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研究生:郭峻輔
論文名稱:既有鋼筋混凝土橋樑碳化壽命預測之研究
論文名稱(外文):Studies of the Carbonation Service Life Prediction of Existing Reinforced Concrete Bridges
指導教授:黃然黃然引用關係梁明德
指導教授(外文):Ran HuangMing-Te Liang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
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:67
中文關鍵詞:完全碳化區部分碳化區擴散係數溫度相對濕度碳化壽命
外文關鍵詞:bridgecarbonation lifecarbonated zonediffusivitypartially carbonated zonerelative humidityreinforced concretetemperature
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大氣中的二氧化碳藉由孔隙入侵鋼筋混凝土結構物是引起腐蝕的重要因素之一,影響碳化問題除材料因素外尚有環境因素如溫度和相對濕度,當相對濕度小於及大於70%時,混凝土碳化區域分別可分為已碳化區、部分碳化區和未碳化區及已碳化區和未碳化區。本論文的主要目的為探討既有鋼筋混凝土橋樑碳化壽命之預測。研究方法係分別將一維線性(擴散係數D為定值) 與非線性(D不為定值)擴散和擴散-化學反應方程式結合初始及邊界條件求得的解析解,用Mathematica套裝軟體藉由解析解算出碳化壽命,並將理論應用在大度橋和大津橋之碳化壽命預測。研究結果表明一維非線性擴散方程式適用於相對濕度大於70%的橋樑,然而當相對濕度介於50%~70%時,則是一維線性擴散-化學反應方程式較為適用。本文研究之結果可以提供作為既有鋼筋混凝土橋樑碳化壽命之預測、維修、補強或拆除之依據。
The carbonation problem due to the carbon dioxide in atmosphere penetrated into concrete through pore void is one of important factors of corrosion of existing reinforced concrete (RC) structures. Aside from material factor, both temperature and relative humidity (RH) are the principal environment factors which influence the carbonation problem of existing RC structures. When RH are larger or less than 70%, the carbonation zone in concrete can be divided into carbonated and noncarbonated zones or carbonated, partially carbonated and noncarbonated zones, respectively. The main aim of this article is to predict the carbonation life of existing RC bridges. The investigated methods are used to find the analytical solutions of one-dimensional linear (diffusivity D = constant) and nonlinear (D ≠ constant) diffusion and diffusion-chemical reaction equations associated with initial and boundary conditions, respectively. The carbonation life can be calculated from the analytical solutions through the Mathematica software. These theoretical models are applied to predicting the carbonation life of existing Dah-du and Dah-jin RC bridges in Taiwan. The results of present studies show that the one-dimensional nonlinear diffusion equation is suitable for bridges under RH>70% condition whereas the one-dimensional linear diffusion-chemical reaction equation is suitable for bridges under RH≦70%. The studied results may be offered as a crucial reference for engineering decision making for repair, strengthening or demolition of existing RC bridges.
中文摘要
ABSTRACT
符號說明
目錄
圖目錄
表目錄
第一章 緒論
1-1 研究動機
1-2 研究目的
1-3 研究方法
1-4 研究內容
第二章 既有鋼筋混凝土橋樑碳化壽命之預測
2-1前言
2-2理論模式
2-2-1經驗公式
2-2-2一維線性擴散方程式
2-2-3一維非線性擴散方程式
2-2-4一維線性擴散-化學反應方程式
2-2-5一維非線性擴散-化學反應方程式
2-3案例分析
2-4討論
2-5結論
第三章 溫度與相對濕度影響既有鋼筋混凝土橋樑碳化壽命之預測
3-1前言
3-2理論模式
3-2-1 跟溫度有關之擴散係數
3-2-2 以相對溼度為主因的部分碳化區長度
3-2-3以溫度和相對濕度有關的碳化壽命
3-3案例分析
3-4討論
3-5結論
第四章 結論與建議
4-1 結論
4-2 建議
參考文獻
附錄一
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