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研究生:林錫國
研究生(外文):Xiguo Lin
論文名稱:反彈錘法在卜作嵐混凝土強度檢測評估之應用
論文名稱(外文):Evaluating the Strength of Pozzolanic Concrete Using the Rebound Hammer Method
指導教授:林宜清林宜清引用關係
指導教授(外文):Yiching Lin
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:67
中文關鍵詞:反彈錘卜作嵐混凝土丹麥法飛灰爐石
外文關鍵詞:rebound hammerpozzolanic concreteDanish methodfly ashslag
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在非破壞檢測法中,反彈鎚法為較簡單的一種方法,因此廣為工程界所採用。本研究將應用反彈錘法於添加卜作嵐材料之混凝土,其混凝土配比中變化不同水膠比(W/B=0.54~0.69) ,並各以15%之飛灰與15%爐石之重量比取代水泥量,進行共30組配比之系列試驗,抗壓強度範圍約介於210kgf/cm2至420kgf/cm2,最後並建立反彈數與強度之關係曲線。實驗結果顯示由各配比所建立之反彈數與強度關係曲線尚有不錯之相關性。且考慮應用上之方便性,進而採用將群組合併的方式進行強度評估,強度評估值與抗壓強度之差異多數在±15%範圍內。同時考慮現場環境可能有不同之乾濕條件,乃擇定兩種配比(水膠比W/B=0.64及0.57)製作版試體,分別在不同乾濕表面之情況下進行反彈錘法測試及鑽心取樣試驗,量測結果乾版試體之反彈數相對偏高,並根據文獻記載予以折減20%以校正乾濕條件所造成之量測誤差。最後利用ACI 228建議之丹麥法(Danish method)統計分析,可以發現有90%以上鑽心試體抗壓強度高於丹麥法預估之強度,且鑽心試體抗壓強度最低者尚接近預估值,故該強度預估值頗具有參考價值。
Rebound hammer is widely used for evaluation of concrete quality in the construction industry due to its simplicity and ease of operation. The objective of the thesis is to study the application of the rebound hammer to pozzolanic concrete. The mixture proportions of concrete used in the studies include various water/binder ratios (W/B) ranging from 0.54 to 0.69. Fly ash and slag were used to equally substitute 30% of cement. A total of 30 mixture proportions were used to construct concrete cylinders as specimens and a series of rebound and compressive tests were performed on these specimens. The compressive strength of the specimens ranged between 210 and 420 kgf/cm2. The relationship between the rebound number and compressive strength of concrete was established. Experimental results show that the correlation between the rebound number and strength is good for each mixture proportion. To make practical application convenient, a combination of the experimental data for various mixture proportions was adopted to propose a more general relationship curve. The relationship curve was used to estimate the strength of each concrete cylinder according to its rebound number. The difference between the estimated value and the real strength was within 15%. Two plate-like specimens were made with W/B ratios of 0.64 and 0.57 respectively and two kinds of curing conditions including wet and dry curing were considered. The rebound tests were carried out on the wet and dry plate-like specimens. It is found that the rebound number for the dry specimen is higher than that for wet specimen. According to literature, a reduction factor of 20% was used to account for this difference. The Danish statistical method proposed by ACI 228 was adopted to evaluate the ten-percentile strength of the concrete plates. Experimental results show that 90% of the cores have the compressive strength higher than the estimated value by Danish method and the lowest strength among all the cores is close to the estimated value.
