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研究生:詹士旻
研究生(外文):Shih-Min Chan
論文名稱:水泥砂漿受碳化與鹽害複合劣化之耐久性研究
論文名稱(外文):Microstructure of Mortar under Coupled Carbonation and Chloride Environment
指導教授:方一匡方一匡引用關係
指導教授(外文):I-Kuang Fang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程學系碩博士班
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:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:101
中文關鍵詞:碳化複合劣化氯離子
外文關鍵詞:CarbonationCoupled deteriorationChloride
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本研究旨在探討水泥砂漿試體受碳化與鹽害複合劣化下的微觀結構變化。本研究共規劃4種含氯水泥砂漿試體進行加速碳化試驗,其拌合水之氯離子濃度分別為0、1、3.5%及以海砂拌合之水泥砂漿試體,及水泥砂漿試體受2種乾濕反覆循環劣化試驗。試體劣化後分別以熱重分析試驗、汞壓測孔試驗、自由與總氯離子含量試驗分析受複合劣化下水泥砂漿試體之氫氧化鈣、碳酸鈣、孔隙結構與氯離子之變化。

研究結果顯示:(1)隨著碳化時間的增加,表層處碳酸鈣不斷的生成,而氫氧化鈣不斷的被消耗,但不同氯離子濃度所造成的碳化深度變化相差不大。而碳化發生區域遠超過酚酞碳化深度,以氫氧化鈣與碳酸鈣的比值小於1.5的區域較符合實際碳化的深度;(2)碳化過程造成孔隙結構改變,越接近試體表層之孔隙率下降的越大,而且試體碳化百分比與其孔隙減少率呈正比的關係,試體中氯離子濃度之差異對其孔隙率之變化影響不大;(3)氯離子因碳化作用而有碳化濃縮的現象,在試體局部之自由與總氯離子含量在碳化後均增加許多,且此局部地區會向內移動。試體之碳化百分比與固定態氯離子含量的減少率 呈正比的關係,試體之碳化百分比大於60%時,固定態氯離子幾乎完全解離為自由氯離子;(4)試體經不同碳化條件之乾濕反覆循環試驗後,以相同位置上的氯離子含量來看,加速碳化條件之試體其自由與總氯離子含量約為一般大氣條件之試體的1.2倍。
The variations of microstructure in mortar specimens under coupled deterioration of carbonation and chloride are investigated. Accelerated carbonation tests of four types mortar specimens containing chloride were conducted. The concentration of chloride in mixing water are 0﹪, 1﹪, 3.5﹪and sea sand, respectively. After the accelerated deterioration test, the specimens were quantitatively analyzed using thermogravimetric analysis (TGA) and mercury instrusion porosimetry (MIP), and the content of free chloride and total chloride was also measured. The test results show that the free and total chloride were significantly increased due to carbonation condensation effect of bound chloride. The pore structure varied during the process of carbonation. The porosity decreased for the pore diameters ranging from 0.01 to 0.1μm, while the porosity for the pore diameter less than 0.01μm had a trend of increasing. With the carbonation time increased, however, the carbonation depth did not varied significantly with the various contents of chloride concentration.
摘要…………………………...…………………………………..Ⅰ
目錄…………………………………………………………….....Ⅱ
表目錄……………………...……………………………………..Ⅴ
圖目錄………………………………...………………………..…VI
符號表…………………………………………………….…...XIV


第一章 緒論
1-1 研究動機……………………………...…………………...1.
1-2 研究目的………………..……...……………………...2.
1-3 研究範圍………...………….…..……………………...2.

第二章 文獻回顧
2-1 混凝土之耐久性……………………………..……3.
2-2 混凝土受碳化之過程與機理………….….…………..….3.
2-2-1 混凝土受碳化之反應…………………………..….…..…3.
2-2-2 碳化對混凝土性質之影響…………………………..….5.
2-2-2-1 碳化對混凝土pH值之影響………………………5.
2-2-2-2 碳化對混凝土內孔隙之影響……………..………6.
2-3 鋼筋混凝土受鹽害之過程與機理………...……………...6.
2-3-1 氯離子對鋼筋腐蝕的機理……………………...…..……7.
2-3-2 氯離子對混凝土的影響………………………….………8.
2-4 混凝土受碳化與鹽害之複合劣化….……….………….10.
2-4-1 複合劣化之定義……….………………...……………...10.
2-4-2 碳化與鹽害複合劣化之過程與機理….…….……..…...10.
2-4-3 碳化與鹽害複合劣化之影響……...…………….……...12.

第三章 試驗規劃
3-1 試驗規劃……………………………..………………………….13.
3-2 試體材料及製作…………………….………...………..14.
3-2-1 試體材料…..……………………………...…..…...…….14.
3-2-2 試體規劃及製作……………..……………….…………14.
3-3 試驗設備與試驗方法…………………….…………..…………15.
3-3-1 試驗設備…………………..………….……………..…..15.
3-3-2 試驗方法………………………………….…..…………17.

第四章 試驗結果與討論
4-1 含氯水泥砂漿加速碳化試驗………………………………..….21.
4-1-1 加速碳化對含氯水泥砂漿成份變化之影響………….....21.
4-1-2 加速碳化對含氯水泥砂漿微觀孔隙之影響...…………..25.
4-1-3 加速碳化對含氯水泥砂漿中自由與總氯離子含量變化之影響..28.
4-2 水泥砂漿受碳化與鹽害乾濕反覆循環試驗……………..…….31.
4-2-1 碳化與鹽害乾濕反覆循環對水泥砂漿成份變化之影響....31.
4-2-2 碳化與鹽害乾濕反覆循環對水泥砂漿中自由與總氯離子含量變化之影響………………………………………….34.

第五章 結論與建議………36
參考文獻……………………99.
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