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系統識別號 U0002-0110200809415500
中文論文名稱 養護對活性粉多孔隙混凝土性質影響之研究
英文論文名稱 A Study on the Effect of Steam Curing Regime on Properties of RPPC
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 土木工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生中文姓名 陳弭塵
研究生英文姓名 Mi-Chen Chen
學號 693311127
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2008-07-21
論文頁數 113頁
口試委員 指導教授-劉明仁
委員-沈得縣
委員-林世泰
中文關鍵字 多孔隙混凝土  活性粉混凝土  活性粉多孔隙混凝土  蒸汽養護  高溫養護  抗壓應力 
英文關鍵字 porous concrete  reactive powder concrete  reactive porous concrete  steam curing  high temperature curing  compressive strength 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 活性粉多孔隙混凝土(RPPC)結合了孔隙性材料與高強度混凝土材料,使其在孔隙性材料績效方面上,具有良好的排水性、吸音性與增加抗滑性。使用蒸汽養護之原因係活性粉多孔隙混凝土添加較多卜作嵐材料,需高溫養治始發揮出提高早強與高耐久性之績效,於是採用高溫蒸汽養護與熱養護相互比較,熱水養護礙於現地應用與施工時間,遂本研究深入探討蒸汽養護應用理論之可行性。

本研究為了能在現地鋪築多孔隙混凝土,又為了改善強度上之不足,遂使用活性粉,
混合成為活性粉多孔隙混凝土。在活性粉多孔隙混凝土上需高溫處理始能發揮其強度,於是展開了本研究熱水養護與蒸汽養護對於多孔隙活性粉之研究,研究中添加了矽灰(silica fume)、石英粉(crushed quartz)、強塑劑(superplasticizer)、矽砂(silica sand)和鋼纖維(steel fiber)組成之活性粉砂漿,再搭配三種不同溫度下之試驗,以期達到溫度、養護方式、現地施工所需要的結果與品質。
1. 由於高溫熱水養護於現地礙難實行,本研究顯示75℃高溫蒸汽養護方法獲得之強度較75℃高溫熱水養護,25℃、50℃卜作嵐效應尚未完全發揮,若現地蒸汽養護工法,發展完成,應可促進活性粉多孔隙混凝土之可行性。
2. 活性粉多孔隙混凝土之孔隙率由配比、粒料結構控制,礙於抗壓強度受孔隙率之干擾,難以比較其差異性,研究中使用線性迴歸方式,取得方程式斜率,求得修正抗壓強度,將對多孔隙混凝土分析有所幫助。
3. 活性粉多孔隙混凝土抗壓試驗的結果顯示,透過加入活性粉砂漿與使用高溫75℃蒸汽養護的方法,可以使活性粉多孔隙混凝土28天齡期抗壓強度,達到320 kg/cm2以上,抗彎強度達到45 kg/cm2以上。
4. 磨耗試驗證實採用活性粉砂漿能提供良好抗磨耗能力。透水試驗結果顯示活性粉多孔隙混凝土具有良好透水能力,滲透係數皆符合日本規範要求(>0.01cm/sec)。活性粉多孔隙混凝土由於有明顯之路面紋理深度,而有助於提供路面良好之抗滑能力。


關鍵字:多孔隙混凝土、活性粉混凝土、活性粉多孔隙混凝土、蒸汽養護、高溫養護、抗壓應力。
英文摘要 Reactive powder porous concrete (RPPC) which combines the characteristics of porous concrete and ultra-high strength concrete possess excellent drainage, sound absorption and skid resistance. The addition of silica fume, crushed quartz, superplasticizer and steel fiber helps to improve compressive and flexural strength of RPPC. In this study both hot-water and steam curing, each with 25℃, 50℃ and 75℃ temperature settings, were utilized. RPPC specimens subjected to different curing regimes were evaluated and compared their performance via compressive strength, flexural strength, Cantabro and British Pendulum tests. Major findings based on the results of this study are summarized as follow:
1. Compressive strength test results showed that both 75℃ steam curing and 75℃ hot-water curing were among the most effective, whereas 50℃ and 25℃ steam curing were not very impressive as expected.
2. Test results showed that RPPC specimens with 75℃ steam and 75℃ hot-water curing have 28-day compressive strengths greater than 320 kg/cm2, and 28-day flexural strengths greater than the design strength, 45 kg/cm2.
3. Original compressive strength data analysis was annoyed by the variation of specimens’ air voids. Strength data then were adjusted to a common level according to the strength-air voids relationships. The data adjustment would help to reduce the influence of noise variable (air voids) in data analysis.
4. Cantabro, permeability and British Pendulum test results showed that RPPC specimens with steam curing had generally good abrasion resistance, drainage (>0.01cm/sec) and skid resistance.
論文目次 目錄
頁次
目錄 Ⅰ
圖目錄 V
表目錄 VI

