臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要在探討不同高流動性混凝土硬固性質行為之差異。試驗共製作高工作度混凝土(HWC)、粗骨材含量較多(900 kg/m3)之自充填混凝土(SCCI)、粗骨材含量較少(770 kg/m3)之自充填混凝土(SCCII)、輕質自充填混凝土(LSCC)四種不同性質高流動性混凝土之圓柱試體( 15×30 cm )，並另外製作普通混凝土用以比較。試驗之變數為混凝土之強度、試驗之項目則為應力-應變、彈性模數、柏松比、劈裂強度、乾縮、潛變。試驗結果如下：
1. 高流動性混凝土中，輕質自充填混凝土應力-應變曲線呈現三角形外，其他高流動性混凝土應力-應變曲線則趨近拋物線形式。比較不同強度高流動性混凝土，可發現強度越高，混凝土應力-應變上升段之曲線中直線所佔的比率越大。
2. 高流動性混凝土彈性模數為ACI 318-08彈性模數預測式之0.65
到0.90之間，顯示ACI 318-08彈性模數預測式並不完全適合台灣地區高流動性混凝土使用。
3. 除輕質自充填混凝土外，高強度之高流動性混凝土彈性模數為ACI 363-R84彈性模數預測式之0.70到0.95之間，較ACI 318-08彈性模數預測式佳。
4. 高流動性混凝土之柏松比皆介於0.15到0.20之間。
5. 相同粗骨材用量下，使用卜作嵐材料取代部份水泥可增加混凝土之抗拉能力。
6. 於24小時前將輕質粗骨材預濕所拌合而成之輕質自充填混土，90天時乾縮量約為普通混凝土乾縮量之0.3倍。
7. 整體而言，高工作度混凝土硬固行為明顯優於其他高流動性混凝土。

The purpose of this study is to investigate the mechanical properties of high-flowability concrete ( HFC ) . A total of 125 Cylinder specimens were made in this study. All specimens were 300 mm in height, and were 150 mm in diameter. The first 25 were normal concrete ( NC ) specimens, the second were high-workability concrete ( HWC ) specimens, the third were type I self-consolidation concrete ( SCCI, coarse aggregate content of 900 kg/m3 ) specimens, the fourth were type II self-consolidation concrete ( SCCII, coarse aggregate content of 770 kg/m3 ) specimens, and the fifth were lightweight self-consolidation concrete ( LSCC ) specimens. The parameter included strength and types of concrete. Stress-strain curves, modulus of elasticity, Poisson’s ratio, shrinkage and creep of the hardened concrete were invetigated. The results show that：
1. The shape of stress-strain curves of LSCC looks like reverse triangle.
2. Except LSCC, the ACI 363 equation is more accurate than ACI-08 equation for the high- strength concrete.
3. The elastic modulus of high-flowability concrete is lower than those obtained by ACI-08 code equation.
4. The Poisson’s ratios of high-flowability concrete ( HWC, SCCI, SCCII, and LSCC) are between 0.15 and 0.20.
5. By adding pozzolanic materials, the tensile strength of concrete can be improved.
6. If lightweight coarse aggregate is moistured before mixing, LSCC gets lower shrinkage, which is approximately 0.3 times that of NC at 90 days.
7. HWC exhibits better performance than the other concretes, due to that HWC uses more coarse aggregates and pozzolanic materials.

摘 要 I
Abstract II
目 錄 III
表 目 錄 VII
圖 目 錄 IX
照片目錄 XI
符號說明 XIII
第一章 緒論 1-4
1-1 研究動機 1
1-2 研究方法 2
1-3 研究目的 3

第二章 文獻回顧 5-32
2-1 應力–應變曲線、柏松比文獻回顧資料 5
2-2 乾縮、潛變文獻回顧資料 14
2-3 劈裂強度文獻回顧資料 27

第三章 試驗規劃與過程 29-38
3-1 試體規劃 29
3-2 試驗材料 30
3-3 試驗設備 31
3-4 試驗過程 33
3-4-1 新拌混凝土工作性試驗 33
3-4-2 硬固性試驗 35
第四章 試驗結果與探討 39-42
4-1 新拌混凝土之性質 39
4-1-1 NC 300和NC 500新拌性質 39
4-1-2 HWC 300和HWC 500新拌性質 40
4-1-3 SCCΙ 300和SCCΙ 500新拌性質 40
4-1-4 SCCΙΙ 00和SCCΙΙ 00新拌性質 41
4-1-5 LSCC 300和LSCC 500新拌性質 41

