臺灣博碩士論文加值系統

土壤水泥在土木工程界的應用已是相當廣泛，如公路、水壩、機場之鋪面基底層等。土壤水泥是以就地取材的方法來施工，利用現地的土壤，添加適量的水泥與其他添加劑加以拌合，故如何依照現地的土壤，節省水泥用量並訂定出最佳施工配比，製造出符合現地工程需求的土壤水泥是一個值得研究的課題。

本研究主要探討土壤添加水泥及飛灰所製成土壤水泥的力學性質，為了能有效的降低其滲透性，選擇飛灰作為其添加劑，在添加不同配比的水泥及飛灰，由單壓試驗與滲透試驗，探討不同的水泥及飛灰含量，對於土壤水泥抗壓強度及滲透性的影響。

本研究結果指出添加了飛灰的土壤水泥，不僅因為水泥的膠結作用發揮強度，又因飛灰的填充效應，滲透性係數有很明顯的降低，故飛灰添加於土壤水泥中的改善為良好的。

The application in the civil engineering of soil cement has already been quite extensive. for instance highway, dam, pavement of airport,etc.. Soil cement constructs with the method of using in-situ soil, utilize in-situ soil, add suitable amount cement and other additive to mix. How to accord with in-situ soil, save cement consumption and make best construction proportion, is it accord with soil, A subject is worth studying that produce soil cement accord with project requirement.


The main purpose of this study is to study engineering properties of soil cement adding fly ash. For the permeability of reducing that be able to effective, choose the fly ash as their additive, By compress test and permeability test, To study influence of soil cement compression strength and permeability that add different content of cement and fly ash.


This result of study points out that the soil cement add fly ash, not merely Increase strength because cement, permeability coefficient reducing obviously because fly ash. so the improvement that soil cement adding fly ash is good.

目 錄
中文摘要.……………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………Ⅱ
誌謝……………………………………………………Ⅲ
目錄…………………………………………………..Ⅳ
圖目錄…………………………………………………Ⅶ
表目錄…………………………………………………XI
第一章 緒論…………………………………………1
1.1 前言………………………………………………1
1.2 研究動機…………………………………………2
1.3 研究目的…………………………………………3
1.4 研究內容…………………………………………4
第二章 研究背景與文獻回顧…………………………5
2.1 土壤水泥簡介……………………………………5
2.1.1 土壤水泥發展與應用…………………………5
2.1.2 土壤水泥定義…………………………………8
2.1.3 土壤水泥的工程性質…………………………8
2.2 飛灰簡介…………………………………………9
2.2.1 飛灰……………………………………………9
2.2.2 飛灰的基本性質………………………………10
2.2.3 飛灰的自硬性…………………………………13
2.2.4 飛灰之穩定原理………………………………14
2.2.5 飛灰的化學性質與反應………………………16
2.2.6 影響飛灰穩定效果之因素……………………18
2.2.7 飛灰與水泥的化學反應………………………19
2.3 土壤水泥相關研究成果…………………………21
第三章 研究內容與方法.……………………………27
3.1 研究規劃…………………………………………27
3.2 土壤水泥的相關規範……………………………30
3.2.1 美國混凝土協會(ACI) 1997…………………30
3.2.2 美國陸軍工兵團(USACE)………………………31
3.2.3 美國州公路及運輸協會(AASHTO)……………33
3.3 波特蘭水泥協會(PCA)快捷設計法………………34
3.4 試驗材料…………………………………………39
3.4.1 土壤……………………………………………39
3.4.2 波特蘭水泥……………………………………41
3.4.3 飛灰……………………………………………41
3.4.4 水………………………………………………41
3.5 試驗項目與方法…………………………………41
3.5.1 土壤基本性質試驗…………………………41
3.5.2 土壤水泥夯實試驗(ASTM D558-96)………42
3.5.3 土壤水泥單壓試驗(ASTM D1633-00)………45
3.5.4 滲透試驗……………………………………50
第四章 試驗結果與分析………………………………53
4.1 土壤基本性質試驗結果…………………………53
4.2 含水量與乾密度之趨勢比對與分析……………54
4.3 單壓試驗結果與分析……………………………58
4.4 滲透試驗結果與分析……………………………65
4.5 小結………………………………………………67
第五章 結論與建議……………………………………68
5.1 結論………………………………………………68
5.2 建議………………………………………………69
參考文獻…………………………………………………71
附錄A ……………………………………………………74
附錄B………………………………………………………75
附錄C………………………………………………………80