第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究方法與步驟 2

第二章 文獻回顧 5
2-1 多孔隙混凝土的種類與特性 5
2-1-1 多孔隙瀝青混凝土 5
2-1-2 多孔隙水泥混凝土 6
2-1-3 兩種多孔隙混凝土之比較 7
2-1-4 活性粉多孔隙水泥混凝土 8
2-1-5 多孔隙混凝土之工程運用 10
2-2 混凝土之蒸汽養護 11
2-2-1 加速養護方法 11
2-2-2 蒸汽養護流程 12
2-2-3 蒸汽養護之要點 13
2-2-4 國外蒸汽養護之相關研究 14
2-2-5 國內蒸汽養護之相關研究 15
2-3 蒸汽養護現地操作 17
2-3-1 台灣高鐵之蒸汽養護設備 18
2-3-2 台灣高鐵之蒸汽養護程序 19
2-3-3 國外混凝土鋪面板塊之養護 19

第三章 試驗計畫 21
3-1 試驗材料 21
3-2 試驗規劃 25
3-3 活性粉多孔隙混凝土試驗組別配置 27
3-3-1活性粉多孔隙混凝土之配比分析 28
3-4 試體規劃與拌合方式 29
3-5 試體養護流程 32
3-6 試驗方法 35
3-6-1 粗粒料基本物性試驗 35
3-6-2 新拌活性粉多孔隙混凝土性質試驗 36
3-6-3 硬固活性粉多孔隙混凝土力學性質試驗 36
3-6-4 活性粉多孔隙混凝土績效試驗 37

第四章 試驗結果與分析 40
4-1 新拌活性粉多孔隙混凝土性質試驗結果分析 40
4-1-1 活性粉多孔隙混凝土坍度試驗結果 40
4-1-2 新拌活性粉多孔隙混凝土性質試驗結果分析 42
4-2 硬固活粉多孔隙混凝土力學性質試驗結果 42
4-2-1 活性粉多孔隙混凝土抗壓強度試驗結果 42
4-2-2 運用線型迴歸修正孔隙率與抗壓強度 44
4-2-3 活性粉多孔隙混凝土抗彎強度試驗結果 52
4-2-4 硬固活性粉多孔隙混凝土力學性質試驗結果綜合分析 52
4-3 硬固活性粉多孔隙混凝土績效試驗結果 53
4-3-1 Cantabro磨耗試驗結果 53
4-3-2 滲透係數試驗結果 57
4-3-3 英國式擺錘抗滑試驗結果 58
4-3-4 養護對硬固活性粉多孔隙混凝土績效試驗綜合分析 59

第五章 結論與建議 61
5-1 結論 61
5-2 建議 63

參考文獻 65

附錄 70
附錄一 粒料基本物理性質試驗結果 70
附表1 粗粒料比重與吸水率試驗結果 70
附表2 粒料單位重及空隙率試驗結果 71
附表3 矽砂比重及吸水率試驗結果 71


附錄二 新拌多孔隙混凝土性質試驗結果 72
附表4 新拌多孔隙混凝土坍度試驗結果 72
附表5 新拌多孔隙混凝土單位重試驗結果 72

附錄三 硬固多孔隙混凝土力學性質試驗結果 73
附表6 多孔隙混凝土抗壓強度試驗結果(9天齡期) 73
附表7 多孔隙混凝土抗壓強度試驗結果(30天齡期) 75
附表8 多孔隙混凝土抗壓強度試驗結果(10天齡期) 77
附表9 多孔隙混凝土抗壓強度試驗結果(31天齡期) 79
附表10 多孔隙混凝土抗彎強度試驗結果(9天齡期) 81
附表11 多孔隙混凝土抗彎強度試驗結果(10天齡期) 81
附表12 多孔隙混凝土抗彎強度試驗結果(30天齡期) 81
附表13 多孔隙混凝土抗彎強度試驗結果(31天齡期) 81