4-2 高流動性混凝土之應力–應變行為 42-45
4-2-1 試體之應力–應變行為 42
4-2-2 各變數下高流動性混凝土應力–應變行為之比較 44

4-3 高流動性混凝土之彈性模數 46-52
4-3-1 彈性模數基本定義 46
4-3-2 ACI 318-08性模數預測式與試驗值之比較 47
4-3-3 ACI 363 R-84彈性模數預測式與試驗值之比較 48
4-3-4 高流動性混凝土彈性模數之比較 49
4-3-5 文獻彈性模數與試驗值之比較 51

4-4 高流動性混凝土之延展性 52-55
4-4-1 混凝土延展性之定義 52
4-4-2 高流動性混凝土延展性之比較 53
4-4-3 混凝土延展性文獻資料與試驗值之比較 54

4-5 高流動性混凝土之劈裂強度 55-61
4-5-1 劈裂強度基本定義 55
4-5-2 抗拉強度與劈裂強度之關係 56
4-5-3 高流動性混凝混凝土劈裂強度之比較 56
4-5-4 抗壓強度與劈裂強度之關係 59
4-5-6 文獻劈裂強度與試驗值之比較 60

4-6 高流動性混凝土之柏松比 62
4-6-1 柏松比之基本定義 62
4-6-2 高流動性混凝土柏松比之比較 62

4-7 高流動性混凝土之乾縮行為 62-67
4-7-1 混凝土乾縮機制 63
4-7-2 1111 ACI 209乾縮預測式 64
4-7-3 1NC 300與ACI 209乾縮預測式之比較 65
4-7-4 高流動性混凝土乾縮量之比較 66
4-7.5 文獻乾縮量與試驗值之比較 67

4-8 高流動性混凝土之潛變行為 68-71
4-8-1 混凝土潛變機制 68
4-8-2 ACI 209 潛變預測式 69
4-8-3 1NC 300與ACI 209潛變預測式之比較 70
4-8-4 高流動性混凝土潛變量之比較 70
4-8-5 文獻潛變量與試驗值之比較 71
4-9 高流動性混凝土硬固性質之綜合比較 72-73

第五章 結論 74-76

參考文獻 77-80


表 目 錄
表1-1 高流動性混凝土分類 81
表1-2 自充填混凝土R2等級之要求 82
表3-1 標準圓柱試體規劃表 82
表3-2 混凝土配比表 83
表3-3 水泥與爐石性質表 86
表3-4 飛灰性質表 87
表3-5 細骨材篩分析試驗表 88
表3-6 粗細骨材物理性質表 88
表3-7 輕質骨材吸水率及比重 89
表3-8 輕質骨材物理性質表 89
表4-1 新拌混凝土性質表 90
表4-2 試體實際強度表 91
表4-3 混凝土彈性模數試驗值 92
表4-4 實際彈性模數與ACI 318-08預測值之比較 93
表4-5 49.03 MPa混凝土彈性模數與ACI 363-R84比較 94
表4-6 不同性質混凝土與普通混凝土彈性模數之比較 94
表4-7 彈性模數文獻比較相關配比 95
表4-8 混凝土z50試驗值 96
表4-9 不同高流動性混凝土z50之比較 97
表4-10 z50文獻比較相關配比 97
表4-11 z50文獻比較表 99
表4-12 混凝土劈裂強度試驗值 101
表4-13 不同高流動混凝土劈裂強與NC劈裂強度之比較 102
表4-14 ACI 318-08劈裂強度預測式與試驗值之比較 102
表4-15 劈裂強度與抗壓強度之關係表 102
表4-16 劈裂強度文獻比較相關配比 103
表4-17 不同性質混凝土柏松比 104
表4-18 混凝土乾縮、潛變試驗溫度、濕度表 105
表4-19 29.42MPa強度混凝土乾縮量測值 106
表4-20 NC 300乾縮與ACI 209乾縮值之比較 106
表4-21 不同性質混凝土乾縮量之比較 107
表4-22 乾縮文獻比較相關配比 107
表4-23 29.42MPa強度混凝土乾燥潛變量測值 108
表4-24 NC 300潛變與ACI 209潛變值之比較 108
表4-25 不同性質混凝土潛變量之比較 109
表4-26 潛變文獻比較相關配比 109
表4-27 HWC與SCCII硬固性質比較 110
表4-28 SCCI與SCCII硬固性質比較 111
表4-29 SCCII與SCCII硬固性質比較 112


