臺灣博碩士論文加值系統

本研究中以版試體模擬現地結構，並進行波速強度預測，以評估該飽和度與波速修正方法於現地應用之可行性。本研究係利用現場澆置的18顆φ10*20cm之圓柱試體建立波速與強度的率定曲線及17個15*15*15cm的方塊試體所建立之飽和度與導電值的率定曲線，透過HI-520含水量測定儀對板試體所測得之導電度與超音波試驗儀、敲擊回音試驗儀器(ASTM)所測得之波速(IEPV)進行修正得到預估強度，再與版(試體)的鑽心試體抗壓強度試驗作比較。研究結果以表面P波取代UPV進行強度評估應為可行方法，由硬固飽和試體量測結果所示，表面P波在表面含水狀態時波速與對接之內部UPV比值為1，在硬固混凝土部份，SCC與強度420 kgf/cm2之混凝土強度評估結果皆相同，在以UPV進行強度評估的過程中，硬固混凝土所得之結果整體誤差均大於IEPV，且多為高估，其可能原因為飽和度率定以導電值進行率定，其有效深度約14mm，然而版試體厚度為200mm，導電值所代表之飽和度僅為試體表層含水狀況，加以版試體為較大之試體，內部水其實散失不易，故所得之波速實為大於表層量測飽和度之波速，故造成修正過多。因此以混凝土含水量修正波速之強度評估法僅適用於敲擊回音表面波速量測法(IEPV)。

In this thesis, a concrete plate made on construction site was used to conduct a feasibility study of using pulse velocity to evaluate the in-place strength of concrete in consideration of the effect of moisture on strength evaluation. This study established the relationship between pulse velocities and. strength of concrete built up with 18 in-place made φ10*20 cm cylinders. In addition, the study also established the relationship between the conductivity coefficients and the moisture content of concrete from 17 cubes of 15*15*15cm. Through modification of pulse velocity to account for the moisture content of the concrete plates, the pulse velocities measured by ultrasonic tester and impact echo tester (ASTM) were used to obtain predicted strengths which were then compared with compressive strengths of drilled cores of plates. The outcomes of this study indicated that it should be feasible to replace ultrasonic pulse velocity (UPV) with the impact-echo surface P-wave velocity (IEPV) for strength estimation. The results for hardened saturated specimens indicated that the ratio of the surface P-wave velocity to internal ultrasonic pulse velocity is 1. For the hardened concrete, SCC and 420 kgf/cm2-strength concrete rendered similar prediction results. For hardened concrete, the strength prediction errors with UPV were greater than that with IEPV and were mostly overestimated. Possible reasons could be the saturation degrees were rated by conductivity coefficients which had effective depth of 14 mm whereas the thickness of plates was 200 mm, the values of conductivity coefficients only showed the moisture condition on the specimen surfaces. In addition, plates were large specimens in which internal water was not easily lost. So there exists over correction due to the fact that the internal ultrasonic pulse velocity was actually larger than that of the pulse propagating along concrete surface. It can be concluded that the use of moisture-corrected pulse velocity to evaluate concrete strength is only suitable for the IEPV case.

