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研究生:吳建忠
研究生(外文):Chien-Chung Wu
論文名稱:以透地雷達法評估火害後混凝土損害狀況及鋼筋握裹損失
論文名稱(外文):Assessment of the Bond Loss of Steel Reinforcement and Deterioration of Concrete Structures after Fire using Short-Pulse Ground Penetration Radar
指導教授:鄭家齊鄭家齊引用關係
指導教授(外文):Chia-Chi Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:營建工程系碩士班
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:93
中文關鍵詞:透地雷達火害
外文關鍵詞:GPRhigh temperature
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本研究主要目的為建立火害後現場試驗評估的新方法,以透地雷達檢測法評估受火害混凝土結構物可能之火害現場溫度,及訂定量化標準研判混凝土表面劣化程度。研究使用1GHz天線,經由實驗分析採用抬高天線與受測物距離30cm方式檢測混凝土,將測得混凝土反射波形計算出介電常數,並選擇反射脈衝波形1又1/2振幅面積來做為量測標的,將火害前後振幅面積計算求得衰減常數,比較火害前後混凝土之差異性。經由檢測分析得知混凝土火害前介電常數明顯大於混凝土火害後介電常數。火害溫度500℃與600℃之介電常數檢測結果變異性小,且介電常數隨著火害溫度而有規律性的下降;火害800℃介電常數變異數數大,且介電常數與火害溫度沒有成規律性下降,原因為混凝土表面剝落,造成檢測結果不準。衰減常數對於不同火害溫度也有明顯趨勢,由火害溫度500℃的衰減常數約0.98,600℃的衰減常數約1.3,可明顯看出衰減常數和混凝土火害溫度有明顯的相關性;將GPR測得介電常數以文獻中孔隙率計算公式計算孔隙率,發現以Wiener公式所求孔隙率與壓汞儀測得孔隙率相近。
Main purpose of the research was to develop a new test method to evaluate concrete damage after fire damage using ground penetration radar. In the study, 1 GHz antenna is used and is arranged 30 cm away from the specimens. The small concrete blocks and big concrete plate were constructed for the experiment. The dielectric constant and the attenuation index obtained by the first 1 and 1/2 waveforms reflected from the concrete surface are used as the parameters. The dielectric constants decrease regularly with the fire before 600℃. For fire temperature 800℃, the dielectric constant becomes unstable as the concrete surface peels off. The attenuation index is 0.98 at fire temperature 500℃, and is 1.3 at 600℃. The porosity of deteriorated concrete was estimated by the measured dielectric constant through Wiener formula. It was found the void ratios obtained by the mercury intrusion proximity (MIP) are consistent to the void ratio obtained from the dielectric constants for concrete withstanding high temperature.
中文摘要 I
英文摘要II
誌 謝 III
目 錄 IV
表目錄VIII
圖目錄X
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機及目的 1
1-3 研究流程 2
第二章 文獻回顧 3
2-1 透地雷達之簡介 3
2-2 透地雷達應用於混凝土之相關研究 4
2-2-1混凝土介電常數之相關研究 4
2-2-2 混凝土孔隙率與介電常數的關係 5
2-2-3 混凝土振幅面積估計之相關研究 6
