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研究生:李嘉哲
論文名稱:稻草桿及聚丙烯醯胺應用於植生多孔隙混凝土之研究
論文名稱(外文):Study on use of straw stem and PAM for planting in porous concrete
指導教授:周良勳周良勳引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立嘉義大學
系所名稱:土木與水資源工程學系研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:130
中文關鍵詞:多孔隙混凝土孔隙率PAM稻草桿
外文關鍵詞:porous concreteporosityPAMstraw-stem
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本研究利用廢稻草桿與聚丙烯醯胺(PAM)作為多孔隙混凝土植生之新型填充基材,將稻草桿再利用減少燃燒廢棄稻草桿所造成之污染,並使用PAM作為多孔隙混凝土之水泥漿改良劑。
實驗結果證明,在加入磨碎之稻草桿與PAM充分拌合後,能提升植物的發芽率以及良好的根系長度,並且在多孔隙混凝土澆置時添加PAM,可以有效的控制水泥漿量,隨著PAM的添加量提升至0.05%~1%時,可以將多孔隙混凝土澆置時底部沉澱的問題解決,並且能將孔隙率提升至33%。而最佳配比為水灰比0.35搭配PAM添加0.5%,可以使強度達到經濟部水利署對於多孔隙混凝土之要求,且可達到將近34%之高孔隙率,可提供植物良好的生長空間。
從植生基材性質試驗得知,新型植生基材之pH值6.9是很適合植物生長的,並且從發芽率可得知,草種的發芽率比未添加植生基材提升約2%~10%。在搭配多孔隙混凝土之稻草桿用量上,每平方公尺約可消耗1.82公斤之稻草桿,若未來搭配夯實以及厚度增加,將會有更高的消耗量。
從微觀試驗紅外線光譜儀FT-IR可得知,PAM會使水化作用有延遲的效果,造成早期強度下降。而掃瞄式電子顯微鏡SEM圖顯示了水泥結構變的緻密而更濃稠,雖使孔隙率提升,但在PAM添加過多情況下,卻也是造成強度下降最主要的原因。
This study uses waste straw stems and polyacrylamide (PAM) as a new substitute filling for planting in porous concrete, reuses straw stems to reduce the pollution from burning waste straw stems, and uses PAM as a conditioner of cement.
Study result shows that, after adding fully mixed grated straw stems and PAM, it can enhance plant germination rate and better root growth. Moreover, adding PAM while making porous concrete can control the amount of cement slurry efficiently. As PAM is added to 0.05%~1%, the problem of sediment onto the bottom while making porous concrete can be solved, and increases the porosity to 33%. When W/C 0.35 is with PAM added 0.5%, it can meet the requirement of Water Resources Agency, Ministry of Economic Affairs and offer plants better growing environment.
We know that from the experiment of vegetation material property, the new vegetation materials’ pH of 6.9 is quite suitable for plants’ growing; also from the germination rate, we know that the grass germination rate is increase about 2% to 10% than that which vegetation material is not added. On the amount of straw stems with a porous concrete, per square meter can consume 1.82 kilograms of straw stems. It would have a higher consumption in the futurre with compaction and additional thickness.
We learn from microscopic experiment—FT-IR, that PAM causes a delayed effect of the hydration, and decline of the early strength. The image of SEM shows that the structure of cement becomes dense and thicker and makes the porosity higher, but it becomes the main reason of declining the strengh.
摘要 i
Abstract ii
表目錄 vii
圖目錄 x
第ㄧ章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究概述 4
第二章 文獻回顧 5
2-1 多孔隙混凝土介紹 5
2-1-1 多孔隙混凝土定義 5
2-1-2 多孔隙混凝土配比設計 6
2-1-3 多孔隙混凝土工程上之應用 9
2-1-3-1 施工種類整理 9
2-1-3-2 施工應用實例 10
2-2 多孔隙混凝土植生試驗 11
2-2-1 孔隙率對植生之影響 11
2-2-2 植生試驗 12
2-3 聚丙烯醯胺(Polycrylamide)之相關研究 14
2-3-1 聚丙烯醯胺基本性質 14
2-3-2 聚丙烯醯胺應用於水泥材料 15
第三章 試驗方法 17
3-1 試驗流程規劃 17
3-2 試驗材料與儀器設備 18
3-2-1 多孔隙混凝土試驗材料 18
3-2-2 植生試驗材料 21
3-2-3 儀器設備 24
3-3 試驗方法 31
3-3-1 微觀性質試驗 31
3-3-2 多孔隙混凝土配比設計 33
3-3-3 多孔隙混凝土製備 36
3-3-4 多孔隙混凝土性質試驗 37
3-3-5 植生試驗草種選擇及發芽試驗 50
3-3-6 植生基材性質試驗 56
3-3-7 稻草桿用量試驗 57
3-3-8 多孔隙混凝土植草試驗 58
第四章 結果與討論 62
4-1 漿體沉澱分析 62
4-2 連續孔隙率分析 66
4-3 裹漿厚度分析 69
4-4 抗壓強度結果與分析 72
4-4-1 抗壓強度分析 72
4-4-2 強度折減率分析 78
4-4-3 破壞型態分析 80
4-4-4 強度相關規範探討 83
4-5 透水係數分析 85
4-6 植生基材分析 88
4-6-1 篩分析 88
4-6-2 酸鹼度分析 90
4-6-3 稻草用量分析 91
4-7 發芽分析 92
4-8 多孔隙混凝土植生結果分析 94
4-8-1 植草發芽情形 94
4-8-2 生長長度及根系長度 94
4-8-3 植生結果探討 100
4-9 微觀性質分析 101
4-9-1 FT-IR分析 101
4-9-2 SEM掃描式顯微鏡分析 106
4-10 單價分析及可行性評估 109
4-10-1 多孔隙混凝土價格比較 109
4-10-2 相關植生工法價格比較 110
4-10-3 未來施工方法及可行性評估 111
第五章 結論與建議 113
5-1 結論 113
5-2 建議 115
參考文獻 116
附錄一 抗壓強度試驗結果表 119
附錄二 草種生長記錄表 129
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