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研究生:劉榮良
研究生(外文):Rong-Liang Liu
論文名稱:鋼筋混凝土用鋼筋現場強度之非破壞檢測
論文名稱(外文):On-site non-destructive testing in determining the steel strength of reinforced concrete
指導教授:陳明正陳明正引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:清雲科技大學
系所名稱:空間資訊與防災研究所
學門:環境保護學門
學類:環境防災學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:93
中文關鍵詞:鋼筋品質非破壞檢測方法熱處理鋼筋延展性鋼筋強度鋼筋硬度金相理論二次多項式
外文關鍵詞:Steel QualityNon-destructive Testing (NDT methods)Heat Treated SteelDuctilitySteel StrengthSteel HardnessMetallographic TheoryQuadratic Polynomial.
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鋼筋混凝土結構主要成分為「混凝土」及「鋼筋」。雖然混凝土的碳化、氯含量、鹼-骨材反應、甚至混凝土抗壓強度的減弱等,都被定義為混凝土的劣化;但這些現象,最終都將造成鋼筋腐蝕,並迫使混凝土開裂,若由拉力破壞設計的角度,鋼筋腐蝕才是承載能力折損的主因,某些混凝土的劣化因素,似乎可以不須給予過多的關注。也就是說鋼筋混凝土結構物的承載力評估中,現有鋼筋的品質,如鋼筋強度及鋼筋數量才是關鍵的評估參數。然而目前尚無太多的非破壞檢測方法能針對「既存」鋼筋混凝土中的鋼筋去執行品質檢測,因此在無竣工資料的情況下,也只能針對設計年份來猜測鋼筋強度,再進行承載力評估,此情況下,評估的結果當然就會有很多的討論空間。再者 (西元) 90年代之後,國內建築大量使用熱處理鋼筋,其耐震能力的延展性問題亦遭受到很多討論。
為能了解既存鋼筋混凝土中的鋼筋強度以及是否已使用了熱處理鋼筋,本研究依據鋼筋強度與硬度有相應關係之論述,應用金屬材料之金相理論,於實驗室中建立鋼筋拉力強度及里氏硬度的相關資料,並繪製各種相應關係曲線,如:線性、指數、對數、二次多項式,並經由誤差討論,認為鋼筋強度與硬度之相應關係應是二次多項式最為吻合。
本研究之結果,可直接以(現場)鋼筋硬度換算成鋼筋強度,據以了解當年設計時所使用之鋼種,用以解決目前結構評估時無法取得鋼筋強度的窘境。


The main components of the reinforced concrete (RC) are concrete and steel. Despite the carbonation of concrete, chlorine content, alkaline aggregate and even the weakening of the compressive strength of concrete being set as the definition for concrete deterioration, these phenomena will ultimately also cause the corrosion of steel. This leads to concrete cracking and from a tension control destruction and design point-of-view, steel corrosion is the true cause in decline of loading capacity. Factors such as these which cause concrete deterioration do not receive the appropriate attention. In other words, in assessing the loading capacity of reinforced structures, quality such as steel strength and quality are important evaluation parameters. However, there are currently insufficient numbers of non-destructive testing (NDT) methods which focus on existing steel within the concrete in assessing for quality. As such, in the case for incomplete design data, the current method involves estimating the steel strength from the year of construction followed by a loading capacity assessment. In such a situation, the results of the assessment have a potential for further discussion. Furthermore, a high volume of heat treated (water quenching) steel was used domestically in the 1990’s. Consequently, the ductility of the seismic capacity has been the subject of much discussion.
In order to understand the strength of the existing steel and whether or not it is heat treated, this research focuses on the corresponding relationship between the steel strength and hardness. This is achieved by the application of the metallographic theory, laboratory based tests on the tensile strength, Leeb hardness and other related information. Subsequent corresponding relationship curves are generated such as linear, exponential, logarithmic and quadratic polynomial. Upon error discussion, it was found that the quadratic polynomial best represents the relationship between the steel strength and hardness.
The results of this research can be directly applied to the conversional calculation of the steel hardness. In accordance to the year of construction and the type of steel used, the issue on the inability to determine the steel strength can be solved.


摘 要 I
ABSTRACT III
致謝 V
目錄 VI
圖目錄 VIII
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究主題與步驟 2
1.3論文架構 5
1.4研究流程 11
第二章 文獻回顧 15
2.1 鋼筋混凝土結構之劣化機制探討 15
2.2 混凝土碳化檢測 18
2.3 混凝土抗壓強度檢測之探討 21
2.4混凝土氯離子檢測 25
2.5 鋼筋混凝土耐震要求 31
2.6鋼筋材質檢測 33
2.7 法規演進 42
第三章 鋼筋強度與硬度關係驗證 46
3.1 鋼筋來源 47
3.2熱軋鋼筋與熱處理鋼筋外觀區別 49
3.3鋼筋強度與硬度關係 51
第四章 鋼筋硬度試驗 55
4.1實驗模型之建立 55
4.2熱軋鋼筋強度及硬度之關係 56
4.2.1硬度法理論依據 56
4.2.2硬度法實驗說明 58
4.3熱處理鋼筋強度及硬度之關係 75
第五章 結論與建議 78
5.1結論 78
5.2建議 79
參考文獻 81
附錄A 里氏硬度計原理說明 87
附錄B 金相顯微鏡原理、設備說明 89
附錄C 出場鋼筋拉力試驗表 91
簡歷 93



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