臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
結構物的補強是今日國內外土木工程界的重要課題。在這方面複合材料有著強大的潛力，而碳纖維貼片補強工法更是當前補強方法的新趨勢。許多的研究指出碳纖維複合材料能使用在維修與補強混凝土結構，然而，在其耐久性方面的研究卻是相當缺乏。碳纖維材料能否成功當作混凝土維修與補強的材料，耐久性是決定性的因素。
本研究探討碳纖維補強受損混凝土構件之耐久性。為了確認其耐久性，將受損混凝土試體貼覆兩種不同之碳纖維貼片，放置於紫外線環境與烘箱＋人工海水循環加速環境測試後，進行抗壓試驗、抗彎試驗、黏結強度試驗與表面硬度值檢測，利用上述測試環境與試驗結果來評估不同碳纖維貼片補強之效能及碳纖維補強受損混凝土構件之耐久性。
由試驗結果得知，碳纖維貼片可有效地補強受損混凝土試體，貼覆碳纖維貼片能增加抗壓與抗彎強度及延展性。經環境測試後，補強後之受損混凝土試體其抗壓與抗彎強度都沒有大幅度的減少，兩種測試環境皆未造成碳纖維補強系統與混凝土之膠結界面破壞。半U型包覆＋化學錨栓補強後試體之抗彎強度明顯高於僅在受拉面補強試體之抗彎強度。

Abstract
Retrofit and repair of RC structures has been an important issue in civil engineering nowadays. The utilization of advanced composite materials shows great potential in the area of structural rehabilitation. The implementation of structural strengthening with CFRP sheets is a new trend in the world. Extensive researches have been carried out on using CFRP composites for repair and strengthening; however, information about their durability is still lacking. The long-term durability of CFRP composites is a decisive factor in successful application as repair materials or as reinforcement for concrete.
In this study, CFRP is used to investigate the durability on strengthening damaged concrete members. In order to assure the effect of strengthening materials, damaged specimens wrapped with two different kinds of CFRP sheets which were subjected to two different environments including ultraviolet (UV) and wet/dry cycling were tested on compressive strength, flexural strength, bond strength and surface hardness tests. Finally evaluate the effect of different CFRP sheets and the durability of damaged concrete wrapped with CFRP sheets using above environment conditions and test results.
From the testing results, both CFRP sheets are effective in retrofit on damaged concrete members. Specimens wrapped CFRP sheets can improve compressive strength, flexural strength and ductility. Both environment tests didn’t cause obvious degradation to the compressive and flexural strength. The flexural specimens used half-U coating and anchorage systems were much higher strength than those only pasted CFRP sheets on the flat surface.

目 錄
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 X
照片目錄 XIII

第一章 緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究動機 2
1-3 研究目的 3
第二章 文獻回顧 4
2-1 FRP之簡介 4
2-1-1 纖維強化材料（Fiber Reinforcement） 4
2-1-2 基材（Matrix，樹脂或塑膠） 5
2-1-3 纖維－基材之界面（Interface） 5
2-2 FRP之發展歷史 6
2-2-1碳纖維之發展 6
2-2-2 CFRP、GFRP及AFRP與鋼材之比較 8
2-3 FRP貼片補強系統 9
2-3-1 CFRP貼片補強系統 9
2-3-2 CFRP貼片補強之分類 10
2-3-3 CFRP貼片補強工法與鋼板補強工法之比較 10
2-4 FRP補強混凝土結構物 11
2-4-1 彎矩補強 11
2-4-2 剪力補強 14
2-4-3 圍束補強 16
2-5 RC結構物與複合材料之耐久性 17
2-5-1 鋼筋混凝土之耐久性 17
2-5-2 複合材料之耐久性 19
2-5-2-1 溫度對於FRP貼片補強之影響 20
2-5-2-2 濕度對於FRP貼片補強之影響 21
2-5-3 相關之耐久性研究 22
第三章 試驗計劃 33
3-1 試驗流程 33
3-2 試驗材料 33
3-2-1試體之規劃 33
3-2-2 CFRP材料準備 34
3-2-2-1 安固 34
3-2-2-2 利合泰 35
3-2-3化學錨栓 36
3-2-4人工海水溶液 36
3-3 試驗儀器及設備 37
3-4 貼覆CFRP工程 38
3-4-1 CFRP貼片材料品質確認 38
3-4-2 剪裁CFRP貼片 38
3-4-3 混凝土底層（面層）處理工程 38
3-4-4 底漆工程 39
3-4-5 補土工程 40
3-4-6 CFRP貼片貼覆工程 40
3-4-7 養護工程 42
3-5 環境測試 42
3-6 試驗方法與步驟 44
3-6-1 外觀與色澤檢視 44
3-6-2 硬度值檢測 44
3-6-3 黏結界面強度試驗（拉拔試驗） 44
3-6-3-1 原理與方法 44
3-6-3-2 儀器設備 45
3-6-4 抗壓試驗 46
3-6-5 抗彎試驗 46
第四章 結果與討論 72
4-1 外觀與色澤檢視結果 72
4-1-1 A貼片 72
4-1-2 B貼片 73
4-2 硬度值檢驗結果 74
4-2-1 A貼片 74
4-2-2 B貼片 74
4-3 黏結界面強度試驗結果（拉拔試驗） 74
4-4 抗壓試驗結果 75
4-4-1 A貼片 75
4-4-2 B貼片 77
4-4-3 A貼片與B貼片之比較 79
4-4-4 CFRP貼片補強未受損及已受損混凝土抗壓強度之比較 79
4-5 抗彎試驗結果 81
4-5-1 A貼片 81
4-5-2 B貼片 84
4-5-3 A貼片與B貼片之比較 85
4-5-4 CFRP貼片補強未受損及已受損混凝土抗彎強度之比較 86
第五章 結論與建議 116
5-1 結論 116
5-2 建議 118
參考文獻 121
附錄一 試體編號 125
附錄二 硬度值 131
附錄三 黏結界面強度試驗結果 137
附錄四 抗壓、抗彎之分析結果 140
附錄五 CFRP貼片補強未受損混凝土之抗壓、抗彎結果 152

參考文獻
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