臺灣博碩士論文加值系統

本論文使用玻璃纖維強化高分子 (Glass Fiber Reinforced Plastics, GFRP) 複合材料作為土木或建築工程用之柱構件模版；並進行GFRP 模版之GFRP格柵與GFRP 薄版的力學試驗與現地試驗。完成GFRP 模版設計後，進行線地實尺寸柱構件GFRP模版灌漿試驗。試驗時於GFRP 柱模版兩側架設位移計，量測GFRP 模版的變形量。且完成混凝土未振動灌注後，GFRP 模版未發生爆模或漏漿的現象。拆模時，可簡易將GFRP 模版取下，且混凝土表面光滑。透過上述研究驗證GFRP 模版應用於土木或建築工程的可行性。

The Glass Fiber Reinforced Plastics (GFRP) composite material was used for formwork for column members in civil or building engineering. A series of mechanical test and in-situ test of GFRP formwork were performed. The actual size GFRP column formwork was test in-situ; dial gauges were installed on both side of GFRP column formwork to measure deformation of GFRP formwork. After finishing concrete grouting, the column GFRP formwork without explosion or mortar leakage. After concrete setting, the GFRP formwork can be easily remove. It shows that applying GFRP formwork to reinforced concrete column is feasible.

目錄

摘要 I
ABSTRACT ii
誌謝 III
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 研究內容與流程 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 依材料形式分類 5
2.1.1 木模板 5
2.1.2 鋼模板 6
2.1.3 鋁模板 7
2.1.4 塑化模板 8
2.1.5 鋼框塑料模板 11
2.2 依施工形式分類 12
2.2.1 固定式模板 12
2.2.2 滑動式模板 12
2.2.3 系統模板 14
2.2.4 懸臂模板 15
2.3 依脫模後表面形式分類 17
2.3.1 一般模板 17
2.3.2 清水模板 18
2.4 一種FRP 模版結構專利之創作 19
2.4.1 FRP模版專利主要說明 19
2.5 GFRP柱構件模版型式設計目 20
第三章 模版常用材料與GFRP材料探討 22
3.1 現行模版常用之材料介紹 22
3.1.1 木模版材料特性介紹 22
3.1.2 金屬模版材料特性介紹 24
3.1.3 塑膠模版材料特性介紹 26
3.2 FRP材料介紹與特性 27
3.2.1 FRP材料特性介紹 28
3.2.2 GFRP 模版各部位構材之製程 31
3.3 小結 35
第四章 GFRP柱構件模版型式設計 36
4.1 矩形混凝土柱構件之GFRP 模版型式設計 36
4.2 圓形混凝土柱構GFRP 模版型式設計 40
4.3 其他形式混凝土柱構GFRP 模版型式設計 42
4.4 小結論 44
第五章 GFRP模版實驗室可行性試驗驗證 45
5.1 GFRP薄版脫模試驗 45
5.1.1 GFRP薄版脫模試驗規劃 46
5.1.2 GFRP薄版脫模試體製作 47
5.1.3 GFRP薄版脫模試驗結果 52
5.2 GFRP薄版抗壓試驗 53
5.2.1 GFRP薄版試體選擇 53
5.2.2 GFRP薄版驗規劃 54
5.2.3 GFRP薄版試驗結果之探討 56
5.3 小結論 62
第六章 GFRP模版現地可行性試驗驗證 63
6.1 混凝土柱構件GFRP模板現地試體驗規劃 63
6.1.1 示範案例GFRP模板材料介紹 64
6.2混凝土柱構件GFRP模板示範案試體製作 67
6.3 混凝土柱構件GFRP模版灌漿試驗 72
6.4 混凝土柱構件GFRP模板灌漿變形量量測 76
6.5 GFRP柱模板灌漿完成後之拆模驗證 81
6.6 小結論 82
第七章 結論 83
7.1 結論 83
7.2 建議 84
參考文獻 85、表目錄

表3.1 各種FRP比較 29
表3.2 材料比強度與比彈性模數比較 30
表3.3 FRP與各種材質適用環境比較表 31
表5.1 不同靜置時程拆模之比較 52
表5.2 GFRP薄版極限強度與最大位移量 62
表6.1 混凝土灌注高度350 CM時各位移計之最大變形量 78、圖目錄

