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研究生:謝國正
研究生(外文):Hsieh Kuo -Cheng
論文名稱:機製砂物性及其混凝土工程性質之研究─以四稜砂岩為砂源
論文名稱(外文):A Study of the Physical Properties & the Concrete Behavior of Manufactured Sand for the Szu-Leng Sandstone
指導教授:張天授
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:材料及資源工程系碩士班
學門:工程學門
學類:材料工程學類
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:116
中文關鍵詞:機製砂碎砂
外文關鍵詞:Manufactured SandCrushed sand
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本研究使用宜縣蘭陽溪上游牛鬥橋附近之河砂及經濟部規劃之「宜蘭縣員山鄉粗坑地區陸地砂石專用區」之四稜砂岩,經加工製成之機製砂作為混凝土細骨材,除基本物性分析外;並分別製成混凝土試樣,再以混凝土學理論,配合實驗室之試驗於各種水灰比及養護齡期下,作混凝土抗壓及工作度等性質研究分析。
經實驗結果,本研究機製砂在健性、吸水率、含泥量、單位重等基本物性優於蘭陽溪河砂;有害物質含量(如氯離子、黏土塊、煤、有機物)方面亦較蘭陽溪河砂低,蘭陽溪河砂僅在實積率(粒形之圓度)及容積比重優於機製砂。至於混凝土抗壓強度,於高水灰比 (W/C=0.7以上) 時,機製砂強度略高於河砂;於低水灰比(W/C=0.5以下)時,機製砂強度明顯超過河砂(超過100kg/cm2以上),惟其工作性較河砂差。
The river sand in Lan-Yan River, I-lan, Taiwan, and the manufactured sand from the Szu-Leng sandstone in Yuan-San ,
I-lan, were used as fine aggregate for this study. The manufactured sand was crushed and processed by the Chin-Chen company .The study was concentrated on the comparisons of physical properties, compressive strength and workability between these two types of sand. Based on concrete theory, the laboratory tests on sand were performed at a variety of water/cement ratio (W/C) to obtain their results concerning on compressive strength and workability.
It indicated that: (1) the manufactured sand did not contain any impurity, but the river sand did, (2) the compressive strength of manufactured sand was higher under W/C>0.7, especially much stronger when W/C<0.5; however, worse workability accompanying with manufactured sand .
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
表目錄 viii
圖目錄 x
照片目錄 xii
符號說明 xiii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
第二章 研究背景 11
2.1 宜蘭縣員山鄉粗坑地區陸地砂石專用區簡介 11
2.2 機製砂定義 14
2.3 日本及國內使用機製砂概況 16
2.4 本研究機製砂使用之製砂機簡介 17
2.5 本研究機製砂之製造流程 19
2.6 混凝土概論 20
2.6.1混凝土用細骨材使用規範 23
2.6.2混凝土配比設計所需骨材性質 28
2.6.2.1 形狀及紋理(particle shape and texture) 28
2.6.2.1.1 粒形判定實積率 30
2.6.2.1.2 粒形與表面紋理之檢測 32
2.6.2.2 級配 33
2.6.2.2.1 骨材級配重要性 34
2.6.2.2.2 骨材級配的量化 35
2.6.2.3 容積比重 35
2.6.2.4 單位重 35
2.6.2.5 吸水率及含水量 36
2.6.2.6 含泥量 36
2.6.2.7 孔隙率 36
2.6.3 混凝土抗壓強度 37
2.6.4 混凝土之工作性 39
2.6.5 混凝土之配比設計 39
2.6.5.1 配比之要求與原則 39
2.6.5.2 混凝土強度配合比例設計法 39