2-3 混凝土高溫火害之相關研究 7
2-3-1 混凝土受高溫後之材料性質變化 8
2-3-2 透地雷達於混凝土火害之相關研究 9
2-4 火害後鋼筋握裹力之相關研究 10
第三章 檢測原理及儀器設備 12
3-1 透地雷達基本原理 12
3-2 電磁波之基本特性 13
3-2-1 振幅之相位變化 15
3-2-2 介質電性之影響 15
3-2-3 介電常數與波速關係 16
3-2-4 導電率(conductivity)σ 16
3-2-5 解析度 18
3-2-5 電磁脈波的合成與訊號鑑別 18
3-3 透地雷達儀器設備 20
3-3-1 天線頻率與穿透深度關係 21
3-3-2 透地雷達參數設定 21
3-3-3 透地雷達檢測影像處理及判讀 21
第四章 試驗規劃 23
4-1 混凝土版試體 23
4-1-1 混凝土版試體規劃 23
4-1-2 混凝土版鋼筋規劃 24
4-2 高溫火害試驗規劃 25
4-2-1 混凝土試體火害試驗 25
4-2-2 加溫設備 26
4-2-3 溫度資料紀錄 26
4-2-4 升溫速率 26
4-2-5 延燒時間 27
4-3 透地雷達檢測試驗規劃 27
4-4 鋼筋握裹力試驗規劃 27
4-5鑽心取樣及試體切割 28
第五章 實驗結果 29
5-1試驗數據正規化及濾波 29
5-2 混凝土火害後與灑水後之GPR檢測結果 30
5-2-1 火害後與灑水後之振幅面積結果比較 30
5-2-2 火害後與灑水後之衰減常數結果比較 32
5-2-3 火害後與灑水後之介電常數結果比較 34
5-3 混凝土火害後孔隙率檢測結果 35
5-3-1 GPR與MIP之孔隙率檢測結果比較 35
5-3-2 MIP之孔隙檢測結果探討 36
5-4 鋼筋握裹力與混凝土孔隙率之結果比較 36
5-4-1 鋼筋握裹力結果比較 37
5-4-2 鋼筋握裹力與混凝土孔隙率之相關性 38
第六章 結論與建議 39
6-1 結論 39
6-2 建議 41
參考文獻 42

表目錄
表1-1 研究流程 46
表3-1 一般介質的介電常數與波速表 47
表3-2 天線頻率與探測深度關係表 48
表4-1 混凝土配比 49
表5-1 火害溫度500℃之振幅面積與檢測位置關係表 50
表5-2 火害溫度600℃之振幅面積與檢測位置關係表 50
表5-3 火害溫度800℃之振幅面積與檢測位置關係表 51
表5-4 混凝土500℃表面灑水之振幅面積與檢測位置關係表 51
表5-5 混凝土600℃表面灑水之振幅面積與檢測位置關係表 52
表5-6 混凝土800℃表面灑水之振幅面積與檢測位置關係表 52
表5-7 火害溫度500℃之衰減常數與檢測位置關係表 53
表5-8 火害溫度600℃之衰減常數與檢測位置關係表 53
表5-9 火害溫度800℃之衰減常數與檢測位置關係表 54
表5-10 混凝土500℃表面灑水之衰減常數與檢測位置關係表 54
表5-11 混凝土600℃表面灑水之衰減常數與檢測位置關係表 55
表5-12 混凝土800℃表面灑水之衰減常數與檢測位置關係表 55
表5-13 火害溫度500℃之介電常數與檢測位置關係表 56
表5-14 火害溫度600℃之介電常數與檢測位置關係表 56
表5-15 火害溫度800℃之介電常數與檢測位置關係表 57
表5-16 四種配與不同溫度之介電常數 57
表5-17 混凝土500℃表面灑水之介電常數與檢測位置關係表 58
表5-18 混凝土600℃表面灑水之介電常數與檢測位置關係表 58
表5-19 混凝土800℃表面灑水之介電常數與檢測位置關係表 59
表5-20 依據透地雷達孔隙率公式所得之孔隙率對照表 59
表5-21 不同溫度下混凝土膠體孔隙與毛細孔隙之比較 60

圖目錄
圖2-1 量測混凝土表面的反射波 61
圖2-2 混凝土試體之空氣振幅(AOS)及最大振幅(AS) 61
圖2-3 鋁片之空氣振幅(AOI)及最大振幅(AI) 61
圖2-4 孔隙率於介電常數的關係圖 62
圖2-5 1 又2 分之1 振幅面積 62
圖2-6 不同高溫與延時作用之火害混凝土殘餘強度比 63
圖2-7 受不同高溫延時2 小時後第7 天之殘餘強度比 63
圖3-1 透地雷達天線之雷達接收波之圖像 65
圖3-2 電磁波在遭遇不同材質界面的反射示意圖 65
圖3-3 波傳之反射相位變化 66
圖3-4 FIRST FRESNAL ZONE 示意圖 66
圖3-5 幾何比例法之雙曲線波形圖 67
圖3-6 半雙曲線之訊號顯示排筋位置 67
圖3-7 半雙曲線之訊號成像 68
圖3-8 透地雷達檢測系統 68
圖4-1 鋼筋混凝土試體示意圖 69
圖4-2 主筋 69
圖4-4 箍筋 69
圖4-5 鋼筋混凝土試體模板 69
圖4-6 加裝K TYPE 熱電偶線 70
圖4-7 澆置石膏 70
圖4-8 安裝混凝土試體 70
圖4-9 混凝土試體吊至試驗爐 70
圖4-10 混凝土試體進行火害試驗 70
圖4-11 溫度資料紀錄器 70
圖4-12 CNS 12514 規範之升溫速率 71
圖4-13 天線與混凝土保持垂直距離30 公分 71
圖4-14 調整天線水平 72
圖4-15 對混凝土發射電磁波72
