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研究生:吳育武
研究生(外文):Yu-Wu Wu
論文名稱:控制性低強度橡膠混凝土於回填工程之適用性研究
論文名稱(外文):Applicability of Controlled low-strength rubber concrete in filling engineering
指導教授:王和源王和源引用關係
指導教授(外文):Her-Yuan Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:土木工程與防災科技研究所
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:101
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:108
中文關鍵詞:水庫淤泥輕質骨材廢輪胎橡膠控制性低強度橡膠輕質混凝土(CLSRC)抗壓強度
外文關鍵詞:Lightweight AggregateRubber GrainControlled low-strength rubber concrete(CLSRC)Compressive Strength
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台灣交通建設發展迅速,機動車輛使用量不斷提高,101年3月登記機動車輛高達2217萬輛,產生的廢輪胎量相當可觀,根據環保署資源回收基管會統計,每年廢輪胎回收量多達10萬噸以上【1,2】。莫拉克風災亦為水庫帶來極為大量的淤泥,在環保意識興起之下,強調資源回收再利用維護地球生態,若能將水庫淤泥製成輕質骨材並與廢輪胎做妥善處置,對環境將帶來極大的助益。
本研究將淤泥製成輕質骨材與廢輪胎處理成尺寸介於#4(4.75mm)之橡膠細粒,應用於控制性低強度材料作為再生建材,試驗計劃中以不同比例之橡膠粒取代細骨材,配合流動性試驗決定水膠比,製成控制性低強度橡膠混凝土(CLSRC)與控制性低強度橡膠輕質混凝土(CLSLRC),進行新拌性質(坍流度試驗、凝結時間、單位重、氯離子、泌水)之研究,並製作混凝土試體於齡期1、7、28、56、90天進行硬固性質(單軸抗壓強度、落沉試驗、長度變化量、超音波波速)與耐久性質(硫酸鹽侵蝕、表面電阻率、透水率及吸水率)等試驗。從試驗結果中找出橡膠粒與輕質骨材於CLSM之適用性,提升廢棄輪胎之價值,達到廢棄物資源化之最大效益。
試驗結果顯示常重組不同橡膠取代量之坍度值皆達190mm以上;坍流度值大於400mm;管流度大於150mm,且輕質組的工作性略優於常重組。單位重及初凝時間易受橡膠粒取代量多寡的影響,平均每增加10%單位重降低約69kg/m3初凝時間延長約35mins。硬固性質方面,抗壓強度及落沉試驗隨著橡膠取代量增加而降低,抗壓強度在取代量達20%時,仍達設計強度(>0.7MPa)之要求,當取代量超過30%,強度則明顯降低,落沉試驗值在相較於1天抗壓強度呈反比趨勢,顯示混凝土本身已具有一定抵抗衝擊的特性。長度變化量與超音波波速易隨橡膠取代量多寡的影響;長度變化量仍皆低於0.025%以內頗為穩定;超音波波速隨取代量每增加10%平均下降100~300m/sec。抗硫酸鹽試驗當取代量達20%時,抗硫酸鹽侵蝕能力開始提升。研究結果顯示橡膠取代量10~20%時,在工程實用上具有相當的可行性,在國內工程材料的選用上可因應更多特殊的需求,同時降低天然資源的耗用,對於自然環境的損害能減到最低,進一步達到廢棄物資源化再利用的理念,以達節能減碳、安全及永續利用之理想。
The transportation infrastructure in Taiwan had rapidly expanded. In October 2010, the MOTC of registration of motor vehicles had up to 21.69 million, the amount of waste tires generated considerable, According to EPA Recycling fund Management board statistics estimated that about one hundred thousand scrap types were produces annually【1,2】. This year Typhoon Morakot also caused a large quantity of sludge that silt up the reservoir. However, the environmental conservation consciousness rise up, emphasis on the concept of resource recycling and reuse to maintenance of the Earth's ecological. If it can be properly treated, the reservoir silt and waste tires will bring great benefit for environment.