總目錄
摘要 Ι
ABSTRACT Π
本文目錄 Ⅲ
表目錄 Ⅴ
圖目錄 Ⅶ
本文目錄
第一章 緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究目的與方法 2
第二章 文獻回顧 3
2-1 混凝土之特性與材料組成 3
2-1-1混凝土之特性 4
2-1-2 混凝土之材料組成 5
2-2 混凝土之波傳行為特性 6
2-2-1 混凝土強度之非破壞檢測技術介紹 6
2-2-2 影響混凝土波傳速度之主要因素 10
2-3超音波速度與混凝土抗壓強度之關係 18
2-3-1水泥糊體UPV與抗壓強度之成長 18
2-3-2混凝土UPV與抗壓強度之成長 19
2-4 不同齡期波速與強度之關係 22
2-5 混凝土含水狀態之量測與超音波波速之關係 23
第三章 研究規劃 26
3-1 混凝土配比 26
3-2 現場澆置試體實驗規劃與流程 26
3-2-1 圓柱試體試驗--波速-強度率定曲線建立 28
3-2-2 方塊試體試驗--飽和度-導電值率定曲線建立 28
3-2-3 版試體試驗--驗證 28
第四章 試驗儀器、原理及方法 30
4-1 超音波法 30
4-1-1 試驗儀器 30
4-1-2 試驗步驟 31
4-2　敲擊回音法 32
4-2-1 試驗儀器 32
4-2-2 試驗步驟 34
4-3 含水量測定儀 34
4-3-1 試驗儀器 34
4-3-2 試驗步驟 35
4-4 抗壓強度試驗 35
第五章 試驗結果分析與討論 37
5-1 波速-強度預估曲線建立 37
5-2 導電值-飽和度關係之建立與討論 40
5-3 以對接超音波波速預測模擬現地混凝土版試體之結果 42
5-3-1 自充填混凝土(SCC)試驗結果 42
5-3-2 爐石混凝土(420kg/cm2)試驗結果 49
5-4 以表面P波波速預測模擬現地混凝土版試體之結果 53
5-4-1 自充填混凝土(SCC)試驗結果 58
5-4-2 爐石混凝土(420kg/cm^2)試驗結果 64
5-5 小結 68
第六章 結論與建議 73
6-1 結論 73
6-2 建議 74
參考文獻 （REFERENCES） 75
表目錄
表2-1 混凝土材料組成與性質之相關研究文獻 5
表2-2 (Komloš, ,1996) [26]量測混凝土超音波波速之相關
規範 7
表3-1 混凝土配比設計 26
表5-1 SCC不同齡期(2、3、7、14、21、28天)量測之波速、強
度結果 38
表5-2 420不同齡期(2、3、7、14、21、28天)量測之波速、強
度結果 39
表5-3 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的含水量修正-齡期3天 43
表5-4 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的含水量修正--齡
期7天 44
表5-5 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的含水量修正--齡
期28天 44
表5-6 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的含水量修正--齡
期28天(續) 45
表5-7 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的含水量修正--齡
期28天(續) 45
表5-8 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的含水量修正--齡
期70天 46
表5-9 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估--齡期3天 46
表5-10 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估--齡期7天 47
表5-11 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估--齡
期28天 47
表5-12 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估--齡
期28天(續) 48
表5-13 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估--齡
期28天(續) 48
表5-14 SCC各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估--齡
期70天 49
表5-15 420 kg/cm2各齡期不同養護條件UPV波速的含水量修
正-齡期3天 50
表5-16 420 kg/cm2各齡期不同養護條件UPV波速的含水量修
正-齡期7天 51
表5-17 420 kg/cm2 各齡期不同養護條件UPV波速含水量修
正-齡期28天 51
表5-18 420 kg/cm2各齡期不同養護條件UPV波速的含水量修
正-齡期70天 52
表5-19 420各齡期不同養護條件UPV波速的含水量修正-齡
期70天(續) 52
表5-21 420各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估-齡期3天 53
表5-22 420各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估-齡期7天 54
表5-23 420各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估-齡期28天 54
表5-24 420各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估-齡期70天 55
表5-25 420各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估-齡
期70天(續) 55
表5-26 420各齡期不同養護條件UPV波速的強度預估-齡
期70天(續) 56
表5-27 硬固混凝土面表面P波波速與UPV關係 57
