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研究生:楊啟男
研究生(外文):Qi-Nan Yang
論文名稱:依現地配比以廢棄磁磚取代天然細粒料製成再生混凝土之研究
論文名稱(外文):The study of concretes based on field mix design with fine aggregates replaced by recycled tiles.
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:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:卜作嵐材料再生混凝土廢棄磁磚
外文關鍵詞:discarded tilesrecycled concretepozzolanic admixture
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本文以廢棄混凝土塊(粗料)與廢棄磁磚(細料),以預拌混凝土廠所採用之現地配比方式灌製成再生混凝土,並調整再生粒料試體間水泥與卜作嵐材料(飛灰、爐石)之比例,其中卜作嵐材料以不添加超過25%水膠成份為限,並與同一環境同一配比下所製作之天然粒料混凝土透過坍度試驗、氯離子試驗、抗壓強度試驗、超音波試驗、高溫等試驗比較其差異性。
試驗結果顯示,再生粒料混凝土早期反應較天然粒料混凝土快,不論水膠成份為何,強度均高於天然粒料混凝土,而再生粒料混凝土在不同水膠成份下,齡期7天無太大影嚮,後期強度則有明顯的差異。早期發展,添加卜作嵐材料之再生粒料試體強度均與純水泥再生粒料所灌製之試體強度落差在10%內,其中以一定比例爐石、飛灰混合添加所製成之再生粒料試體,較純水泥再生粒料試體高約6%。由於再生試體齡期28天後普遍發展趨緩,不添加卜作嵐材料之再生粒料試體更是發展緩慢,而天然粒料試體齡期14天後,則是以一定比例的強度上升,於晚期91天,除了爐石、飛灰混合添加所灌製之再生試體,其餘再生試體皆僅達天然試體約90%左右的強度,可知卜作嵐材料不僅對天然料試體強度影嚮明顯,對再生磁磚製成之試體,也有一定的幫助。


In this research, recycled concretes are made according to field mix design used in ready-mixed concrete plant with discarded concrete blocks (as coarse aggregates) and discarded tiles (as fine aggregates). Moreover, the ratio of cement and pozzolanic admixture (fly ashes and stove stones) within recycled aggregates specimens are adjusted as well. Meanwhile, the water to binder ratio of pozzolanic admixture does not increased for more than 25%. Slump test according to ASTM C143, chloride experiment, compressive strength test, supersonic wave experiment, and high temperature test are carried out in the same environment and allocated percentages, and the differences between recycled concretes and natural fine aggregate concretes are studied.
Results of the tests show that the early reaction of recycled fine aggregate concrete is faster than nature fine aggregate concrete. No matter what percentage of water to binder ratio, the strength of recycled fine aggregate concrete is higher than natural fine aggregate concrete. While talking about the strength, there is not much difference in the age of 7-days recycled fine aggregate concretes with different percentage of water to binder ratios; however, there are significant differences in the later period. In the early age, the differences between the strength of recycled fine aggregate concrete added with pozzolanic admixture materials and the strength of concrete which made by recycled pure fine aggregate cement is within 10%. Besides, recycled concretes which made by certain percentage of stove stones and fly ashes is higher than recycled concretes made by pure cements for about 6%. The development of 28-days recycled concretes is gradually slow; but the development of recycled fine aggregate concretes with no pozzolanic admixture is more slower. Nevertheless, the strength of nature fine aggregate concretes increased with certain percentage after 14 days of age. In the later stage for about 91 days, the rest of the recycled concretes reach 90% strength of nature concretes, excluding the recycled concretes made by stove stones and ashes. It is known that the pozzolanic admixture materials not only has significant influence upon the strength of nature fine aggregate concretes, but also do help the specimens made by recycled tiles.


目錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
誌謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅵ
圖目錄 Ⅶ
第一章 緒論 1
1-1 研究目的與動機 1
1-2 研究方法 2
第二章 文獻回顧 3
2-1建築廢棄物 3
2-2建築廢棄物之組成與使用狀況 3
2-3 再生料物理性質 3
2-4 再生混凝土定義 5
2-5 飛灰與爐石 5
2-5-1 飛灰的組成與特性 5
2-5-2 爐石的組成與特性 6
2-6 水泥 7
2-6-1 水泥的製作過程與成份 7
2-6-2 水泥的水化反應 8
2-6-3 水泥強度的發展 9
2-7 混凝土受高溫之影嚮 9
2-7-1 混凝土表面變化 9
2-7-2 混凝土受高溫殘餘抗壓 10
2-8強塑劑 10
2-9磁磚 11
第三章 試驗計畫 20
3-1 試驗材料 20
3-2 試驗項目與計畫 21
3-2-1 材料基本性質試驗 21
3-2-2 硬固試驗 23
3-3 試驗變數 24
3-4 拌合方式 25
3-5 使用儀器 26
第四章 試驗結果與討論 45
4-1 坍度試驗 45
4-2 氯離子含量試驗 45
4-3 抗壓強度試驗 46
4-3-1添加再生料與天然料對抗壓強度發展之影嚮 47
4-3-2水膠成份對混凝土強度發展之影嚮 48
4-4 高溫試驗 50
4-4-1高溫受熱後對天然與再生混凝土抗壓強度之影嚮 51
4-4-2水膠成份對高溫殘餘抗壓強度之影嚮 52
4-5 超音波試驗 53
4-5-1超音波速與齡期之關係 53
4-5-2超音波與高溫受熱後之關係 53
第五章 結論與建議 70
5-1 結論 70
5-2 建議 71
參考文獻 72