圖 目 錄
圖2-1 中低強度應力–應變發展曲線 113
圖2-2 中低強度混凝土破裂模式 113
圖2-3 高強度混凝土破裂模式 114
圖3-1 坍度錐示意圖 114
圖3-2 坍流度量測示意圖 115
圖3-3 箱型槽示意圖 115
圖3-4 V型漏斗示意圖 116
圖3-5 潛變架示意圖 117
圖3-6 千斤頂油壓表校正圖 118
圖4-1 架橋示意圖 119
圖4-2 NC 300 應力–應變圖 119
圖4-3 HWC 300 應力–應變圖 120
圖4-4 SCCΙ 300 應力–應變圖 120
圖4-5 SCCΙΙ 300 應力–應變圖 121
圖4-6 LSCC 300 應力–應變圖 121
圖4-7 NC 500 應力–應變圖 122
圖4-8 HWC 500 應力–應變圖 122
圖4-9 SCCΙ 500 應力–應變圖 123
圖4-10 SCCΙΙ 500 應力–應變圖 123
圖4-11 LSCC 500 應力–應變圖 124
圖4-12 NC 300、NC 500 應力–應變比較圖 124
圖4-13 HWC 300、HWC 500 應力–應變比較圖 125
圖4-14 SCCΙ 300、SCCΙ 500 應力–應變比較圖 125
圖4-15 SCCΙΙ 300、SCCΙΙ 500 應力–應變比較圖 126
圖4-16 LSCC 300、LSCC 500 應力–應變比較圖 126
圖4-17 29.42MPa強度混凝土應力–應變比較圖 127
圖4-18 49.03 MPa強度混凝土應力–應變比較圖 127
圖4-19 z50、正割線彈性模數定義圖 128
圖4-20 乾縮、潛變試驗溫度變化圖 128
圖4-21 乾縮、潛變試驗溼度變化圖 129
圖4-22 29.42MPa強度乾縮量比較圖 129
圖4-23 29.42MPa強度乾燥潛變量比較圖 130


照 片 目 錄
照片3-1 輕質粗骨材 131
照片3-2 NC坍度試驗 131
照片3-3 HWC坍度試驗 132
照片3-4 SCCΙ坍流度試驗 132
照片3-5 SCCΙΙ 坍流度試驗 133
照片3-6 LSCC 坍流度試驗 133
照片3-7 強制式雙軸拌合機 134
照片3-8 坍度試驗設備 134
照片3-9 箱型(U)槽 135
照片3-10 V型槽 135
照片3-11 600kN萬能材料試驗機(MTS) 136
照片3-12 混凝土圓柱試體抗壓機 136
照片3-13 混凝土圓柱試體應變環 137
照片3-14 位移計(LVDT) 137
照片3-15 資料蒐集器 138
照片3-16 KT-169電子式溫溼度計 138
照片3-17 長度比較測微器 139
照片3-18 端子 139
照片3-19 磨平機 140
照片3-20 混凝土潛變試驗架 140
照片3-21 千斤頂 141
照片3-22 應力–應變試驗 141
照片3-23 混凝土劈裂試驗 142
照片3-24 混凝土溼置養護室 142
照片3-25 恆溫恆濕養護室 143
照片4-1 NC 300單向軸壓破壞之裂縫面 144
照片4-2 NC 500單向軸壓破壞之裂縫面 144
照片4-3 LSCC 300單向軸壓破壞之裂縫面 145
照片4-4 NC單向軸壓破壞情形 145
照片4-5 HWC單向軸壓破壞情形 146
照片4-6 SCCΙ單向軸壓破壞情形 146
照片4-7 SCCΙΙ單向軸壓破壞情形 147
照片4-8 LSCC 單向軸壓破壞情形 147
照片4-9 NC劈裂破壞情形 148
照片4-10 HWC劈裂破壞情形 148
照片4-11 SCCΙ 劈裂破壞情形 149
照片4-12 SCCΙΙ劈裂破壞情形 149
照片4-13 LSCC劈裂破壞情形 150

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