總目錄
中文摘要………………………………………………………….……………Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………………Ⅱ
總目錄……………………………………………………….…………………Ⅲ
本文目錄………………………………………………………….……………Ⅲ
表目錄…………………………………………………………………………Ⅴ
圖目錄………………………………………………………….……...………Ⅶ
本文目錄
第一章 緒論………..………………………………….……….…………1
1-1 前言………………………………………………………………...……1
1-2 研究動機……….………..………………………..…...…..………..…...1
1-3 研究目的…………………………………………………...……………3
第二章 文獻回顧…………….……………….……………….….……….…4
2-1 飛灰、高爐石之性質(卜作嵐材料)……….…….…........…...…….……4
2-2 飛灰、爐石粉在混凝土中之影響………………….…...…..………..…5
2-3飛灰、高爐石混凝土適用範圍及優點…………..……….……………6
2-4反彈鎚法檢測相關研究介紹…………………….………...…..…6
第三章 試驗規劃及檢測原理………………………………………….…….8
3-1 試驗材料………………………………………………….……….….8
3-2 試體規劃製作………………………………………….……….…….8
3-2-1 混凝土圓柱試體規劃及製作…………..……….…….…………..8
3-2-2 混凝土版試體規劃及製作…………………………..…………9
3-3 試驗儀器設備…………….…………………………………………10
3-3-1反彈數測試儀器設備……….…...………………………………10
3-3-2圓柱試體抗壓試驗儀器設備…...………………………………10
3-4 檢測原理……………………………………………..…….……….…11
第四章 試驗結果與討論……………...…………………………..………13
4-1 各配比之關係曲線之建立…………………………………..………13
4-2 反彈錘法(ASTM C805)對混凝土強度之預測評估及驗證…...…16
4-3現地量測反彈數以評估混凝土強度之結果分析……..…...….…18
第五章 結論與建議………..…………………………..….……………..…23
5-1結論……………………………………………………………...…23
5-2建議………………………………………………………..…...….…24
參考文獻……………………………………..……………….………….…..25


表目錄
表3-1混凝土配比表…………………………………………………………28
表3-2水泥與爐石之化學及物理性質………………………………...……29
表3-3飛灰化學及物理性質……………………………………….…..……30
表3-4大甲溪、烏溪、大陸東江骨材物理性質………………….…..……31
表3-5大甲溪粗骨材篩析結果………………………………………...……31
表3-6 烏溪粗骨材篩析結果…………………………………………...……32
表3-7 烏溪細骨材篩析結果…………………………………….……..……32
表3-8 大陸東江細骨材篩析結果(原始)……………………….…..……33
表3-9大陸東江細骨材篩析結果(調配後)……………….…….…..……33
表 3-10 0.64及0.57飛灰混凝土配比表 (kg/m3)……….…..….….…….….33
表 4-1 混凝土水膠比為0.69之平均抗壓強度與平均反彈數
(齡期7天~91天)…………...……...……………..……………………34
表4-2 混凝土水膠比為0.64之平均抗壓強度與平均反彈數
(齡期7天~91天)………………..………………………………..……34
表4-3 混凝土水膠比為0.59之平均抗壓強度與平均反彈數
(齡期7天~91天)…………………....…………………………………35
表4-4 混凝土水膠比為0.54之平均抗壓強度與平均反彈數
(齡期7天~91天)………….…………….…………..…………………36
表4-5各群組之判定係數及其關係曲線方程式………………..……………36
表4-6 Plate 1反彈數與鑽心試體抗壓強度(W/B=0.64)..……...….….……37
表4-7 Plate 2反彈數與鑽心試體抗壓強度(W/B=0.57)…….…..…....……38
表4-8 Plate 1濕版試體反彈數之預測結果(W/B=0.64)…...........…...….…39
表4-9 Plate 2乾版試體反彈數之預測結果(W/B=0.57)….….…...….….…40
表4-10丹麥法(Danish method)折減係數(K)……………….….…..…..….…41