圖1.1 研究流程 3
圖2.1 現行模板分類 4
圖2.2 木模板 6
圖2.3 土木工程常見之鋼模 7
圖2.4 鋁製模版及各部位構件 8
圖2.5 單元式塑化模板 9
圖2.6 軟體計算共需使用之模板數量 9
圖2.7 單元式塑化模板的尺寸 10
圖2.8 以連接手柄進行模板之連接 11
圖2.9 鋼框塑化模板 11
圖2.10 國道五號高速公路冬山河橋模板應用之情形 13
圖2.11 隧道模板施工 13
圖2.12 系統模板於橋梁工程應用 15
圖2.13 懸臂式模板示意圖 16
圖2.14 MEVA 爬升式模板 16
圖2.15 一般模板脫模後之表面處理 17
圖2.16 一般模板脫模後混凝土表面 18
圖2.17 清水模板脫模後混凝土表面 19
圖2.18 一種FRP模版結構之專利代表圖 20
圖2.19 GFRP模版設計目標 21
圖3.1 現地放置時受環境侵襲 23
圖3.2 現地裁切與組裝便利 23
圖3.3 組裝時工序繁複 24
圖3.4 圓弧狀木模版施作不易 24
圖3.5 鋼模版吊放 25
圖3.6 鋼模版搬運 25
圖3.7 塑料模板 26
圖3.8 FRP材料與各式材料比較 27
圖3.9 FRP材料之構成示意圖 28
圖3.10 各種纖維材料 28
圖3.11 拉擠成型過程 33
圖3.12 疊貼成型示意圖 34
圖3.13 模壓成型法示意圖 34
圖3.14 快速機械製成示意圖 35
圖4.1 GFRP 模板 36
圖4.2 矩形混凝土柱構件之GFRP 模板鎖固步驟 37
圖4.3 矩形混凝土柱構件之GFRP 模板透式圖(C-TYPE-1) 38
圖4.4 圍束加勁構材 39
圖4.5 矩形混凝土柱構件之GFRP 模板(C-TYPE-2) 40
圖4.6 兩半圓形GFRP肋構件組裝示意圖 41
圖4.7 圓形混凝土柱構件之GFRP 模版 42
圖4.8凸多邊形混凝土柱構件之GFRP 模版 43
圖4.9凹多邊形柱構件之GFRP模版 43
圖5.1 GFRP模板實驗室試驗驗證 45
圖5.2 GFRP薄版拆模試驗示意圖 46
圖5.3 GFRP薄版拆模試驗 47
圖5.4 GFRP薄版 48
圖5.5 脫去紙模後之GFRP薄版拆模試體 49
圖5.6 一日(24小時)拆模後試體表面 50
圖5.7 靜置24小時後GFRP薄版表面 50
圖5.8 靜置3日後脫模之混凝土表面 51
圖5.9 靜置7日後脫模之混凝土表面 52
圖5.10 試驗選用之GFRP薄版 54
圖5.11 GFRP 薄版抗壓變形量測示意圖 55
圖5.12 GFRP 薄版抗壓試驗 56
圖5.13 蜂槽狀GFRP中空夾層板抗壓試驗力與位移關係圖 57
圖5.14 中空夾層板之上層板抗壓試驗力與位移關係圖 58
圖5.15 透光之GFRP 實心薄版(TSP)力與位移關係圖(厚度0.3 cm) 59
圖5.16光之GFRP 實心薄版(TSP)力與位移關係圖(厚度0.15 cm) 60
圖5.17不可透光之GFRP 薄版(GSP)力與位移關係圖 61
圖6.1 GFRP模版現地試驗 63
圖6.2 柱模板斜撐架設示意圖 64
圖6.3 GFRP 模板用之薄版 65
圖6.4 GFRP 模版選用之格柵 65
圖6.5 GFRP格柵 66
圖6.6 鍍鋅萬用角鐵 66
圖6.7 自攻螺絲 66
圖6.8 金屬輔柱固定器 67
圖6.9 GFRP模板組裝步驟一 67
圖6.10 GFRP模板組裝步驟二 68
圖6.11 GFRP模板組裝步驟三 68
圖6.12 以天車進行GFRP柱構件模板的吊放 68
圖6.13 吊車吊起GFRP 柱模板使其與地面垂直 69
圖6.14 以堆高機將GFRP柱模板移動至試驗現地 70
圖6.15 GFRP柱模版及鋼框架做成的金屬斜撐 70
圖6.16 束帶位置配置 71
圖6.17 束帶進行GFRP柱模版圍束 71
圖6.18 束帶圍束GFRP柱模版之位置 72
圖6.19 位移計配置高度示意圖 73
圖6.20 位移計架設方式 73
圖6.21 GFRP柱模版位移計之架設 74
圖6.22 灌漿前進行混凝土潤漿 75
圖6.23 人力扶混凝土之灌注管 76
圖6.24 灌漿深度與力-位移關係圖 77
圖6.25 架設於GFRP模版不同位置之位移計示意圖 79
圖6.26 P2、P4位移計之平均位移關係圖 80
圖6.27 位移計P2、P4與平均位移的關係 81
圖6.28 靜置24小時後拆模之混凝土表面 82

參考文獻

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