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研究生:符哲武
研究生(外文):Che-Wu Fu
論文名稱:再生粗骨材用以生產高流動化混凝土之可行性與其工程性質研究
論文名稱(外文):Study of Feasibility and Mechanical Properties for Producing High-Flowable Concrete with Recycled Coarse Aggregates.
指導教授:趙文成趙文成引用關係
指導教授(外文):Wen-Chen Jau
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:土木工程系
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:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:98
中文關鍵詞:再生骨材廢棄混凝土再生混凝土高流動化混凝土
外文關鍵詞:recycled aggregatewasted concreterecycled concretehigh-flowable concrete
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本研究係採用抗壓強度為3000psi至5000psi之廢棄混凝土試體,經碎化成再生粗骨材後,在添加適量之飛灰(25%、30%)及強塑劑下,用以生產當水膠比為0.50、0.55及0.60各種不同配比之高流動化混凝土,並測試該新拌混凝土工作度特性及硬固混凝土之各項工程力學性質(包括抗壓強度、劈裂抗張強度、握裹力與滑移量、乾縮、潛變),同時將試驗結果與採用天然粗骨材之高流動化混凝土,在相同配比下做比較分析。
本研究採用廢棄混凝土碎化後所得之再生粗骨材,其各項物理性質符合CNS 1240(混凝土粒料)之規定要求,並據以生產高流動化混凝土後,由試驗結果得之,其坍度及坍流度等工作度需求符合TAICON定義之高流動化混凝土。且其各種工程力學性質與採用天然粗骨材生產之高流動化混凝土差異不大,足見採用再生粗骨材用以生產高流動化混凝土具有相當之可行性。因此,再生粗骨材之利用,對於砂石替代品之開發及減少廢棄混凝土造成之環保問題,具有正面積極之效益。同時再生粗骨材用以生產中低強度之高流動化混凝土,除了易於澆置施工以確保品質外,亦能滿足結構物強度設計之需求。
In this study, wasted concrete specimens of compressive strengths ranged from 3000psi to 5000psi were crushed and used as coarse aggregates to produce high-flowable concrete specimens with fly ash (25%、30%) and superplasticizer. The water/binder ratios of concrete specimens were at 0.50、0.55 and 0.60, respectively. The workabilities of fresh concretes and the mechanical properties of hardened concretes such as compressive strength, splitting tension strength, bonding strength, sliding displacement, shrinkage and creep were tested. Meanwhile, the comparsions of mechanical properties of recycled concretes were made with those of ordinary high-flowable concretes.
The mechanical properties of coarse aggregate crushed from wasted concrete specimens were conformed to the demands of CNS1240. High-flowable concrete specimens with recycled aggregates were cast. The test results show that the slump and fluidity of recycled concrete are conformed to the demands of TAICON. The mechanical properties between recycled concretes and ordinary concretes have not significant differences. So it is feasible to produce high-flowable concretes with wasted concretes as recycled coarse aggregates. In addition, it has positive benefits for environmental protection owing to instead of natural aggregates quarried and reducing wasted concretes. At the same time, the application of high-flowable concretes with recycled coarse aggregates is able to ensure construction quality and satisfy the strength demand of structure design.
