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研究生:鄭棟樑
論文名稱:泡沫混凝土耐火性之探討
指導教授:黃然黃然引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立海洋大學
系所名稱:河海工程學系碩士在職專班
學門:工程學門
學類:河海工程學類
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:144
中文關鍵詞:泡沫泡沫混凝土
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本研究主要在探討泡沫混凝土之耐火性質。試驗變數包括水灰比、含氣率、升溫溫度等。含氣率包括控制組Va=0﹪及30﹪、40﹪、50﹪、60﹪等五種。升溫溫度則包括25℃、200℃、400℃、500℃、600℃、800℃、1000℃等七種升溫區。試驗針對泡沫混凝土之顏色、尺寸、體積、裂縫發展與分佈、重量、解熱回復前後之抗壓強度、孔隙指數、熱傳導行為等。再者,本研究另以XRD、EDS、SEM等方法,針對解熱回復後之試體,藉微觀結構的觀測以解釋其巨觀行為之變化;並與控制組之水泥砂漿作比對以探討泡沫混凝土耐火的基本性質。
試驗結果顯示初步若以顏色變化評估泡沫混凝土受火害程度是不可行的。長度及體積變化率水泥砂漿與泡沫混凝土同樣有兩個高峰期,在500℃及1000℃時收縮情形最明顯,而泡沫混凝土變化率較高於水泥砂漿且隨著含氣率增加提高。裂縫發展在500℃以前並不明顯,而600℃時達到頂峰;含氣率愈高時裂縫寬度有愈小之趨勢且較高的水灰比有助長裂縫發展的趨勢。殘餘重量受水灰比影響不大,含氣率的影響除了在200℃時較明顯外,其餘各升溫區均差異不大,但隨著溫度的升高而下降。受高溫後之抗壓強度無論何種水灰比,在500℃以下控制組水泥砂漿優於泡沫混凝土,而超過600℃至1000℃時,泡沫混凝土的抗壓強度則優於控制組;另解熱回復後之抗壓強度則以水灰比0.45,含氣率30﹪時最優,且有強度提高之情形,600℃時較解熱回復前提高73﹪;其餘還是以控制組較高;抗壓試驗後試體都呈剪力及剪加破壞模式。試驗發現孔隙指數比除了隨溫度升高而提高外,亦隨著含氣率的增加而降低。相對於控制組的熱傳導行為,泡沫混凝土的熱傳導能力較低。
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
1-4研究步驟與方法 ………………………………………………3
第二章文獻回顧
2-1泡沫混凝土種類及應用 ………………………………………4
2-2水泥砂漿之熱學性質 …………………………………………5
2-2-1水泥之成份 ……………………………………………………5
2-2-2水泥漿體之微觀結構 …………………………………………6
2-2-3細骨材之熱學性質 ……………………………………………10
2-2-4水泥砂漿之熱學性質 …………………………………………13
2-2-5水泥砂漿之解熱回復性質 ……………………………………14
2-3泡沫混凝土之熱學性質 ………………………………………16
2-3-1泡沫混凝土微觀特性 …………………………………………16
2-3-2熱傳導係數 ……………………………………………………17
2-3-3泡沫材料之熱傳導行為 ………………………………………18
2-3-4泡沫材料之熱膨脹行為 ………………………………………19
第三章試驗計劃
3-1 試驗計劃與流程 ………………………………………………20
3-2試體分類 ………………………………………………………20
3-2-1試體編號 ………………………………………………………20
3-3試驗材料性質 …………………………………………………23
3-4配比設計 ………………………………………………………26
3-5試體製作與養護 ………………………………………………29
3-6試驗變數 ………………………………………………………32
3-7試驗方法 ………………………………………………………32
3-7-1火害試驗 ………………………………………………………32
3-7-2火害外觀及變化量量測 ………………………………………34
3-7-3火害重量變化量量測 …………………………………………35
3-7-4抗壓試驗 ………………………………………………………35
3-7-5孔隙指數量測(VIM)…………………………………………35
3-7-6熱傳導行為及試體中心溫度量測 ……………………………37
3-7-7掃瞄式電子顯微鏡觀測 ………………………………………37
3-7-8X光繞射分析 …………………………………………………38
3-8試驗設備 ………………………………………………………39
第四章試驗結果與分析 ………………………………………………
4-1外觀變化 ………………………………………………………45
4-1-1顏色變化 ………………………………………………………45
4-1-2尺寸變化 ………………………………………………………57
4-1-3體積變化 ………………………………………………………62
4-1-4裂縫發展與分佈 ………………………………………………65
4-2重量變化 ………………………………………………………70
4-3力學試驗 ………………………………………………………76
4-3-1升溫作用後之抗壓強度 ………………………………………76
4-3-2解熱回復後之抗壓強度 ………………………………………83
4-3-3解熱回復前後抗壓強度之比較 ………………………………91
4-3-4泡沫混凝土升溫作用後之破壞行為 …………………………94
4-4孔隙指數量測 …………………………………………………107
4-4-1孔隙指數量測之基本原理 ……………………………………107
4-4-2火害最高溫與孔隙指數量測結果 ……………………………107
4-5熱傳導行為 ……………………………………………………114
4-6泡沫混凝土受火害解熱回復後之微觀分析
4-6-1X光繞射分析……………………………………………………120
4-6-2 能量散佈波譜分析 ……………………………………………127
4-6-3 掃瞄式電子顯微鏡(SEM)觀測分析 ………………………131
第五章結論與建議
5-1結論 ……………………………………………………………136
5-2建議 ……………………………………………………………142
參考文獻 …………………………………………………………………143
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