ground granulated blast-furnace slag (ggbs) on the properties of concrete. Testing variables included fineness (420 m2/kg, 520 m2/kg) and dosage (40%, 50% and 60%) of ggbs. The water-cementitious ratio was set as a constant of 0.485 for the specimens. Teating results indicate that fineness affects the development of early strength regardless of the dosage. For a given fineness of ggbs, specimens with 50% dosage have highest strength than other specimens with 40% or 60% dosage. It was also found that the strength developments of ggbs specimens were slower than those of control specimens due to less hydrated products generated at early age. However, the strength of ggbs specimens develpop fast after 28 days. Greater fineness of ggbs improves early strength (7 days and 14 days) specimen which demonstrating the effect of fineness on the hydration rate. A good relationship exists between compressive strength, water absorption and abrasion resistance. Higher dosage of ggbs in the specimen has lower water absorption, permeability and higher abrasion resistance. The effect of fineness and dosage of ggbs on the strength and durability of concrete is prominent.

摘要 I
Abstract II
目次 III
圖目次 VII
表目次 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 卜特蘭水泥製程與環境影響之關聯 5
2.1.1卜特蘭水泥製程 5
2.1.2 卜特蘭水泥對環境的影響 8
2.2 鋼鐵冶煉及產出爐碴之應用 12
2.2.1 鋼鐵冶煉及產出爐碴 12
2.2.2 高爐爐碴產出來源與特性 14
2.2.3水淬高爐爐碴粉的分類與性質 17
2.2.4 混凝土添加水淬高爐爐碴粉特性 20
第三章 試驗計畫 24
3.1 試驗規劃、方法與設備 24
3.1.1 水泥性質試驗 27
3.1.2 水泥砂漿試驗 33
3.1.3 混凝土試驗 36
3.2 試驗材料 45
3.2.1 卜特蘭水泥 45
3.2.2 水淬高爐爐碴粉 47
3.2.3 細粒料 53
3.2.4 粗粒料 56
3.2.5 拌和水 58
3.3 配比設計 60
3.3.1 水泥配比 62
3.3.2 水泥砂漿配比 63
3.3.3 混凝土配比 64
第四章 結果與討論 65
4.1 水泥性質試驗結果 65
4.1.1 混合水泥化學成份試驗 65
4.1.2 混合水泥物理性質符合度試驗 70
4.2 混合水泥砂漿試驗結果 74
4.2.1 凝結時間試驗 74
4.2.2 水泥砂漿抗壓強度 77
4.3 混凝土試驗結果 82
4.3.1 坍度 82
4.3.2 混凝土抗壓強度試驗 84
4.3.3 磨耗試驗 89
4.3.4 透水試驗 90
4.3.5 吸水率試驗 91
4.3.6 混凝土試驗結果討論 92
第五章 結論與建議 93
5.1 結論 93
5.2 建議 94
參考文獻 95
附件 相關標準 98

1. A. Dutton,A. E. Carlson, et al,Sea-level rise due to polar ice-sheet mass loss during past warm periods, Science, 2015，Vol. 349，no. 6244。

2. 張又升，建築物生命週期二氧化碳減量評估，國立成功大學，博士論文，2002。

3. 林憲德，綠色建築解說與評估手冊，2007。

4. 鄧森仁，以加速氯離子傳輸試驗和貯鹽浸漬試驗評估爐石混凝土傳輸行為之研究，國立台灣海洋大學，碩士論文，2015。

5. 東南水泥官方網站，http://www.southeastcement.com.tw/index.php?q=node/27。

6. 吳熖煌，流體化床混燒灰與水淬高爐石作為膠凝材料之研究，國立台灣海洋大學，博士論文，2015。

7. Global carbon atlas, Global Carbon Budget ,2015。

8. CEMBUREAU官方網站,2015。
http://www.cembureau.be/about-cement/key-facts-figures

9. Hermawan, ,et al, Identification of source factors of carbon dioxide (CO2) emissions in concreting of reinforced concrete, Procedia Engineering 125 ( 2015 ) 692 – 698。

10. 黃兆龍，「爐石在混凝土的應用」，台灣營建中心，1985。

11. 郭容忍，焚化灰渣作為水泥生料對卜特蘭水泥影響之研究，國立交通大學，碩士論文，2004。

12. 蔡嘉榮，混合轉爐石粉與高爐石粉膠凝材料特性之研究，國立台灣海洋大學，博士論文，2015。


13. World Steel Association官方網站。
https://www.worldsteel.org/statistics/statistics-archive/steel-archive.html

14. 內政部營建署，混凝土收縮開裂機理及防制技術之研究，2014。

15. 張復盛，許伯良，國外爐石/碴之應用，中國鑛冶工程學會會刊，227期，P43 -48，2014。

16. 呂佩珈，低碳隔間-高含量爐石粉水泥砂漿板研究，桃園創新技術學院，碩士論文，2014。

17. 蔡得時，「土木材料」，矩陣出版股份有限公司，國88年8月。

18. 行政院公共工程委員會，公共工程高爐石混凝土使用手冊，2001年4月。

19. 李鴻博，淺析水泥中三氧化硫含量測定的方法，城市建設理論研究，2001年第6期。

20. Siddique, R. and R. Bennacer, Use of iron and steel industry by-product (GGBS) in cement paste and mortar. Resources, Conservation and Recycling, 2012. 69(0): p. 29-34.。

21. Osborne, G.J., Durability of Portland blast-furnace slag cement concrete. Cement and Concrete Composites, 1999. 21(1): p. 11-21。

22. Mahieux, P.Y., J.E. Aubert, and G. Escadeillas, Utilization of weathered basic oxygen furnace slag in the production of hydraulic road binders. Construction and Building Materials, 2009. 23(2): p. 742-747. 。

23. 王和源、林草英、黃兆龍,「爐石製程對水泥砂漿性質的影響」,技術學刊第二期,.pp.231-238, 1987。

24. 王和源,「公共工程使用高爐水泥之可行性評估」, 國立高雄科學技術學院土木系研究報告,1999, 高雄市。

25. 黃兆龍主編，「高性能混凝土設計與應用」，科技圖書股份有限公司， 2000。

26. 詹穎雯,「飛灰爐石混凝土之原理、性質與應用」, 飛灰爐石於混凝土工程之合理運用研討會論文集, 台灣營建研究院, 1999年5月, pp.1~16

27. 陳振川、詹穎雯〝填加飛灰與高爐石粉混凝土之體積穩定探討〞，高爐石粉與飛灰資源在混凝土工程上應用研討會論文集，台北，民國75年12月。

28. 郭同杉，添加飛灰對混凝土抗壓強度及耐久性影響之探討，國立台灣海洋大學，碩士論文，2006。