表5-28 SCC不同養護條件IEPV波速的含水量修正-齡期3天 59
表5-29 SCC不同養護條件IEPV波速的含水量修正-齡期7天 59
表5-30 SCC不同養護條件IEPV波速的含水量修正-齡期28天 60
表5-31 SCC不同養護條件IE-PV(ASTM)波速的含水量修正-齡
期70天 61
表5-32 SCC不同養護條件IE-PV(ASTM)波速的強度預估-齡
期3天 61
表5-33 SCC不同養護條件IE-PV(ASTM)波速的強度預估-齡
期7天 62
表5-34 SCC不同養護條件IE-PV(ASTM)波速的強度預估-齡
期28天 62
表5-35 SCC不同養護條件IE-PV(ASTM)波速的強度預估-齡
期28天(續) 63
表5-36 SCC不同養護條件IE-PV(ASTM)波速的強度預估-齡
期28天(續) 63
表5-37 SCC不同養護條件IE-PV(ASTM)波速的強度預估-齡
期70天 64
表5-38 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的含水量修正-齡
期3天 65
表5-39 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的含水量修正-齡
期7天 66
表5-40 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的含水量修正-齡
期28天 66
表5-41 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的含水量修正-齡
期70天 67
表5-42 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的含水量修正-齡
期70天(續) 67
表5-43 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的含水量修正-齡
期70天(續) 68
表5-44 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的強度預估-齡
期3天 68
表5-45 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的強度預估-齡
期7天 69
表5-46 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的強度預估-齡
期28天 69
表5-47 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的強度預估-齡
期70天 70
表5-48 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的強度預估-齡
期70天(續) 70
表5-49 420 kg/cm2不同養護條件IEPV波速的強度預估-齡
期70天(續) 71
圖目錄
圖2-1 超音波試驗儀器及配置簡圖(ASTM C 597,1992) 6
圖2-2 表面P波波速量測原理示意圖 8
圖2-3 不同探頭頻率下混凝土及砂漿試體之縱向波速與橫向波速比較圖 (Popovics,1990b) 11
圖2-4 孔隙含量對混凝土抗壓強度、撓曲強度、波速及動彈性模數之影響 (Kaplan,1952) 12
圖 2-5 養護溫度對混凝土抗壓強度與波速關係之影響(Pessiki,1988) 13
圖2-6 含水條件對混凝土抗壓強度與波速關係之影響(Sturrup,1984) 14
圖2-7 單位重與波速之關係 14
圖 2-8 混凝土試體承受荷重下波速之變化(Popovics,1990b) 15
圖2-9 混凝土及砂漿試體之波速與強度關係(Popovics,1990b) 16
圖2-10 骨材種類對混凝土波速與強度關係之影響(Sturrup,1984) 16
圖2-11 骨材量對混凝土波速與強度關係之影響(Sturrup,1984) 17
圖2-12 水泥石、水泥砂漿及混凝土之波速與強度關係 之影響(Sturrup,1984) 17
圖2-13 不同水灰比之波速成長曲線(Andersen,1952) 18
圖2-14 水泥石(w/c=0.3~0.7)(a)(UPV-齡期)關係；(b)(抗壓強度-齡期)關係 19
圖2-15 混凝土(CAC=1165kg/m3 ) (a) (UPV-齡期)關係; (b) (抗壓強度-齡期)關係; (c) UPV 之發展百分比; (d)抗壓強度之發展百分比 20
圖2-16 混凝土(CAC=915kg/m3) (a) (UPV-齡期)關條; (b)(抗壓強度-齡期)關條;(c) UPV 之發展百分比; (d)抗壓強度之發展百分比 21
圖2-17 混凝土(CAC=666kg/m3 ) (a) (UPV-齡期)關條; (b)(抗壓強度-齡期)關條; (c) UPV 之發展百分比; (d)抗壓強度之發展百分比 22
圖2-18 不同水灰比與齡期之混凝土 波速與強度關係曲線 23
圖2-19 齡期7~28天(W/C=0.4~0.7)之飽和度率定曲線 24
圖2-20 波速比與飽和度關係曲線 24
圖3-1 試體規劃製作流程圖 27
圖4-1 超音波操作原理示意圖 31
圖4-2 敲擊回音試驗儀器設備 33
圖4-3 KETT H520含水量測定儀 34
圖4-4 HT-8391PC抗壓試驗機 36
圖5-1 SCC試體之UPV波速與強度的關係曲線 37
圖5-2 420 kgf/cm2試體之UPV波速與強度的關係曲線 38
圖5-3 SCC試體之導電值與飽和度的關係曲線 40
圖5-4 420 kgf/cm2試體之導電值與飽和度的關係曲線 41
圖5-5 3天、7天、28天導電值與飽和度的關係曲線 41
圖5-7 SCC不同齡期預估強度與實際強度對照 43
圖5-8 420 kg/cm2不同齡期預估強度與實際強度對照 50
圖5-9 SCC不同齡期IEPV預估強度與實際強度對照 58
圖5-10 420 kg/cm2不同齡期預估強度與實際強度對照 65

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