表4-11丹麥法之Plate 1使用公式(4-1)計算結果預估
(W/B=0.64之濕版試體)……………………………………………...42
表4-11 (續)丹麥法之Plate 1使用公式(4-3)計算結果預估
(W/B=0.64之濕版試體)…………………………………….…..……43
表4-11 (續)丹麥法之Plate 1使用公式(4-5)計算結果預估
(W/B=0.64之濕版試體)……………………………...………………44
表4-11 (續)丹麥法之Plate 1使用公式(4-6)計算結果預估
(W/B=0.64之濕版試體)…………………………………………...…45
表4-12丹麥法之Plate 2使用公式(4-2)計算結果預估
(W/B=0.57之乾版試體)……………………………………………...46
表4-12 (續)丹麥法之Plate 1使用公式(4-4)計算結果預估
(W/B=0. 57之乾版試體)……………..…………………….…..……47
表4-12 (續)丹麥法之Plate 1使用公式(4-5)計算結果預估
(W/B=0. 57之乾版試體)……………………………..………………48
表4-12 (續)丹麥法之Plate 1使用公式(4-6)計算結果預估
(W/B=0. 57之乾版試體)………………………………………...…49















圖目錄
圖3-1 反彈錘的構造示意圖………………………………….…..….….……50
圖3-2 版試體之反彈錘試驗規劃示意圖……..….….……………………….50
圖3-3 圓柱試體抗壓試驗機…………………….…...……….………………51
圖4-1 混凝土水膠比為0.69之反彈數與強度關係曲線(齡期7天~91天)
配比編號(a) A1;(b) A2;(c) A3;(d) A4;(e) A5;(f) Group A ..……52
圖4-2 混凝土水膠比為0.64之反彈數與強度關係曲線(齡期7天~91天)
配比編號(a) B1;(b) B2;(c) B3;(d) B4;(e) B5;(f) B6………….……53
圖4-2 (續)混凝土水膠比為0.64之反彈數與強度關係曲線
(齡期7天~91天)配比編號(g) B7;(h)Group B…………..…………54
圖4-3 混凝土水膠比為0.59之反彈數與強度關係曲線(齡期7天~91天)
配比編號(a) C1;(b) C2;(c) C3;(d) C4;(e) C5;(f) C6………….….....55
圖4-3 (續)混凝土水膠比為0.59之反彈數與強度關係曲線
(齡期7天~91天)配比編號(g) C7;(h) C8;(i) C9;(j)Group C……….56
圖4-4 混凝土水膠比為0.54之反彈數與強度關係曲線(齡期7天~91天)
配比編號(a) D1;(b) D2;(c) D3;(d) D4;(e) D5;(f) D6…………..….57
圖4-4 (續)混凝土水膠比為0.54之反彈數與強度關係曲線
(齡期7天~91天)配比編號(g) D7;(h) D8;(i) D9;(j)Group D………..58
圖4-5各群組之反彈數與強度關係曲線…………………………….………58
圖4-6 混凝土之強度預測值與抗壓強度比較圖
(a)群組A;(b)群組B;(c)群組C;(d)群組D…...................................…59
圖4-7反彈數與強度之關係曲線
(a)群組AB;(b)群組CD;(c)群組ABC;(d)群組ABCD………....60
圖4-8混凝土之強度預測值與抗壓強度比較圖
(a)群組AB;(b)群組CD;(c)群組ABC;(d)群組ABCD…………61
圖4-9丹麥法評估Plate 1試體28天鑽心試體強度與抗壓強度之比較
(a)使用公式4-1評估;(b)使用公式4-3評估……………..…….…….62
圖4-9 (續)丹麥法評估Plate 1試體28天鑽心試體強度與抗壓強度之比較
(a)使用公式4-5評估; (b)使用公式4-6評估…………………….….63
圖4-10丹麥法評估Plate 1試體56天鑽心試體強度與抗壓強度之比較
(a)使用公式4-1評估;(b)使用公式4-3評估…………………….….64
圖4-10 (續)丹麥法評估Plate 1試體56天鑽心試體強度與抗壓強度之比較
(a)使用公式4-5評估; (b)使用公式4-6評估…………....……….….65
圖4-11丹麥法評估Plate 2試體79天鑽心試體強度與抗壓強度之比較
(a)使用公式4-2評估;(b)使用公式4-4評估………………….…….66
圖4-11 (續)丹麥法評估Plate 2試體79天鑽心試體強度與抗壓強度之比較
(a)使用公式4-5評估; (b)使用公式4-6評估………..…………..….67
1.ASTM C 805 (1992), "Standard Test Method for Rebound Number of Hardened Concrete," Annual Book of ASTM Standards, Vol. 04.02.
