臺灣博碩士論文加值系統

植筋廣泛應用於混凝土結構的維修補強及擴建，依規定施作的植筋多能提供良好的承載力。然而植筋膠材料並不耐高溫，因此本研究以拉拔試驗方式，探討採用#4鋼筋植入混凝土圓柱試體中經高溫烘烤後的植筋承載力及黏結滑移行為。選擇兩種鋼筋植入深度分別鋼筋直徑的9倍（12cm）及15倍（20cm），火害溫度分別有200℃、400℃、500℃及600℃等四種。除了作為對照組的未受火害室溫試體外，其他植筋試體在拉拔前均先置入高溫爐中進行火害烘烤，升溫至設定溫度後繼續延時60分鐘，待試體完全冷卻再進行拉拔試驗。
試驗結果顯示兩種不同植入深度的試體在未受火害時的破壞模式都是鋼筋拉斷，所以有相同的植筋承載力，且在試體破壞前均未發生鋼筋滑移現象，但火害後試體的承載力則因植入深度減少或火害溫度升高而明顯降低。植入深度為12cm的試體，在200°C至500°C的火害後，發生混凝土開裂繼而鋼筋抽出的破壞情況，導致植筋在達到極限承載力後發生滑移現象，在600°C的火害後則因植筋膠喪失黏結力而鋼筋滑脫。而植入深度為20cm的試體，在200°C至500°C的火害後，仍保持與未火害試體相同的破壞模式和承載力，在600°C的火害後雖然因植筋膠黏結力受損而發生滑移，但是尚能維持未火害承載力之五成。此外，與前人之研究結果比較更證明加深植入深度能有效提升火害後植筋之承載力，並減緩植筋黏結滑移情形。

The post-installed rebar technique is commonly used in the repair, reinforcement and extension of concrete constructions. Properly installed rebars can provide good anchorage capacities. However, the fire-resisting ability of the anchorage adhesives is poor. Therefore, this study investigates the bond behavior of post-installed rebar after exposure to elevated temperatures by pull-out tests. The specimens were fabricated by implanting #4 rebars into concrete cylinders with the depths of 9 times the rebar diameter (12cm) or 15 times the rebar diameter (20cm). Then the specimens were heated in the oven up to 200°C, 400°C, 500°C or 600°C for 60 minutes. After the specimens had completely cooled down, the pull-out tests were carried out.
The experimental results show that the unheated specimens with two different embedment lengths, mostly fail by rebar fracture, have the similar anchorage capacities. No rebar slippage is observed for these specimens. However, the anchorage capacities of the fire-damaged specimens reduce obviously due to the decrease of the embedment length or the increase of the temperature. While the 200°C to 500°C fire-damaged specimens with 12cm embedment length fail by rebar pull-out following concrete crack, most of the 20cm specimens still display rebar fracture failure. When the temperature rises to 600°C, the specimens with 12cm embedment length lose their anchorage capacities and display bond failure since the anchorage adhesive fails to provide proper bond effect. Nevertheless, the 20cm specimens under the same condition still retains about 50% of the unheated anchorage capacity. In addition, it’s further confirmed, by comparisons with previous studies, that increasing the embedment depth of rebars could effectively enhance the capacity and retard the bond slippage of post-installed rebar.

誌謝 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 1
1-3 研究方法 2
1-4 研究內容 2
第二章 文獻回顧 4
2-1 前言 4
2-2 植筋工法之介紹 4
2-3 植筋工法之應用 5
2-4 植筋工法之缺點 5
2-5 植筋之破壞模式 6
2-6 影響植筋強度之因素 7
2-7 高溫對植筋材料之影響 10
2-8 前人之相關研究結果 13
2-8-1 陳清華之研究 13
2-8-2 陳俊豪之研究 15
2-8-3 劉長青等人之研究 16
2-8-4 袁廣林等人之研究 17
2-8-5 徐煜晟之研究 18
2-8-6 陳伯軒之研究 19
2-8-7 Salih Yilmaz等人之研究 20
2-8-8 A. Ferhat Bingol等人之研究 21
第三章 試驗規劃 23
3-1 前言 23
3-2 試驗項目 23
3-2-1 混凝土抗壓試驗 23
3-2-2 鋼筋拉伸試驗 24
3-2-3 植筋拉拔試驗 24
3-3 試驗材料 25
3-4 試驗儀器 26
3-5 試體製作 29
3-5-1 混凝土試體 29
3-5-2 鋼筋試體 29
3-5-3 植筋試體製作 29
3-5-4 火害植筋試體製作 31
3-6 試驗條件與步驟 32
3-6-1 混凝土抗壓試驗 32
3-6-2 鋼筋拉伸試驗 32
3-6-3 植筋拉拔試驗 33
第四章 試驗結果與討論 34
4-1 前言 34
4-2 材料試驗結果與討論 34
4-2-1 混凝土抗壓試驗結果 34
4-2-2 鋼筋拉伸試驗結果 36
4-3 植筋拉拔試驗結果與討論 37
4-3-1 鋼筋植入深度12cm拉拔試驗結果 37
4-3-2 鋼筋植入深度12cm之綜合討論 40
4-3-3 鋼筋植入深度20cm拉拔試驗結果 41
4-3-4 鋼筋植入深度20cm之綜合討論 43
4-4 拉拔試驗分項討論 44
4-4-1 植入深度對植筋之承載力及黏結強度影響 44
4-4-2 火害溫度對植筋之承載力及黏結強度之影響 45
4-4-3 植入深度對黏結滑移行為及破壞模式之影響 46
4-4-4 火害溫度對黏結滑移行為之影響 48
4-4-5 與前人研究之試驗結果比較 49
第五章 結論與建議 52
5-1 結論 52
5-2 建議 54
參考文獻 56