目 錄
中文摘要……………………………………………………i
英文摘要……………………………………………………ii
誌謝……………………………………………………iii
目錄……………………………………………………iv
表目錄……………………………………………………vii
圖目錄……………………………………………………viii
符號說明……………………………………………………xi
一、緒論………………………………………………1
1.1前言………………………………………………1
1.2研究的動機與目的………………………………2
二、文獻回顧…………………………………………3
2.1混凝土材料之品質控制…………………………3
2.1.1水泥………………………………………………3
2.1.2飛灰………………………………………………3
2.1.3強塑劑……………………………………………4
2.1.4骨材………………………………………………5
2.1.5拌和水……………………………………………5
2.2流動化混凝土之定義……………………………5
2.3飛灰對混凝土性質之影響………………………6
2.3.1工作度……………………………………………6
2.3.2抗壓強度…………………………………………7
2.3.3乾縮………………………………………………7
2.4強塑劑對混凝土之影響…………………………8
2.4.1強塑劑的基本特質………………………………8
2.4.2強塑劑對水泥水化作用之影響…………………9
2.4.3強塑劑對混凝土之工作度效應…………………9
2.5混凝土之劈裂抗張強度…………………………9
2.6廢棄混凝土再生骨材之基本性質………………10
2.6.1廢棄混凝土再生骨材之粒形及表面構造………10
2.6.2骨材附著之水泥漿及水泥砂漿…………………10
2.6.3骨材密度及吸水率………………………………11
2.7再生混凝土之性質………………………………11
2.7.1用水量與工作度…………………………………11
2.7.2水灰比與水泥量…………………………………11
2.7.3再生混凝土之配合設計…………………………12
2.7.4再生混凝土抗壓強度與強度發展………………12
2.7.5再生混凝土之力學性質…………………………13
三、試驗計畫與方法…………………………………14
3.1研究方法…………………………………………14
3.2試驗材料…………………………………………14
3.3試驗變數…………………………………………15
3.4試驗設備及項目方法……………………………16
3.4.1試驗設備…………………………………………16
3.4.2試驗項目及方法…………………………………17
四、試驗結果與討論…………………………………20
4.1廢棄混凝土的粗骨材化…………………………20
4.2配比設計與拌和過程……………………………21
4.3新拌混凝土之工作度……………………………22
4.4抗壓強度…………………………………………24
4.5劈裂抗張強度……………………………………27
4.6握裹強度與滑移量………………………………29
4.7乾縮………………………………………………30
4.8潛變………………………………………………31
五、結論與建議………………………………………33
5.1結論………………………………………………33
5.2建議………………………………………………35
參考文獻……………………………………………………36
表 目 錄
表2-1再生混凝土握裹力試驗結果…………………………41
表3-1天然粗骨材高流動化混凝土試體規劃表……………42
表3-2再生粗骨材高流動化混凝土試體規劃表……………43
表3-3粗細骨材之物理性質…………………………………44
表3-4再生粗骨材篩分析……………………………………44
表3-5天然粗骨材篩分析……………………………………45
表3-6天然細骨材篩分析……………………………………45
表3-7飛灰之化學成分及物理性質…………………………46
表4-1配比用量表……………………………………………47
表4-2坍度與坍流度比較表(細骨材率 S/A=0.5) …………48
表4-3再生粗骨材高流動化混凝土之坍度與坍流度比較表49
表4-4二次坍度與坍流度比較表……………………………49
表4-5各種配比之混凝土抗壓強度…………………………50
表4-6抗壓強度各齡期與其28天之發展比例 ………………51
表4-7各種配比混凝土之劈裂強度…………………………52
表4-8劈裂強度7天對其28天之發展比例 …………………53
表4-9混凝土28天劈裂強度與抗壓強度之比例 ……………54
表4-10混凝土28天劈裂強度與抗壓強度平方根之比例 ……54
表4-11握裹強度與滑移量對應表……………………………55
