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研究生:劉建佑
研究生(外文):Liu Chien-Yu
論文名稱:非破壞檢測之波速量測法應用於火害混凝土波速與強度關係之探討
論文名稱(外文):Application of the Stress-wave Methods to Evaluation of the Strength of Concrete After Fire Damage
指導教授:林宜清林宜清引用關係蕭家孟
指導教授(外文):Lin Yi-ChingHsiao Chia-Mong
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:土木工程學系
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:93
中文關鍵詞:非破壞檢測波速量測法火害再水化
外文關鍵詞:Nondestructive TestStress-wave MethodsFire-damagedRehydration
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火災發生後在高溫的作用下,混凝土的強度會折減,將對混凝土結構物的安全產生相當大的影響。本論文主要目的為針對不同水灰比、溫度變化、高溫延時與火害後養護條件及材齡等變化參數,藉由非破壞檢測法之波速量測法,如超音波法、敲擊回音法頻譜領域、及時間領域等三種方法,建立火害混凝土抗壓強度與應力波速度之間的關係,探討利用應力波速度來評估火害混凝土抗壓強度之可行性。
根據試驗結果,受高溫500℃以下之混凝土強度折減較不明顯,而高溫作用後以水中養護條件之混凝土試體與空氣養護條件者比較,可發現其強度回復情況以受高溫600℃作用過後之混凝土有較佳之強度回復。利用前述三種波速量測法來量測火害後以不同養護條件養護之混凝土之應力波波速與殘餘抗壓強度間關係,可發現不同養護條件下之應力波波速與殘餘抗壓強度關係對應到不同曲線,此原因乃由於火害後混凝土受到再水化程度及孔隙與裂縫癒合的不同,造成應力波波速之回復較殘餘抗壓強度快。
The strength of concrete is reduced under the heat caused by a fire. The safety of a concrete construction will then be greatly influenced due to the fire damage. In this paper, the relationship between the residual strength of fire-damaged concrete and the residual speed of stress waves is set up, and the feasibility of evaluating residual strength of fire-damaged concrete with the residual speed of stress waves will also be discussed. In experiment, the wave speed in concrete is measured by the ultrasonic-echo method and the impact-echo method. The experimental specimens used in the studies have different parameters as follows: water to cement ratio (W/C), change of temperature, heat duration time as well as post-fire curing condition and ages.
According to the result of experimental studies, the decrease in strength of concrete is not significant under heat temperature below 500 ℃. For concrete exposed to a high temperature of 600 ℃, the strength restoration of concrete cured in water is better than that of concrete in the air. In addition, the results show that the relation of the residual wave speed ratio and residual strength ratio varies with different curing conditions. The relationship between the residual wave speed ratio and residual strength ratio for each curing condition is well correlated. After establishing the relationship between the residual speed of stress waves and the residual strength of the fire-damaged concrete, the stress wave speed measurement can be used to evaluate the in-place strength of concrete after fire damage.
總目錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目錄 Ⅲ
表目錄 Ⅶ
圖目錄 Ⅸ
照片目錄 ⅩⅢ
目錄
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 1
第二章 文獻回顧 3
2-1 水泥漿體之受熱變化 3
2-2 矽質骨材之熱學性質 3
2-3 高溫下混凝土性質之改變 4
2-3-1 化學變化 4
2-3-2 應力應變變化與彈性模數 5
2-3-3 高溫後裂縫之發展 5
2-4 影響抗壓強度之因素 6
2-4-1 骨材種類之影響 7
2-4-2 延時及升降溫速率之影響 7
2-4-3 養護條件之影響 8
2-4-4 強塑劑之影響 8
2-5 影響混凝土強度及其與應力波波速關係之因素 8
第三章 波速量測檢測法原理 10
3-1 超音波法原理 10
3-2 敲擊回音法原理 12
3-2-1 時間領域分析法 12
3-2-2 頻譜領域分析法 13
第四章 試驗規劃製作及儀器設備 16
4-1 試驗變化參數 16
4-2 試體規劃與製作 18
4-3 試體材料性質 19
4-4 混凝土配比設計 19
4-5 儀器設備介紹 20
4-6 試驗過程 21
第五章 試驗結果之分析與比較 22
5-1 高溫作用後混凝土殘餘強度之討論 22
5-1-1 不同溫度與高溫延時對混凝土殘餘強度之影響 23
5-1-2 空氣養護條件對於混凝土殘餘強度之影響 25
5-1-3 水中養護條件對於混凝土殘餘強度之影響 26
5-2 高溫作用後混凝土殘餘波速之討論 27
5-2-1 不同溫度與高溫延時對於混凝土殘餘超音波波速之影響 28
5-2-2 空氣養護條件對於混凝土殘餘超音波波速之影響 30
5-2-3 水中養護條件對於混凝土殘餘超音波波速之影響 31
5-3 敲擊回音時間領域法與超音波法波速量測之比較 31
5-4 敲擊回音法之頻譜領域與時間領域波速量測之比較 32
5-5 殘餘應力波波速與殘餘強度間之關係 33
5-5-1 空氣養護條件下之殘餘應力波波速比與殘餘強度比之關係 34
5-5-2 水中養護條件下之殘餘應力波波速比與殘餘強度比之關係 35
5-5-3 綜合養護條件下火害混凝土之殘餘應力波波速比與殘餘強度比關係 35
第六章 結論與建議 37
6-1 結論 37
6-2 建議 38
參考文獻 40
參考文獻
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