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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:廖譽勝
研究生(外文):Yu-sheng liao
論文名稱:以廢棄紅磚取代細骨材對再生混凝土性質影響之研究
論文名稱(外文):Study on Recycled Concrete Using Construction Bricks as Fine Aggregates
指導教授:何仲明
指導教授(外文):Chung-Ming Ho
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:土木工程研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:121
中文關鍵詞:營建廢棄物卜作嵐反應超音波速再生骨材燒失量
外文關鍵詞:recycled aggregateslost of ignitionpozzolan reactionultra sonic pulse velocityconstruction wastes
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摘 要
由於台灣主要的河川已禁止開採砂石,導致砂、石來源受到限制,因而造成砂、石價格飆升。每年產生大量的營建廢棄物,一來對環境造成污染及破壞,二來掩埋場所不易尋得,大量營建廢棄物或受外力所破壞之拆除廢棄物無處可放置。隨著環保意識抬頭,各國對於永續發展越來越重視。基於以上種種因素,將營建廢棄物中可用之混凝土塊、磚瓦處理成再生骨材是勢在必行。本文將廢棄紅磚處理成紅磚再生細骨材,以不同水灰比、取代量為變數,探討紅磚再生細骨材取代量對再生混凝土影響之研究。
試驗結果顯示以紅磚再生細骨材取代天然細骨材之再生混凝土,會增加卜作嵐反應,因紅磚含有大量二氧化矽及氧化鋁,此為卜作嵐材料,造成取代量越多抗壓強度提升越快,導致水灰比0.4組含紅磚再生細骨材之混凝土強度與未含紅磚再生細骨材之混凝土強度相距不到5%,甚至超過對照組之強度。紅磚再生細骨材取代量之不同對水灰比0.6組抗壓強度影響不大,在各齡期中含紅磚再生細骨材之混凝土與對照組至多相距20%,最少只差了0.7%。廢棄紅磚之高含粉量(12.43%)雖對水泥砂漿強度有所折減,但影響程度不大。水灰比0.4齡期28天時,取代量100%(低含粉量)之水泥砂漿抗壓強度約高於取代量100%(高含粉量)1.2%。水灰比0.6齡期28天時,取代量100%(低含粉量)100%之水泥砂漿抗壓強度約高於取代量100%(高含粉量)10%。
Abstract
The government suspended the exploiting of sand and gravel in Taiwan's main streams. The difficulty of obtaining a stable supply of aggregates causes their prices to go up dramatically. On the other hand, huge amount of construction discards are produced every year, causing pollutions and destructions to the environment. Secondly, dumping grounds for construction discards are difficult to find. As environmental consciousness of people rises, every country begins to pay more and more attention to sustainable usage of materials. Due to the factors stated above, transferring construction wastes into reusable materials is a definite act. This research is to study the effect of using construction brick-sand to replace fine aggregates in recycled concrete.
Test results showed that using construction bricks as fine aggregates would enhance Pozzolan reaction, owing to the large proportion of SiO2 and Al2O3 contained in bricks. The Pozzolan effects were very obvious for concretes with water to cement ratio of 0.4: the compressive strength of recycled concrete with construction bricks as FA were closed to those with natural aggregates. For water ratio of 0.6, the reduction range is not very large, ranging from 0.7% to 20%. The crushed construction bricks had a very high percentage of dust (about 12%). The effect of brick dust on strength of concrete is studied by two groups of specimens: one with the 12% dust included and one with the dust washed away. For recycled concrete with water ratio of 0.4 and 100% replacement of brick sands, strength of specimen with dust is 1.2% higher than those without dust. However, for higher water cement ratio of 0.6, the strength is 10% higher.