2.ASTM C 803 (1992), "Standard Test Method for Penetration Resistance of Hardened Concrete," Annual Book of ASTM Standards, Vol. 04.02.
3.ASTM C 1150 (1992), "Standard Test Method for the Break-Off Number of Concrete," Annual Book of ASTM Standards, Vol. 04.02.
4.ASTM C 900 (1999), "Standard Test Method for Pullout Strength of Hardened Concrete," Annual Book of ASTM Standards, Vol. 04.02.
5.BSI, 1992, “Recommendations for the Assessment of Concrete Strength by Near-to-Surface Tests,” BS 1881, Part 207, British Standards Institution.
6.ASTM C597 (1993), " Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete,"Annual Book of ASTM Standards,Vol.04.02.
7.ASTM C1383 (1998), " Standard Test Method for Measuring the P-Wave Speed and the Thickness of Concrete Plates Using the Impact-Echo Method," Annual Book of ASTM Standards, Vol. 04.02.
8.林平全,「飛灰混凝土」,科技圖書公司,台北,1995。
9.陳朝和,「飛灰混凝土配比設計與實例」,台灣電力公司81年度煤灰於土木工程應用研討會,台電公司環保處,1992,pp.99~119。
10.CNS 3036,「卜特蘭水泥混凝土用飛灰及天然或煆燒卜作嵐攙和物」。
11.CNS 11271,「卜特蘭飛灰水泥用飛灰」。
12.ACI 226.3R, “Use of Fly Ash in Concrete”.
13.賴正義,「高飛灰量混凝土性質」,台電工程月刊,第551期,1994年7月。
14.洪文方,「普通水泥中添加高爐熟料之影響」,國立台灣工業技術學院碩士論文,1985。
15.中聯爐石處理資源化股份有限公司,「高爐石粉不同替代率水泥砂漿強度成長趨勢研究」,中聯爐石公司品管研發處研發報告。
16.詹穎雯,「飛灰爐石混凝土之原理、性質與應用」,飛灰爐石於混凝土工程之合理運用研討會論文集,台灣營建研究院,1999年5月,pp.1~16。
17.中聯爐石處理資源化股份有限公司,「日本卜特蘭高爐水泥應用實例」,中聯爐石公司品管研發處研發報告。
18.日本土木學會,「高爐石粉末應用於混凝土施工指針」,平成8年。
19.黃兆龍主編,「高性能混凝土研發及推廣研討會論文輯」,國立台灣工業技術學院,民國86年6月。
20.陳振川、詹穎雯,「添加飛灰與高爐石粉混凝土之體積穩定探討」,高爐石粉與飛灰資源在混凝土工程上應用研討會論文集,台北,民國七十五年十二月。
21.陳振川,「飛灰與爐石混凝土性質與其工程應用」,結構工程,第二卷,第四期,pp87-94,1987年10月。
22.黃兆龍,王和源,「公共工程混凝土使用飛灰要點」,行政院公共工程委員會專案研究計畫,台北,1998。
23.王和源,「公共工程使用高爐水泥之可行性評估」,國立高雄科學技術學院土木系研究報告,高雄市,1999。
24.苗伯霖、吳秉駿,「國內外飛灰爐石使用現況與趨勢」,飛灰爐石於混凝土工程之合理運用研討會論文集,台灣營建研究院,2000年6月。
25.王和源等,「公共工程混凝土使用爐石水泥之可行性評估」,期末報告NKIT-C-8805,民國88年11月。
26.林平全(1996) ,「混凝土施工」,徐氏基金會。
27.J.H.Bungey(1994) , “The Testing of Concrete in Structures” , Chapman &Hall , Second Edition.
28.BS 1881, Part 207, “Recommendations for surface hardness testing by rebound hammer”. British Standards Institution. London.
29.Akashi, T. and Amasaki, S (1984), “Study of the Stress Waves in the plunger of a Rebound Hammer at the time of Impact ” , Malhotra, V. M. ,Ed. , American Concrete Institute Special Publication SP-82.
30.ACI Committee 228 Report, (1995), "In-Place Methods to Estimate Concrete Strength," ACI 228.1R-95, 41 pages.
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