圖4-16 對金屬片發射電磁波 72
圖4-17 對空氣發射電磁波72
圖4-18 拉拔試驗裝置 72
圖4-19 混凝土試體切割 72
圖4-20 混凝土鑽心 73
圖4-21 壓汞孔隙儀 73
圖5-1 三種不同介質之振幅 74
圖5-3 混凝土與鐵片之濾波後振幅 75
圖5-4 一又二分之一的振幅面積 75
圖5-5 火害溫度500℃之混凝土表面 76
圖5-6 火害溫度600℃之混凝土表面 76
圖5-7 火害溫度800℃之混凝土表面 76
圖5-9 火害溫度500℃之振幅面積與檢測位置之關係圖 77
圖5-10 火害溫度600℃之振幅面積與檢測位置之關係圖 78
圖5-11 火害溫度800℃之振幅面積與檢測位置之關係圖 78
圖5-12 混凝土500℃表面灑水之振幅面積與檢測位置之關係圖 79
圖5-13 混凝土600℃表面灑水之振幅面積與檢測位置之關係圖 79
圖5-14 混凝土800℃表面灑水之振幅面積與檢測位置之關係圖 80
圖5-15 不同火害溫度之振幅面積標準差 80
圖5-16 混凝土火害前後與表面灑水後之振幅面積關係圖 81
圖5-17 火害溫度500℃之衰減常數與檢測位置之關係圖 81
圖5-18 火害溫度600℃之衰減常數與檢測位置之關係圖 82
圖5-19 火害溫度800℃之衰減常數與檢測位置之關係圖 82
圖5-20 混凝土500℃表面灑水之衰減常數與檢測位置之關係圖 83
圖5-21 混凝土600℃表面灑水之衰減常數與檢測位置之關係圖 83
圖5-22 混凝土800℃表面灑水之衰減常數與檢測位置之關係圖 84
圖5-23 混凝土火害後與表面灑水之衰減常數關係圖 84
圖5-24 火害溫度23℃之混凝土與鐵片振幅 85
圖5-25 火害溫度500℃之混凝土與鐵片振幅 85
圖5-26 火害溫度600℃之混凝土與鐵片振幅 86
圖5-27 火害溫度800℃之混凝土與鐵片振幅 86
圖5-28 火害溫度與介電常數之關係圖 87
圖5-29 火害溫度500℃之介電常數與檢測位置之關係圖 87
圖5-30 火害溫度600℃之介電常數與檢測位置之關係圖 88
圖5-31 火害溫度800℃之介電常數與檢測位置之關係圖 88
圖5-32 混凝土500℃表面灑水之介電常數與檢測位置之關係圖 89
圖5-33 混凝土600℃表面灑水之介電常數與檢測位置之關係圖 89
圖5-34 混凝土800℃表面灑水之介電常數與檢測位置之關係圖 90
圖5-35 混凝土火害前後與表面灑水之介電常數關係圖 90
圖5-36 MIP 與GPR 之孔隙率關係圖 91
圖5-37 不同溫度之毛細孔隙與膠體孔隙之關係圖 91
圖5-38 混凝土不同溫度之毛細孔隙與總孔隙關係圖 92
圖5-40 火害溫度與握裹強度損失之關係圖 93
圖5-41 劈裂破壞模式 93
圖5-42 拉拔破壞模式 93
1.Davis, J., Les, Rossiter, J.R., Mesher, Darel E., and Dawley, Cece B. (1992). Road Radar Ltd, 14535-118 Avenue, Edmonton, Alberta, Canada,pp.319-332.
2.Parry, N. S. and Davis, J. L. (1992). GPR systems for roads and bridge:Geological Survey of Finland, Special Paper 16, pp.247-257.
3.吳昭毅(2003)。「透地雷達在航道鋪面檢測之應用」。碩士論文,國立中央大學應用地質研究所,中壢。
4.星池科技工程股份有限公司,透地雷達(GPR)探測應用教學講義。
5.楊潔豪、陳兆年、王仲宇、林銘郎(1997)。「透地雷達探測技術與其在土木工程上之非破壞檢測應用:檢測科技」。15(3),109-119頁。
6.羅經書(1998)。「透地雷達應用於管線與地層之研究」。碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南。
7.林明寬(2001)。「透地雷達在地下掩埋物探測之應用」。碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南。
8.蔡道賜(2005)。「隧道檢測技術」。第四屆公共工程非破壞檢監測技術研討會,131-156頁。
9.呂守陞(2002)。「應用透地雷達於隧道開挖面前方地質探查之初步研究」。碩士論文,國立台灣科技大學營建工程所,台北。
10.楊潔豪,劉興昌(2005)。「GPR與RIP技術之應用」。第四屆公共工程非破壞檢監測技術研討會,157-165頁。

11.鄧景龍(2000)。「透地雷達法應於土木構件檢測之應用」。碩士論文,國立中央大學,應用地質研究所,中壢。
12.羅凱駿(2006)。「以透地雷達(GPR)法檢測火害後混凝土損害狀況」。碩士論文,朝陽科技大學營建工程研究所,台中。
13.Annan, A. P. and Davis, J. L. (1976). Impluse radar sounding permafrost: Radio Science, 11, pp.383-394.
