臺灣博碩士論文加值系統

本研究使用紅外線熱影像儀檢測火害後混凝土表面缺陷。紅外線熱影像法屬於大範圍之非破壞性檢測，它能夠利用熱影像圖溫度的區別來判定缺陷的位置，以達到初步檢測之目的。
本研究結果顯示，火害後混凝土不論表面或內部缺陷皆可以用紅外線熱影像圖溫度的高低判別；當火害後之混凝土有缺陷發生時，熱影像圖溫度較高的部份即缺陷發生之位置，尤其當裂縫越密集時，熱影像圖相對位置之溫度也會越高；使用ANSYS模擬2D與3D人工裂縫之混凝土試體，其模擬結果之溫度最高處與人工裂縫之位置相吻合，即驗證熱影像圖之結果。將火害後之混凝土試體針對紅外線熱影像圖溫度較高之部分鑽心取樣，並與乾點式超音波波速相互比較，其結果可得，鑽心試體抗壓強度與超音波脈波波速呈現正相關性。火害後混凝土放射率會隨著表面顏色變化而改變，當混凝土受火害之後，表面顏色會隨著火害溫度的提高而變紅，混凝土之放射率也會隨之提高，最高提高到放射率約0.95，由此結果可以作為使用紅外線熱影像儀判斷火害後混凝土之最重要參數之依據。

The objective of current study is to explore the feasibility of post-fire assessment of concrete surface using infrared thermography, or IRT. Fire exposure of concrete specimens was simulated using electric ovens at different temperatures lasting for two hours. Uniform heat flux was applied to the surface of the specimen after cooling to room temperature. The thermal images were then taken immediately following the heat flux was terminated. In some cases, surface cracks may be associated with the area of higher temperature in thermal images. Similar results were found based on two- and three-dimensional modeling using finite element analysis. Furthermore, the effect of concrete surface emissivity on the thermal images was also investigated.

目錄
中文摘要……………………………………………………………Ⅰ
英文摘要……………………………………………………………Ⅱ
目 錄……………………………………………………………Ⅲ
圖目錄…………………………………………………………………Ⅵ
表目錄………………………………………………………………XI
第一章 序論…………………………………………………………1
1.1 研究動機與目的………………………………………………1
1.2 研究方法………………………………………………………1
1.3 研究內容………………………………………………………2
第二章 文獻回顧………………………………………………………3
2.1 各種非破壞檢測法……………………………………………3
2.2 紅外線熱影像應用……………………………………………4
2.2.1 紅外線之發展…………………………………………4
2.2.2 紅外線在土木方面檢測之應用………………………5
2.2.3 紅外線在其他方面之應用……………………………6
2.3 紅外線熱影像儀之選用………………………………………9
2.4 放射率相關討論………………………………………………10
2.5 本文研究方向…………………………………………………10
第三章 理論探討……………………………………………………11
3.1 電磁波概論……………………………………………………11
3.1.1 紅外線…………………………………………………12
3.1.2 黑體……………………………………………………12
3.1.3 吸收率、放射率、反射率及穿透率…………………12
3.1.4 Planck’s Law……………………………………………14
3.1.5 Wien’s displacement Law………………………………14
3.1.6 Stenfan-Boltzman Law…………………………………15
3.2 熱傳學…………………………………………………………16
3.2.1 傳導……………………………………………………16
3.2.2 對流……………………………………………………16
3.2.3 熱輻射…………………………………………………17
3.2.4 熱力學第一定律………………………………………18
3.3 紅外線熱影像儀成像原理……………………………………19
第四章 儀器與實驗方法介紹………………………………………20
4.1 儀器介紹………………………………………………………20
4.1.1 紅外線熱影像儀介紹…………………………………20
4.1.2 高溫爐介紹……………………………………………22
4.1.3 熱電偶…………………………………………………24
4.1.4 數位相機………………………………………………25
4.2 實驗規劃……………………………………………………5
4.3 前置步驟………………………………………………………29
4.4 放射率測定方法………………………………………………33
4.5 分析方法………………………………………………………34
4.5.1 熱影像圖疊合…………………………………………34
4.5.2 熱影像圖擷取…………………………………………35
第五章 實驗分析結果…………………………………………………36
5.1 紅外線熱影像圖分析…………………………………………36
5.1.1 水灰比0.6試體分析…………………………………………36
5.1.2 水灰比0.55試體分析…………………………………………40
5.1.3 水灰比0.45試體分析…………………………………………45
5.1.4 圓柱試體抗壓強度……………………………………………53
5.1.5 火害前後鑽心試體與混凝土相對波速比較…………………54
5.1.6 乙炔加熱………………………………………………………71
5.1.7 二維ANSYS分析……………………………………………74
5.1.8 三維ANSYS分析……………………………………………78
5.2 放射率測定……………………………………………………79
5.2.1 水灰比0.55以及0.45火害前後放射率………………………79
5.2.2 石膏放射率測定………………………………………………81
5.2.3放射率對熱影像儀之影響……………………………………82
第六章 結論與建議…………………………………………………83 6.1 結論……………………………………………………………83
6.2 建議……………………………………………………………84
參考文獻……………………………………………………………86

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