目 錄
中文摘要........................... Ⅰ
英文摘要........................... Ⅱ
誌謝............................. Ⅳ
目錄............................. Ⅵ
表目錄............................ Ⅹ
圖目錄........................... ⅩⅢ
第一章 緒論
1-1前言....................... 1
1-2研究目地..................... 3
1-3研究範圍與方法.................. 3
第二章 文獻回顧
2-1營建廢棄物.................... 5
2-1-1營建廢棄物的定義.............. 5
2-1-2國內營建廢棄物目前處裡情況......... 5
2-1-3營建廢棄物之再利用............. 7
2-1-4國內再生混凝土研究方向........... 7
2-2再生骨材之產製.................. 8
2-2-1混凝土廢棄料中雜質之去除及過篩分類..... 8
2-2-2再生骨材之貯存............... 8
2-3再生骨材之物理性質................ 9
2-3-1再生骨材粒徑分布.............. 9
2-3-2再生骨材粒形及表面構造........... 9
2-3-3比重及吸水率................10
2-3-4孔隙及磨損率................10
2-4再生混凝土新拌性質................11
2-4-1坍度與用水量................11
2-4-2坍流度...................11
2-5紅磚基本性質...................12
2-5-1紅磚成分分析................12
2-5-2紅磚基本性質................12
2-5-3紅磚力學性質................13
2-5-4紅磚之優缺點................13
2-6高溫對混凝土之影響................14
2-6-1水泥漿體受熱之變化.............14
2-6-2混凝土受高溫下之物理與化學變化.......16
2-6-3混凝土高溫後強度折減............22
2-6-4燒失量...................23
2-7卜作嵐反應....................23
第三章 試驗計劃
3-1試驗材料.....................28
3-2試驗設備.....................28
3-3試驗變數.....................29
3-3-1再生細骨材之取代比例............29
3-3-2不同水灰比之混凝土.............29
3-3-3高溫試驗溫度................29
3-3-4養護齡期..................29
3-4試體製作過程...................30
3-4-1再生廢棄紅磚細骨材製作...........30
3-4-2 10㎝ ×20㎝H抗壓圓柱試體.........30
3-4-3 5cm × 5cm × 5cm 水泥砂漿抗壓試體..... 30
3-5試驗方法.....................30
3-5-1材料基本性質試驗..............30
3-5-2新拌性質試驗................32
3-5-3硬固性質試驗................32
第四章 結果分析與討論
4-1氯離子含量試驗..................56
4-2普通抗壓強度...................57
4-2-1再生混凝土抗壓強度發展...........58
4-2-2抗壓試體敲開後之情形............60
4-3高溫後之再生混凝土外觀與抗壓強度.........61
4-3-1再生混凝土表面裂縫.............62
4-3-2高溫與再生混凝土抗壓強度之關係.......62
4-4超音波波速....................64
4-4-1再生混凝土超音波波速............65
4-4-2高溫後再生混凝土超音波速..........66
4-5燒失量......................67
4-5-1燒失量與齡期、高溫受熱後之關係.......67
4-6水泥砂漿抗壓強度.................69
第五章 結論與建議
5-1結論.......................100
5-2建議.......................102
參考文獻...........................103







表 目 錄
表2-1 國內對營建廢棄物之定義.................25
表2-2 國外對營建廢棄物之定義.................26
表2-3 混凝土受熱後表面顏色之變化...............27
表2-4 混凝土受熱後表面裂縫分布情況..............27
表3-1A齡期與試驗項目.....................36
表3-1B試體受熱溫度與試驗項目.................36
表3-2A 水灰比0.4,配比設計表【kg/m3】.............37
表3-2B 水灰比0.6,配比設計表【kg/m3】.............37
表3-3 天然粗骨材之物理性質..................38
表3-4 粗骨材之篩分析.....................38
表3-5 天然細骨材與再生細骨材之物理性質............39
表3-6 天然細骨材與再生細骨材之篩分析.......... .. 40
表3-7 再生細骨材取代天然細骨材之篩分析(取代量30%)...... 41
表3-8 再生細骨材取代天然細骨材之篩分析(取代量50%)...... 42
表3-9 再生細骨材取代天然細骨材之篩分析(取代量70%)...... 43
表3-10 水灰比0.4,水泥砂漿配比設計表............ 44
表3-11 水灰比0.6,水泥砂漿配比設計表............ 44
表4-1 氯離子含量【kg/m3】................... 70
表4-2 水灰比0.4,各齡期之抗壓強度............... 71
表4-3 水灰比0.4,抗壓強度百分比(C4B0為基準) ........ 71
表4-4 水灰比0.4,抗壓強度百分比(28天為基準) ........ 71
表4-5 水灰比0.6,各齡期之抗壓強度.............. 72
表4-6 水灰比0.6,抗壓強度百分比(C6B0為基準) ...... ..72
表4-7 水灰比0.6,抗壓強度百分比(28天為基準) ........ 72
表4-8 水灰比0.4,混凝土在不同溫度下強度變化......... 73