1.「喜利得固定技術手冊」，瑞士喜得釘在台分公司喜利得股份有限公司，2006。
2."Fischer Fixing Systems Technical Handbook International", fischerwerke GmbH & Co. KG, 2011.
3.徐煜晟，「鋼筋植入深度與火害後植筋拉拔強度關係之探討」，逢甲大學土木工程學系論文，2014。
4.HILITI North Amerian Product Technical Guide Volume2, Anchor Fastening Technical Guide, Hilti,Inc, 2011.
5.何明錦、吳傳威、彭添富、蕭興台、王淑娟、鄒本駿、楊慕忠，「鋼筋混凝土結構物之修復補強技術彙編」，政部建築研究所，2000。
6.「既有混凝土結構物維修及補強技術手冊(405-94)」，中國土木水利工程學會出版，台灣，2005。
7.陳沛華，「混凝土植筋應用之實驗研究」，逢甲大學土木工程學系碩士論文，2007。
8.Eligehausen, R., & Spieth, H. Post-installed rebar connections, InInternational Symposium on Connections Between Steel and Concrete, Rilem, 29-41, 2001.
9.陳舜田、沈進發，「高溫造成混凝土材料性質改變及火場溫度推估法」，建築物火害及災後安全評估法研討會論文集(四)，第 71-99頁，1994。
10.沈進發、陳舜田、張郁慧，「火害延時對混凝土殘強度之影響」， 中華民國第二屆結構工程研討會論文集(三)，第 30-44 頁，2008。
11.陳禮剛、王一鳴，「應力-溫度作用後鋼筋強度試驗研究」，青島理工大學學報，第29卷，第4期，第1-4頁，2008。
12.閔明保、李延和、高本立、黃祿年、白文廣、李引擎，「建築物火害後診斷與處理」，江蘇科學技術出版社，1994。
13.任傑、范曉東，「室溫固化高溫使用環氧樹脂黏膠劑的研究進展」，中國膠黏劑，第 18 卷，第 12 期，第 44-47 頁，2009。
14.陳清華，「混凝土結構物植筋補強之基礎研究」，國立中央大學土木工程研究所碩士論文，2001。
15.陳俊豪，「高溫後植筋與混凝土間殘餘黏結強度之研究」，逢甲大學 土木工程學系碩士論文，2013。
16.劉長青、余江滔、陸洲導、王孔藩，「高溫下植筋黏結-滑移性能試驗研究」，同濟大學學報(自然科學版)，第38卷，第11期，第1579~1585頁，2010。
17.袁廣林、劉林、閆玉紅，「高溫後植筋黏結滑移力學性能試驗」，河海大學學報(自然科學版)，第36卷，第6期，第358~362頁，2008。
18.陳伯軒，「植筋邊距對火害後黏結強度之影響」，逢甲大學土木工程學系論文，2015。
19.Salih Yilmaz, Muhammet Ali Ozen, Yavuz Yardim. Tensile behavior of post-installed chemical anchors embedded to low strength concrete, Construction and Building Materials, 47, 861-866, 2010.
20.A. Ferhat Bingol, Rustem Gul. Residual bond strength between steel bars and concrete after elevated temperatures, Fire Safety Journal, 44, 854-859, 2009.
21.ASTM E488/E488M-10, "Standard Test Methods for Strength of Anchors in Concrete and Masonry Elements," 2010.
22.CNS 560 A2006，「鋼筋混凝土用鋼筋」，中華民國國家標準，2014年2月修訂。
23.CNS 1232 G3045，「混凝土圓柱試體抗壓強度檢驗法」，中華民國國家標準，2002年12月修訂。
24.CNS 2111 G2013，「金屬材料拉伸試驗法」，中華民國國家標準，1996年7月修訂。
25.ASTM E1512-01, "Standard Test Methods for Testing Bond Performance of Bonded Anchors," 2001.