14.Annan, A. P. and Davis, J.L. (1977). Radar range analysis for geological materials: Geological Survey of Canada, Report of Activities Part B: GSC Paper 77-1B.
15.周志國(1994)。「透地雷達法於地下水調查之研究」。碩士論文,國立中央大學應用地質研究所。
16.何傳坤、陳浩維(1995)。「透地雷達應用於台灣中部考古學」。中國民族學通訊,第33期,25-31頁。
17.蕭永龍、董倫道(1995)。「透地雷達探測術於卑南遺址之應用」。國立台灣史前文化博物館籌備處通訊,第5卷,1-24頁。
18.張君仰(2004)。「透地雷達於古蹟探測之應用」。碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南。
19.Clemena, Gerardo G. (1991). “Short-pulse radar methods”,CRC Handbook on Nondestructive Testing of Concrete, pp.253-274.
20.Lorenzo, H., Cuellar, V., and Hernandez, M.C. (2001). “Close range radar remote sensing of concrete degradation in a textile factory floor ”, J. of Applied Geophysics, Vol. 47, pp.327-336.
21.蕭家孟、林宜清、楊炫智、劉建佑(2006)。「以縱波波速評估火害混凝土強度之可行性研究」。第十三屆非破壞檢測技術研討會,桃園,第63頁。
22.Mohamedbhai, G.T.G. (1986). ”Effect of exposure time and rates of heating and cooling on residual strength of heated concrete”,Magazine of ConcreteResearch, vol.38, No.136, pp.151-158。
23.劉建佑(2004)。「非破壞檢測波速量測法應用於火害混凝土強度於波速之探討」。碩士論文,國立中興大學,台中。
24.Czermin, Wolfgang. (1980). “Cement Chemistry and Physics for Civil Engineers” and English Edition。
25.沈進發、陳舜田、張顯宗(1987)。「混凝土火害混凝土性質變化之探討」。國科會研究計畫NSC76-0410-E011-04研究報告,台北。
26.蘇南、黃兆龍(1987)。「台灣北中部主要河川粗骨材微觀結構巨觀性質及其混凝土抗品質之研究」。碩士論文,國立台灣科技大學,台北。
27.張耀宗(2007)。「以透地雷達法檢測混凝土構件火害後的劣化程度」。碩士論文,朝陽科技大學,台中。
28.許崇堯、林英俊、陳舜田(1999)。建築物火害及災後安全評估法。科技圖書,臺北,第137-141頁。
29.詹千儀(2006)。「以敲擊回音法評估火害後鋼筋握裹狀況」。碩士論文,朝陽科技大學營建工程研究所,台中。
30.Hugenschmidt, J. (2002). “Concrete bridge inspection with a mobile
GPR system” Construction and Building Materials 16, pp.147-154.
31.黃兆龍(1995)。混凝土材料品質控制試驗。詹氏書局,臺北,第118-119頁。
32.裴廣智(2006)。「透地雷達檢測技術土木工程上之應用與實例」。講義教材,朝陽科技大學,台中。
33.Christiane Maierhofer. (2003). “Nondestructive Evaluation of Concrete Infrastructure with Ground Penetrating Radar”,Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 15, No. 3,. ASCE, ISSN 0899-1561, 287-297.
34.邱君豪(1997)。「應用透地雷達探測地下埋設物及地層構造之研究」。碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台南。
35.裴廣智、徐鴻發、林東威(2004)。「透地雷達檢測斷層影像處理技術之工程應用及實例」。第十二屆非破壞檢測技術研討會論文集,第603-615頁。
36.褚政鑫(2003)。「探討透地雷達與超音波技術於混凝土冷縫檢測之可行性研究」。碩士論文,中華大學,新竹。
37.黃兆龍(1995)。混凝土材料品質控制試驗。詹氏書局,臺北,第222-225頁。
38.襲人俠(1980)。「水泥化學概論」。台灣區水泥工業同業公會。
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