表4-9 水灰比0.4,混凝土在不同溫度下強度百分比(105℃為基準).. 73
表4-10 水灰比0.6,混凝土在不同溫度下強度變化.........74
表4-11 水灰比0.6,混凝土在不同溫度下強度百分比(105℃為基準) .74
表4-12 水灰比0.4,超音波波速................. 75
表4-13 水灰比0.4,超音波波速百分比(C4B0為基準) .......75
表4-14 水灰比0.6,超音波波速.................76
表4-15 水灰比0.6,超音波波速百分比(C6B0為基準) .......76
表4-16 水灰比0.4,混凝土受高溫後超音波波速..........77
表4-17 水灰比0.4,高溫後超音波波速百分比(105℃為基準) ....77
表4-18 水灰比0.6,混凝土受高溫後超音波波速..........78
表4-19 水灰比0.6,高溫後超音波波速百分比(105℃為基準) ....78
表4-20A 水灰比0.4,燒失量.................. 79
表4-20B 水灰比0.4,水化程度................. 79
表4-21A 水灰比0.6,燒失量.................. 80
表4-21B 水灰比0.6,水化程度................. 80
表4-22A 水灰比0.4,高溫後之燒失量.............. 81
表4-22B 水灰比0.4,高溫後之燒失量百分比(105℃為基準) .... 81
表4-22C 水灰比0.4,高溫後之水化程度............. 81
表4-22D 水灰比0.4,高溫後之水化程度百分比(105℃為基準) ... 81
表4-23A 水灰比0.4,水泥砂漿抗壓強度............. 82
表4-23B 水灰比0.4,水泥砂漿抗壓強度百分比(28天為基準) . ..82
表4-23C 水灰比0.4,水泥砂漿抗壓強度百分比(C4B0為基準) ... 82
表4-24A 水灰比0.6,水泥砂漿抗壓強度............. 83
表4-24B 水灰比0.6,水泥砂漿抗壓強度百分比(28天為基準) ... 83
表4-24C 水灰比0.6,水泥砂漿抗壓強度百分比(C6B0為基準) ... 83









圖 目 錄
圖3-1 試驗規劃流程圖...................... 45
圖3-2 碎石機......................... 46
圖3-3 電子天枰........................ 46
圖3-4A 粗骨材搖篩機......................47
圖3-4B 細骨材搖篩機......................47
圖3-5 混凝土拌合機...................... 48
圖3-6 控溫烘箱........................ 48
圖3-7 試體高速研磨機..................... 49
圖3-8 全自動抗壓試驗機.................... 49
圖3-9 混凝土超音波探測器................... 50
圖3-10 高溫爐.........................50
圖3-11 鹽度計.........................51
圖3-12 坩鍋..........................51
圖3-13 試體模.........................52
圖3-14 再生細骨材製作.....................52
圖3-15 再生混凝土養護.....................53
圖3-16 抗壓試驗配置試體圖...................53
圖3-17 ASTM E119標準溫度-時間加熱曲線............ 54
圖3-18 再生細骨材取代量30%篩分析............... 54
圖3-19 再生細骨材取代量50%篩分析............... 55
圖3-20 再生細骨材取代量70%篩分析............... 55
圖4-1 不同取代量之抗壓強度(w/c=0.4) ............. 84
圖4-2 不同取代量之抗壓強度(w/c=0.6) ............. 84
圖4-3 不同齡期之抗壓強度(w/c=0.4) .............. 85
圖4-4 不同齡期之抗壓強度(w/c=0.6) .............. 85
圖4-5A 不同水灰比之抗壓強度(齡期28天)(長條圖)........ 86
圖4-5B 不同水灰比之抗壓強度(齡期28天)(折線圖)......... 86
圖4-6A 不同水灰比之抗壓強度(齡期91天)(長條圖)........ 87
圖4-6B 不同水灰比之抗壓強度(齡期91天)(折線圖)........ 87
圖4-7A C6R100 440℃表面細微裂縫產生..............88
圖4-7B C6B30 440℃膨漲不協和................. 88
圖4-8A C6R100 580℃表面裂縫增加................89
圖4-8B C6B70 580℃頂層出現裂縫且有剝落現象.......... 89
圖4-9A C6R100 800℃裂縫呈現龜裂狀,左:表面、右:頂層......90
圖4-9B C6 800℃裂縫增加(左至右為B30、B70、R100) ....... 90
圖4-10 紅磚再生混凝土高溫受熱後之抗壓強度(w/c=0.4) ......91
圖4-11 紅磚再生混凝土高溫受熱後之抗壓強度(w/c=0.6) ......91
圖4-12 不同取代量之超音波波速(w/c=0.4) ............92
圖4-13 不同取代量之超音波波速(w/c=0.6) ............92
圖4-14 B0、B50、R100超音波波速與抗壓強度........... 93
圖4-15 紅磚再生混凝土高溫受熱後超音波波速(w/c=0.4) ......94
圖4-16 紅磚再生混凝土高溫受熱後超音波波速(w/c=0.6) ......94
圖4-17A 不同取代量之燒失量(w/c=0.4) ............. 95
圖4-17B 不同取代量之水化反應(w/c=0.4) ............ 95
圖4-18A 不同取代量之燒失量(w/c=0.6) ............. 96
圖4-18B 不同取代量之水化反應(w/c=0.6) ............ 96
圖4-19A 紅磚再生混凝土高溫受熱後燒失量(w/c=0.4) ....... 97
圖4-19B 紅磚再生混凝土高溫受熱後水化反應(w/c=0.4) ...... 97
圖4-20A 水泥砂漿抗壓強度(w/c=0.4) .............. 98
圖4-20B 水泥砂漿抗壓強度(w/c=0.6) .............. 98
圖4-21 28天水泥砂漿抗壓強度百分比.............. 99
參考文獻
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