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研究生:陳定萱
研究生(外文):Ting-Hsuan Chen
論文名稱:傳統灰漿與近現代灰漿之配比分析法研究
論文名稱(外文):Study on Mix Proportion Analysis of Traditional Mortar and Recent Mortar
指導教授:李德河李德河引用關係
指導教授(外文):Der-Her Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程學系碩博士班
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:133
中文關鍵詞:古蹟修復灰漿石灰配比
外文關鍵詞:LimeMortarHeritage RestorationMix proportion
相關次數:
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近年來於古蹟修復過程中,由於現代匠師通常不了解灰漿原用之物料種類,或礙於修復工期不足及習於使用水泥等原因,於新作或修復灰漿中添加近現代膠結材料(水泥、石膏或白水泥),以增加灰漿早期強度,但添加現代膠結材料之灰漿強度高、透水性低,用以修復古蹟後容易對古蹟造成二次傷害,且憑藉目前既有之灰漿配比分析方法無法得知灰漿中是否參雜有現代膠結材。
因此,在進行古蹟修復之前應先瞭解古蹟灰漿中所包含之物料(材料)及配比,同時檢視取樣分析之灰漿中是否包含現代膠結材,以免選用不當的材料進行修復。本研究為使古蹟灰漿修復工程能達維護文化資產保存之目的,首先提升既有的傳統古蹟灰漿配比分析法之準確度,此外,藉由化學成分分析 (滴定法及X射線螢光分析)、色度分析及力學試驗 (單壓及針入度試驗),建立一套分析近現代膠結材料灰漿之配比方法。研究成果如下:
(1)利用色度分析結果之飽和度(S) 及明暗度(B),可判別灰漿所使用之膠結材料中是否添有波特蘭水泥。
(2)本研究依灰漿中之三氧化硫含量,可將膠結材分為石灰、石灰混用水泥及石灰混用石膏三類。
(3)本研究將傳統灰漿配比分析法搭配化學滴定法所建立之近現代灰漿配比分析法,僅需少量試樣即可將灰漿中摻有複合膠結材料、砂、黏土、牡蠣殼及醣類等材料之含量做定量化分析。
In recent years, because the craftsmen misunderstand the original materials and the mixing proportion of the ancient mortar in the heritage, moreover, the lack of the construction duration and get used to utilize the cement, the craftsmen usually utilize the recent cementing material (e.g. Portland cement, Gypsum, or White cement) to enhancing the early strength of mortars in the restoration of the heritage. However, the secondary injury is possible when applying the mortars with the recent cementing materials in the restoration of the heritage, because the mortars with the recent cementing material have high strength and low permeability. In addition, there has not had the analyzing method which can examine the existence of the recent cementing materials in the mortars.
Therefore, in order to avoid the improper restoration, the mortars of the heritage needed to repair should be sampled to assess the existence of the recent cementing material, and, the materials and the mixing proportions of the ancient mortars should also be analyzed before restoring the heritage. Thus, this study modifies the analyzing procedures of the traditional mixing proportion analysis of mortars to increase the accuracy of the analysis. Finally, this study establishes a quantitative analyzing method to examine the mortar mixture by the chemical constituent analysis, colorimetric analysis and basic mechanical test. Several conclusions are obtained and shown are as follows:
(1)Using the saturation (S) and the brightness (B) of the colorimetric analysis can examine the existence of the Portland cement in the mortars.
(2)According to the contents of Sulfur trioxide in the mortars, the cementing materials of the mortars can be divided into three groups: lime, lime with cement and lime with gypsum.
(3)The mixing proportion analysis of mortars proposed in this paper, which combines the traditional mixing proportion analysis of mortars with the titration, is capable of quantitatively analyzing the contents of the cementing materials, sand, clay, shell of oyster and carbohydrate in the mortar by a little specimen.
摘要 I
英文摘要 II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 XI
第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 研究標的及其定義 2
1-3 研究流程 2
第二章 文獻回顧 4
2-1 灰漿材料種類及特性 4
2-1-1 黏結材料 4
2-1-2 骨材 10
2-2 混凝土之中性化 10
2-2-1 中性化對混凝土內孔隙之影響 11
2-2-2 影響混凝土中性化之因素 11
2-3 傳統灰漿之施工及配比 13
2-4 磚砌建築之灰漿配比 14
2-5 古蹟修復之真實性 16
2-6 灰漿之成份及配比分析法 17
2-6-1 水泥之微觀結構 17
2-6-2 傳統灰漿之配比分析法 20
2-6-3 X射線繞射分析 (XRD) 21
2-6-4 熱重分析 (TGA) 22
2-6-5 X射線螢光分析 (XRF) 22
2-6-6 色度分析 23
2-6-7 國內外灰漿成份分析之研究成果 24
2-6-8 小結 28
第三章 試驗內容及方法 30
3-1 試驗材料及其製備 30
3-2 試體之設計配比、製作及養護條件 35
3-2-1 試體之設計配比 35
3-2-2 試體之拌和用水量 37
3-2-3 試體製作及養護 38
3-3 相關試驗項目及儀器 39
3-3-1 基本物理性質試驗 39
3-3-2 流度試驗 40
3-3-3 色度分析試驗 41
3-3-4 化學成份分析 42
3-3-5 超音波試驗 45
3-3-6 實體顯微鏡 45
3-3-7 基本力學試驗 46
第四章 傳統灰漿之配比分析法 47
4-1 配比分析方法簡述 47
4-2 粒料分離法 51
4-2-1 粒料分離程度結果 51
4-2-2 骨材結構破壞程度結果 53
4-2-3 改良之粒料分離法 55
4-3 制定灰漿標準酸洗流程 57
4-4 改良灰漿配比分析法流程 58
4-5 灰漿配比分析法結果 62
4-5-1 粗、細粒料含量之測定 62
4-5-2 總體碳酸鈣含量之測定 63
4-5-3 灰漿材料之配比含量測定 65
4-5-4 配比分析法小結 67
第五章 近現代灰漿之配比分析方法 68
5-1 基本力學試驗 68
5-1-1 抗壓試驗結果 68
5-1-2 針入度試驗結果 70
5-1-3 超音波檢測結果 77
5-2 色度分析 83
5-2-1 試驗設備及環境 83
5-2-2 色度分析結果 83
5-3 化學成分分析 86
5-3-1 X射線螢光分析結果 87
5-3-2 化學試驗結果 91
5-3-3 熱重分析結果 95
5-4 近現代膠結材料之分類法 100
5-4-1 近現代膠結材配比分析結果 102
第六章 結論與建議 105
6-1 結論 105
6-2 建議 106
參考文獻 07
附錄A 灰漿試體之數位影像及分析範圍 110
附錄B 灰漿試體之色相分析結果 116
附錄C 灰漿試體之色飽和度分析結果 122
附錄D 灰漿試體之明暗度分析結果 128
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