表目錄
表2-1 建築廢棄物之定義與出處 13
表2-2 國外對營建廢棄物之定義 14
表2-3 建築廢棄物內容與來源 15
表2-4 試體高溫受熱後表面裂縫之變化 16
表3-1 天然粗細料與再生粗細料物理性質 27
表3-2 天然粗粒料篩分析表 28
表3-3 天然細粒料篩分析表 28
表3-4 再生粗粒料篩分析 29
表3-5 廢棄細料(磁磚)篩分析表 29
表3-6 試驗代號(水膠) 30
表3-7 配比設計表(kg/m3)(減水劑11%) 30
表3-8各齡期試驗項目 31
表3-9 磁磚化學成分分析表 32
表3-10 飛灰與爐石化學成份表 33
表4-1 各批試體坍度試驗結果 55
表4-2 各批新拌混凝土氯離子含量試驗結果 55
表4-3 各試體於各齡期之抗壓強度(MPa) 56
表4-4 各齡期成長比例(各批試體以28天強度為100%) 56
表4-5 各批試體於各齡期相互比較(以N當基準) 57
表4-6 各齡期強度與純水泥再生試體(C100)比較 57
表4-7 高溫殘餘抗壓強度(MPa) 58
表4-8 高溫殘餘抗壓折減比例(%) (以25度為100%) 58
表4-9 普通超音波速(m/sec) 58
表4-10 高溫超音波波速(m/sec) 59

圖目錄
圖2-1 水泥原料在旋窯中燒結成水泥熟料礦物 16
圖2-2 水泥熟料礦物漿體抗壓強度的發展 17
圖2-3非上釉Non-glazed(T)、上釉Natural glazed(E)與黑釉Black glazed(N)
磚成份表 17
圖2-4 非上釉Non-glazed(T)、上釉Natural glazed(E)與黑釉Black glazed(N)
磚類製成之混凝土氫氧化鈣含量與齡期關係 18
圖2-5 磁磚取代細料比例(CWA)與混凝土強度關係(未添加飛灰) 18
圖2-6 磁磚取代細料比例(CWA)與混凝土強度關係(添加飛灰) 19
圖2-7 磁磚取代細料比例(CWA)與工作性之關係 19
圖3-1 試驗流程圖 34
圖3-2 天然粗粒料 35
圖3-3 天然細粒料 35
圖3-4 再生粗料粒 36
圖3-5 再生細粒料(面乾內飽和磁磚粉) 36
圖3-6 磁磚篩分析粒料圖 37
圖3-7 再生混凝土未處理(上)與處理過粒料圖(下) 38
圖3-8電子秤(精度0.1克) 39
圖3-9 粗骨材篩分析儀 39
圖3-10細骨材篩分析儀 40
圖3-11洛杉機試驗儀 40
圖3-12大型烘箱 41
圖3-13超音波儀 41
圖3-14高溫爐 42
圖3-15 混凝土拌合機 42
圖3-16 顎碎機 43
圖3-17高速研磨機 43
圖3-18萬能抗壓機 44
圖3-19氯離子檢測儀 44
圖4-1 天然(左)與再生(右)試體俯視圖 60
圖4-2 天然試體齡期7天抗壓前試體圖 60
圖4-3 再生試體齡期7天抗壓前試體圖 61
圖4-4 各批試體於各試驗齡期破壞情形(由左至右齡期7~91天) 62
圖4-5 各披試體於各齡期強度發展曲線圖 63
圖4-6 再生試體(C75F10S15)與天然試體(N)強度發展曲線圖 63
圖4-7 再生混凝土純水泥試體與單純添加爐石或飛灰強度比較 64
圖4-8 純水泥及一定比例添加飛灰爐石再生料與天然料強度發展曲線 64
圖4-9 單純添加爐石(左)與飛灰(右)試體圖 65
圖4-10 高溫燒製完抗壓前試體圖(由左至右105~800度) 66
圖4-11 高溫燒製抗壓後試體破壞圖(由左至右105~800度) 67
圖4-12 各試體高溫殘餘抗壓(含常溫強度) 68
圖4-13 各試體於各齡期超音波速(m/sec) 68
圖4-14 各試體高溫後超音波速變化曲線 69

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