圖 目 錄
圖1-1 研究內容概要示意圖…………………………………………………4
圖2-1 土壤水泥應用於跑道…………………………………………………5
圖2-2 土壤水泥應用於停車場………………………………………………6
圖2-3 土壤水泥應用於公路…………………………………………………6
圖2-4 抗壓強度與養護齡期關係圖（飛灰取代砂土）……………………21
圖2-5 抗壓強度與養護齡期關係圖（飛灰取代水泥）……………………22
圖2-6 浸水與乾燥狀態下的抗壓強度………………………………………23
圖2-7 不同水泥含量下養護齡期與抗壓強度關係圖………………………23
圖2-8 水泥添加量合最佳含水量關係圖……………………………………25
圖2-9 水泥添加量和最大乾密度關係圖……………………………………25
圖2-10 高壓滲透試驗…………………………………………………………26
圖3-1 研究規劃流程圖………………………………………………………29
圖3-2 土壤水泥的最大乾密度與粒徑關係圖(完全通過4號篩)……………35
圖3-3 土壤水泥的水泥含量關係圖(完全通過4號篩)………………………36
圖3-4 土壤水泥的養護7天單壓強度檢核圖(完全通過4號篩)……………37
圖3-5 土壤水泥的最大乾密度與粒徑關係圖(部分留於4號篩)……………37
圖3-6 土壤水泥的水泥含量關係圖(部分留於4號篩)………………………38
圖3-7 土壤水泥的養護7天單壓強度檢核圖(部分留於4號篩)………………39
圖3-8 青埔捷運機廠現地土壤…………………………………………………40
圖3-9 青埔捷運機廠現地土壤..………………………………………………40
圖3-10 夯實模..…………………………………………………………………43
圖3-10 夯實試驗機..……………………………………………………………43
圖3-12 電動頂土機..……………………………………………………………44
圖3-13 攪拌機..…………………………………………………………………44
圖3-14 恆溫恆濕環境試驗機..…………………………………………………46
圖3-15 萬能試驗機………………………………………………………………47
圖3-16 土壤水泥試體浸水過程…………………………………………………48
圖3-17 土壤水泥試體受壓過程…………………………………………………49
圖3-18 土壤水泥試體破壞過程…………………………………………………49
圖3-19 透水試驗軸室……………………………………………………………50
圖3-20 含氣囊之儲水室…………………………………………………………50
圖3-21 滲透試驗…………………………………………………………………51
圖4-1 試驗用土粒徑分佈曲線…………………………………………………55
圖4-2 水泥添加量和最佳含水量關係圖………………………………………56
圖4-3 飛灰添加量和最佳含水量關係圖………………………………………56
圖4-4 水泥添加量和最大乾密度關係圖………………………………………57
圖4-5 飛灰添加量和最大乾密度關係圖………………………………………57
圖4-6 養護時間與單壓強度關係圖……………………………………………59
圖4-7 養護時間與單壓強度關係圖……………………………………………60
圖4-8 養護時間與單壓強度關係圖……………………………………………60
圖4-9 水泥添加量與單壓強度關係圖(7天)…………………………………61
圖4-10 水泥添加量與單壓強度關係圖(14天…………………………………61
圖4-11 水泥添加量與單壓強度關係圖(28天)…………………………………62
圖4-12 飛灰添加量與單壓強度關係圖(7天)…………………………………63
圖4-13 飛灰添加量與單壓強度關係圖(14天)…………………………………63
圖4-14 飛灰添加量與單壓強度關係圖(28天)…………………………………64
圖B-1 含水量與乾密度關係圖(5C11F)……………………………………75
圖B-2 含水量與乾密度關係圖(5C13F)……………………………………75
圖B-3 含水量與乾密度關係圖(5C15F)……………………………………76
圖B-4 含水量與乾密度關係圖(7C11F)……………………………………76
圖B-5 含水量與乾密度關係圖(7C13F)……………………………………77
圖B-6 含水量與乾密度關係圖(7C15F)……………………………………77
圖B-7 含水量與乾密度關係圖(9C11F)……………………………………78
圖B-8 含水量與乾密度關係圖(9C13F)……………………………………78
圖B-9 含水量與乾密度關係圖(9C15F)……………………………………79
圖C-1 單壓強度與養護時間關係圖(5C11F)…………………………………80
圖C-2 單壓強度與養護時間關係圖(5C13F)…………………………………80
圖C-3 單壓強度與養護時間關係圖(5C15F)…………………………………81
圖C-4 單壓強度與養護時間關係圖(7C11F)…………………………………81
圖C-5 單壓強度與養護時間關係圖(7C13F)…………………………………82
圖C-6 單壓強度與養護時間關係圖(7C15F)…………………………………82
圖C-7 單壓強度與養護時間關係圖(9C11F)…………………………………83
圖C-8 單壓強度與養護時間關係圖(9C13F)…………………………………83
圖C-9 單壓強度與養護時間關係圖(9C15F)…………………………………84

表 目 錄
表2-1 正確利用品質優良之飛灰在營建工程與營建材料的優點........12
表2-2 滲透試驗結果............................................26
表3-1 美國陸軍工兵團(USACE)建議室內試驗所需水泥量.............32
表3-2 美國州公路及運輸協會(AASHTO)各種分類土壤所需的水泥量....33
表3-3 美國州公路及運輸協會(AASHTO)砂質土壤所需水泥量..........34
表3-4 土壤基本性質試驗........................................42
表4-1 夯實試驗之最佳含量......................................55
表4-2 夯實試驗之最大乾密度....................................55
表4-3 單壓試驗結果............................................58
表4-5 滲透試驗結果............................................66
表4-6 滲透係數與抗壓強度對照表................................67
表A-1 壓力比較表..............................................74

參考文獻

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