In this study, waste rubber tire powder and reservoir silt lightweight aggregate is added to the controlled low strength material (CLSM) as a renewable building material. Rubber tire powder having particle size that between #4. The main research methodology is that instead of sand, and using flowability test to find the best water-binder ratio, rubber tire powder in various percentages is added and mixed the rubber controlled low strength material (CLSRC) and the lightweigtht rubber controlled low strength material (CLSLRC). Therefore, the fresh behavior (flowability test, setting time, unit weight, chlorine ion, bleeding), hardening behavior (Unconfined compressive strength, Ball drop test, shrinkage, ultrasonic pulse velocity, rebound coefficient), and durability (sulfate attack, electrical resistance, permeable)of the CLSRC and CLSLRC can be explored and discussed herein. The results from the test to find out rubber and lightweight aggregate on the applicability of controlled low strength materials, to enhance the value of scrap tires and achieve the maximum effectiveness of waste resource.
The results showed that the slump value of the different substituent are more than 190mm; slump flow values greater than 400mm; tube flow is greater than 150mm, and the lightweight group is slightly better than the normally reorganization.
The unit weight and initial setting time by the amount of rubber particles content, the average 10% increase in unit weight decreased approximately 69kg/m3. Extend the initial setting time of 35mins.Compressive strength and ball drop experiment with the rubber replaced lower compressive strength replaced up to 20%, still reached design strength (> 0.7MPa) ball drop value of compressive is inversely proportional to show the concrete itself has a certain impact resistant characteristics. Length variation and ultrasonic pulse velocity increase with rubber content; length change still quite stable and are less 0.025%; Ultrasound speed with the substitution degree for each additional 10% average decline 100 ~ 300m/sec. Sulfate resistance test, sulfate resistance began to increase when replaced up to 20%.
Increase in the domestic construction material selection, while reducing consumption of natural resources, natural environment, damage can be minimized, The concept waste to recycling, to achieve energy saving and carbon reduction, safety and sustainable use of the ideal.
摘要I
AbstractIII
致謝VI
目錄VII
表目錄IX
圖目錄X
符號說明XII
第一章 研究概述 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法 2
1.4試驗流程 3
第二章文獻回顧 4
2.1廢棄物資源化發展4
2.2輕質骨材之應用 5
2.2.1輕質骨材種類及特長5
2.2.2輕質骨材工程性質6
2.2.3輕質骨材之工程應用 7
2.3廢棄橡膠之應用 7
2.3.1廢棄橡膠種類及製程7
2.3.2廢棄橡膠成分及性質8
2.3.3廢棄橡膠之工程應用8
2.4控制性低強度材料(Controlled Low Strength Materials, CLSM)9
2.4.1控制性低強度材料9
2.4.2控制性低強度材料之特性10
2.5國內外相關研究文獻11
2.5.1國外之發展經驗:11
2.5.2國內研究背景:12
第三章 試驗計畫22
3-1試驗架構22
3-2試驗項目22
3-3試驗材料22
3-4試驗儀器23
3-5試驗變數與項目 25
3.5.1試驗變數25
3.5.2配比設計26
3.5.3試驗項目26
3.5.4拌製流程28
第四章 試驗結果與分析36
4.1新拌性質36
4.1.1坍度36
4.1.2坍流度試驗37
4.1.3管流度試驗37
4.1.4單位重38
4.1.5新拌氯離子含量38
4.1.6累計泌水量39
4.1.7初凝時間39
4.2硬固性質39
4.2.1 抗壓強度39
4.2.2 落沉試驗40
4.2.3 混凝土長度變化41
4.2.4 超音波波速 41
4.3耐久性質42
4.3.1 表面電阻率 42
4.3.2 硫酸鹽侵蝕試驗43
4.3.3 透水比44
4.3.4 吸水率試驗44
4.4成本效益評估44
第五章 結論及建議83
5.1 結論 83
5.2建議 84
參考文獻 85
簡 歷 91
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