表4-12握裹強度與抗壓強度關係對應表……………………56
表4-13握裹力與滑移量關係表( W/B=0.50 ) ………………57
表4-14握裹力與滑移量關係表(W/B=0.55;F=25 %)………58
表4-15握裹力與滑移量關係表(W/B=0.55;F=30 %)………59
表4-16握裹力與滑移量關係表( W/B=0.60 ) ………………60
表4-17高流動化混凝土乾縮量比較表………………………61
表4-18高流動化混凝土潛變量比較表………………………62
圖 目 錄
圖2-1水泥顆粒凝結情形之示意圖…………………………63
圖2-2飛灰混凝土抗壓強度成長歷程………………………63
圖2-3強塑劑之作用原理……………………………………64
圖2-4強塑劑在已水化水泥顆粒之效應……………………64
圖2-5水泥添加強塑劑之水化作用機理……………………65
圖3-1試驗流程圖……………………………………………66
圖3-2廢棄混凝土碎化情形(一) ……………………………67
圖3-3廢棄混凝土碎化情形(二) ……………………………67
圖3-4廢棄混凝土碎化情形(三) ……………………………68
圖3-5廢棄混凝土碎化後情形(四) …………………………68
圖3-6傾斜式拌合機…………………………………………69
圖3-7使用坍度儀量測新拌混凝土坍度情形………………69
圖3-8乾縮試驗試體模具……………………………………70
圖3-9握裹試體模具(一) ……………………………………70
圖3-10握裹試體模具(二) ……………………………………71
圖3-11握裹試驗之量器及試驗用具…………………………71
圖3-12乾縮量測儀……………………………………………72
圖3-13潛變試驗設備…………………………………………72
圖3-14恆溫恆濕箱……………………………………………73
圖3-15萬能試驗機……………………………………………73
圖3-16抗壓試驗機……………………………………………74
圖3-17握裹滑移量試驗之資料擷取器………………………74
圖4-1初始坍流度試驗情形…………………………………75
圖4-2握裹力試驗試體瞬間縱向扯裂破壞情形……………75
圖4-3坍度及坍流度損失趨勢圖( W/B=0.50 ) ……………76
圖4-4坍度及坍流度損失趨勢圖( W/B=0.55 ) ……………77
圖4-5坍度及坍流度損失趨勢圖( W/B=0.60 ) ……………78
圖4-6不同細骨材率之再生混凝土坍度及坍流度損失圖 (W/B=0.55)……79
圖4-7不同細骨材率之再生混凝土坍度及坍流度損失圖 (W/B=0.60)……80
圖4-8二次坍度及坍流度損失趨勢圖( W/B=0.60 ) ………81
圖4-9不同水膠比下混凝土各齡期抗壓強度圖(一)………82
圖4-10不同水膠比下混凝土各齡期抗壓強度圖(二)………83
圖4-11試驗與文獻之抗壓強度比較圖(W/B=0.50)…………84
圖4-12試驗與文獻之抗壓強度比較圖(W/B=0.55)…………85
圖4-13試驗與文獻之抗壓強度比較圖(W/B=0.60)…………86
圖4-14試驗與文獻之強度發展比值比較圖(W/B=0.50)……87
圖4-15試驗與文獻之強度發展比值比較圖(W/B=0.55)……88
圖4-16試驗與文獻之強度發展比值比較圖(W/B=0.60)……89
圖4-17抗壓強度發展曲線圖( W/B=0.50 ) …………………90
圖4-18抗壓強度發展曲線圖( W/B=0.55 ) …………………90
圖4-19抗壓強度發展曲線圖( W/B=0.60 ) …………………91
圖4-20再生混凝土於不同細骨材率下抗壓強度發展曲線圖91
圖4-21高流動化混凝土28天抗壓強度與水膠比關係趨勢圖92
圖4-22劈裂強度發展曲線圖(飛灰取代水泥量為25 %)……93
圖4-23劈裂強度發展曲線圖(飛灰取代水泥量為30 %)……93
圖4-24劈裂抗張強度與抗壓強度之關係圖…………………94
圖4-25握裹力與滑移量關係曲線圖(W/B=0.50;F=30 %)…95
圖4-26握裹力與滑移量關係曲線圖(W/B=0.55;F=25 %)…95
圖4-27握裹力與滑移量關係曲線圖(W/B=0.55;F=30 %)…96
圖4-28握裹力與滑移量關係曲線圖(W/B=0.60;F=30 %)…96
圖4-29高流動化混凝土乾縮曲線圖…………………………97
圖4-30高流動化混凝土潛變曲線圖…………………………97
圖4-31不同飛灰量下混凝土各齡期乾縮變化圖……………98
圖4-32不同飛灰量下混凝土各齡期潛變變化圖……………98
參 考 文 獻
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