第三章 研究計畫與方法 40
3.1 研究計畫 40
3.2 試驗材料 42
3.3 骨材各種物理性質、有害物質及其混凝土工程性質等試驗方法 42
3.3.1 粗骨材之含水量、比重、面乾飽和水量及表面含水量試驗 42
3.3.2 細骨材之含水量、比重、面乾飽和水量及表面含水量 42
3.3.3 粒形粒度試驗 43
3.3.4 粒形與表面紋理檢測 43
3.3.5 骨材之篩分析及小於#200篩粒料含量試驗 43
3.3.6 細骨材之健性試驗 43
3.3.7 骨材中輕質物含量試驗 43
3.3.8 細骨材中有機物含量試驗 43
3.3.9 骨材中黏土與易碎塊含量試驗 43
3.3.10 混凝土坍度試驗 44
3.3.11 混凝土抗壓試驗 44
3.3.12 試驗設備 44
3.4 混凝土之拌合 44
3.4.1 混凝土配比計算 44
3.4.2 混凝土試體製作 46
3.5 混凝土試體養生 46
第四章 結果與討論 50
4.1 基本物性 50
4.1.1 粗骨材之物性分析 50
4.1.2 細骨材之物性分析 52
4.1.2.1 級配分析 (細度模數F. M.) ... 52
4.1.2.2 含泥量 56
4.1.2.3 比重與含水量 56
4.1.2.4 其它有害物質 56
4.1.2.5 機製砂與河砂組成及粒形紋理性質 57
4.1.3 機製砂與河砂之各種物性綜合比較 62
4.2 機製砂、河砂混凝土工程性質分析 63
4.2.1 抗壓強度與齡期之發展情形 63
4.2.2 抗壓強度與水灰比之關係 70
4.2.3 工作度與水灰比關係 81
第五章 結論與建議 83
5.1 結論 83
5.2 建議 85
參考文獻 86
附錄 89
A. 本研究配合比例計算法 90
B. 本研究機製砂與河砂配比計算表 97
C. 機製砂與河砂開發成本計算 108
1. 台灣北部海域砂石潛能區先期環境資料圖之建立,委辦單位:經濟部礦業司 執行單位:工業技術研究院能源與資源研究所,民國86年。
2. 郭一羽、廖仁壽,「碎砂取代海砂細骨材可行性研究」,國立交通大學碩士論文,民國86年6月。
3. 郭一羽、鐘朝恭,「海砂混凝土配比設計研究」,國立交通大學碩士論文,民國81年6月。
4. 郭一羽、蔡昇龍,「海砂混凝土之工程性質研究」,國立交通大學碩士論文, 民 國83年5月。
5. 張大鵬、楊柏蒼,「規則顆粒混凝土性質之研究」,國立臺灣工業技術學院碩士論文,民國82年6月。
6. 經濟部礦業司、台灣省礦務局,「宜蘭縣員山鄉粗坑地區陸地砂石專用區開發規劃計畫報告書」,民國87年4月。
7. 黃兆龍,「混凝土性質和行為」,廣昌,1985年。
8. 郭一羽、鍾朝恭,「海砂混凝土配比與對抗壓強度之影響」,土木水利,第二十卷第三期,第35~49頁,民國82年8月 。
9. 黃兆龍,「混凝土材料品質控制試驗」,詹氏書局,民國78年。
10. 經濟部水利處,「河川砂石採取整體管理改善計畫說明」,民國89年3月。
11. 王天送,「臺灣機製砂之現況與趨勢」,臺灣礦業,中華民國88年9月,第51卷第3期,第36~40頁。
12. 日本,「JIS 5004 Manufactured Sand for Concrete」,1987年。
13. 中華民國礦業協進會、台灣省礦務局,「製砂技術研討會」,民國88年6月22日。
14. 台灣省礦務局,「八十八年度砂土石產銷調查計畫」,民國88年12月。
15. 行政院,「砂石開發供應方案」,民國84年。
16. 行政院,「杜絕河川盜濫採採砂石行為改進方案」,民國85年。
17. 台灣省礦務局、花蓮縣砂石商業同業公會,「台灣省主要河品質試驗研究」,民國83年6月。
18. 台灣省礦務局,「苗栗縣三義地區坡地砂石堆積層開發規劃報告」,民國76年 6月。
19. 台灣省礦務局,「台北縣樹林鎮羌子寮及桃園縣龜山鄉尖山腳地區陸上砂石堆積層開發規劃報告書」,民國77年6月。
20. 台灣省礦務局,「台中縣大肚山土石保留區(D區)陸上砂石堆積層規劃開發計劃」,民國78年6月。
21. 台灣省礦務局,「新竹縣芎林地區坡地砂石堆積層開發規劃報告」,民國77年6月。
22. 台灣省礦務局,「南投縣竹山鎮炭窯地區陸上砂石專業區開發規劃計劃報告書」,民國83年12月。
23. 台灣省礦務局,「雲林縣林內鄉陸地砂石專業區開發規劃計畫報告書」,民國84年12月。
24. 經濟部,「台灣南部地區陸上砂石調查評估與開發規劃計畫」,民國85年6月。
25. 台灣省礦務局,「高雄縣旗山鎮陸地砂石專用區開發規劃計畫報告書」,民國86年4月。
26. 經濟部,「台灣北部地區碎石母岩骨材資源之調查評估與開發規劃」,民國86年4月。
27. 台灣省礦務局,「宜蘭縣員山鄉粗坑地區陸地砂石專用區開發規劃計畫報告書」,民國87年4月。
28. 經濟部,「台灣南部地區陸上砂石資源之調查評估與開發規劃」,民國87年6月。
29. 台灣省礦務局,「花蓮縣鳳林地區水泥副料黃黏土資源規劃區規劃計畫」,民國88年4月。
30. 經濟部,「台灣西部地區碎石母岩骨材資源之調查評估與開發規劃報告書」,民國88年6月。
31. .經濟部,「中部地區農地砂石資源調查評估與開發規劃計畫報告書」,民國88年6月。
32. 經濟部,「八十八年度陸上土石資源規劃高屏地區陸上土石資源調查評估規劃」。民國89年6月。
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