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研究生:賴勝權
研究生(外文):Lai Sheng Chuan
論文名稱:聚丙烯纖維增強混凝土機械性能之研究
論文名稱(外文):The study of mechanical properties of the polypropylene fiber reinforced concrete
指導教授:陳承斌陳承斌引用關係
指導教授(外文):Chen Cheng Pin
學位類別:碩士
校院名稱:國立東華大學
系所名稱:材料科學與工程研究所
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:90
語文別:中文
中文關鍵詞:聚丙烯纖維纖維混凝土韌性行為水灰比彎曲強度韌性指數
外文關鍵詞:the polypropylene fiberfiber reinforce concretetoughness behaviourwater-cement ratiobending strengthtoughness index
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摘 要
鋼筋混凝土結構物常見之劣化與破壞,多半是因為鋼筋過度銹蝕,致使結構物之承載力及耐久性無法達到原先設計的水準,而鋼筋銹蝕的原因,主要是肇因於混凝土在凝結過程中受溫度變化、體積變化、乾縮、潛變、化學作用等因素產生不可抗拒的裂縫,導致水、空氣及其他有害物質沿裂縫侵入,誘發鋼筋之氧化反應而使其強度劇降。為改善混凝土抗拉強度不足及韌性較差的點,在混凝土中加入纖維,利用纖維橋聯裂縫、及其抗拉強度高的功能扮演阻擋裂縫擴展的角色,進而提高混凝土的抗拉強度及韌性。本研究即是分別以五種不
同添加量之聚丙烯纖維、及四種水灰比配製成二十四種不同配比之混凝土體,利用四點彎曲試驗及Single Edge Notched Beam (SENB) 的方法測試其抗拉強度及韌度,探討混凝土在各種不同配比下、聚丙烯纖維添加量與抗彎強度、韌度發展之關係,試驗顯示普通混凝土抗彎強度隨水灰比之減少兩增加,其抗彎強度,介於4.13MPa-4.86 MPa 之間。聚丙烯纖維混凝土抗彎強度隨纖維之增加兩提高共值約介於5 MPa至7 MPa之間。普通混凝土之韌度值KI約等於0.2 Mpa.m1/2 ,纖維混凝土之韌度值KI約介於0.25 Mpa.m1/2至0.35 Mpa.m1/2之間。
由塑性乾縮試驗顯示,聚丙烯纖維混凝土能有效抑制塑性乾縮所產生的收縮應力,抑制初始裂縫的產主。
ABSTRACT
In this research, the polypropylene fiberreinforced cement specimens were prepared by using four kinds of water-cement ratio (w/c) and five
different amounts of polypropylene fiber. Four Point Bending Test and Single Edge Notch Beam Test Method, were used to test and analyze the bending
strength and toughness behavior of polypropylene fiber reinforced cement specimens. The experimental results indicated that the Mode I fracture toughness and bending strength increase with increasing polypropylene fiber content, and with discreasing water-cement ratio (w/c). The Mode I fracture
toughness value of conventional cement speciments is about 0.2 MPa.m1/2, and that of polypropylene fiber reinforced cement specimens were found to be ranging from 0.25 MPa.m1/2 to 0.35 MPa.m1/2. The bending strength value of the conventional cement speciments is averaged 4.5 Mpa,and that of the polypropylence fiber reinforced cement speciments are ranging from 5 MPa to 7 MPa. Dry Shrinkage test result indicated that adding polypropylene fiber in cement could effectively control the initial crack growth during setting .
誌謝------------------------------------------------- I
摘要-------------------------------------------------II
目錄
第一章 前言
1-1 混凝土的特性 ----------------------------1
1-2 鋼筋混凝土的特性--------------------------2
1-3 纖維混凝土--------------------------------3
1-4 纖維混凝土的破壞與加強理論----------------3
1-5 纖維混凝土的優點--------------------------4
1-6 纖維的種類 -------------------------------7
1-7 纖維混凝土的發展沿由----------------------8
1-8 研究動機 -------------------------------10
1-9 研究目的---------------------------------11
第二章 文獻回顧
2-1 破壞力學的研究發展-----------------------12
2-2裂縫因素對材料的探討----------------------14
2-2-1材料微結構的微觀破壞-------------------15
2-2-2 Griffith 原理對脆性破壞的預估---------17
2-2-3 George lrwin 應力集中因子的提出 -----18
2-3破壞韌性的測量方法------------------------19
2-4 彎距強度的量測方法-----------------------22
2-5 纖維混凝土之破壞模式及韌度---------------24
第三章 實驗方法與步驟--------------------------------26
3-1實驗方法-----------------------------------26
3-1-1 實驗採用材料及其性值-------------------26
3-1-2 試體製作及流程-------------------------27
3-2實驗項目-----------------------------------28
3-2-1 坍度試驗-------------------------------28
3-2-2 抗彎強度試驗---------------------------29
3-2-3 SENB 破壞韌性試驗----------------------30
3-2-4 塑性乾縮試驗---------------------------30
第四章 試驗結果與討論 ------------------------------32
4-1 四點彎試驗結果----------------------------32
4-1-1 纖維用量與強度發展關係-----------------32
4-1-2 纖維用量與強度發展係強度關係之討論-----35
4-1-3 纖維量固定水灰比與強度之發展關係-------37
4-2 SENB韌度試驗果----------------------------42
4-2-1 纖維添加量輿韌度發展關係_--------------42
4-2-2 水灰比輿韌度發展關係-------------------45
4-2-3 韌度分析結果討論-----------------------49
4-3 塑性乾縮試驗分析--------------------------52
4-3-1 塑性乾縮試驗結果-----------------------55
4-3-2塑性收縮試驗結果討論--------------------55
4- 4 坍度試驗結果與討論------------------------55
第五章 結論------------------------------------------56
第六章 建議------------------------------------------60
參考文獻---------------------------------------------62
(附表一)彎曲試驗結果數據-----------------------66
(附表二) SENB 韌度試驗結果數據-----------------74
-
參考文獻
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