附錄四 硬固多孔隙混凝土績效性質試驗結果 82
附表14 Cantabro磨耗試驗結果(9天齡期) 82
附表15 Cantabro磨耗試驗結果(30天齡期) 82
附表16 Cantabro磨耗試驗結果(10天齡期) 86
附表17 Cantabro磨耗試驗結果(31天齡期) 88
附表18透水試驗結果 90
附表19英國式擺錘試驗 91

附錄五 變異數分析與多重比較結果 93
1. 硬固多孔隙混凝土力學性質試驗結果 93
附表20 多孔隙混凝土抗壓修正強度二因子變異數分析結果 93
附表21 多孔隙混凝土抗壓修正強度二因子變異數分析結果 94
附表22 多孔隙混凝土各齡期修正抗壓強度Duncan多重比較 95

附錄六 粗粒料基本物性試驗方法 97
1. 粗粒料比重及吸水率試驗 97
2. 粗粒料單位重與孔隙率試驗 98
附錄七 新拌多孔隙混凝土性質試驗方法 99
1.混凝土坍度試驗 99
2.混凝土單位重試驗 99
附錄八 硬固多孔隙混凝土力學性質試驗方法 100
1.混凝土抗壓強度試驗 100
2.混凝土抗彎強度試驗 100
附圖1 三分點荷重抗彎試驗機示意圖 101
附錄九 硬固多孔隙混凝土績效性質試驗方法 102
1.透水試驗 102
附表22 粗粒料比重與吸水率試驗結果 103
附圖2 定水頭滲透試驗裝置(側面圖) 103
附圖3 定水頭滲透試驗裝置(平面圖) 104
2.抗滑試驗 104
附錄十 硬固多孔隙混凝土績效性質試驗方法 106
附圖4 英國式擺錘試驗儀 106















圖目錄
頁次

圖1-1 研究流程 4
圖2-1 蒸汽養護鍋爐 18
圖2-2 蒸汽管架與蒸汽主副管 18
圖2-3 養護棚覆蓋情形 19
圖2-4 養護棚罩在預鑄板塊上 20
圖3-1 超細鋼纖維 24
圖3-2 蒸汽養護溫度與時間關係圖 34
圖3-3 抗壓強度對蒸汽預養治時間圖 34
圖3-4 蒸汽養護溫度控制設備與養護金屬蓋版 35
圖3-5 蒸汽養護溫度控制設備與蒸汽水槽 35
圖4-1 現地滾壓夯實 41
圖4-2 新拌活性粉多孔隙混凝土坍度試驗結果比較圖 41
圖4-3 PRRC(F)之迴歸線性 45
圖4-4 PRRC(C)之迴歸線性 45
圖4-5 RPPC(F)熱養護下不同試驗溫度抗壓強度比較 46
圖4-6 RPPC(C)熱養護下不同試驗溫度抗壓強度比較 47
圖4-7 RPPC(F)蒸汽養護下不同試驗溫度抗壓強度比較 48
圖4-8 RPPC(C)蒸汽養護下不同試驗溫度抗壓強度比較 49
圖4-9 RPPC(F)_steam_75℃試體照片 51
圖4-10 RPPC(C)_steam_75℃試體照片 52
圖4-11 RPPC(C)75℃蒸汽養護之抗彎試體試體 53
圖4-11 RPPC(C)_steam_75℃試驗前試體 56
圖4-12 RPPC(C)_steam_75℃試驗後試體 57
圖4-13 抗滑試驗結果比較 59
圖4-14 英式擺錘抗滑試驗 59


表目錄
頁次
表2-1 世界各國多孔隙瀝青混凝土之設計標準值規範 6
表2-2 活性粉混凝土與其他混凝土性質之比較 9
表3-1 波特蘭水泥成分與性質 23
表3-2 強塑劑成分 24
表3-3 本研究採用纖維之規格 24
表3-4 矽砂(3#)化學成分表 25
表3-5 矽砂之篩分析結果 25
表3-6 試驗組別配比總表 27
表3-7 本研究編號試驗組別 28
表3-8 活性粉多孔隙混凝土粗粒料級配試驗值 29
表3-9 RPPC熱養護試驗組別之圓柱試體數量計算 30
表3-10 RPPC蒸汽養護試驗組別之圓柱試體數量計算 30
表3-11 各試驗組別馬歇爾多孔隙混凝土試體數量計算 31
表3-12 各試驗組別馬歇爾蒸汽養護多孔隙混凝土試體數量計算 32
表3-13 粗粒料基本物理試驗 36
表3-14 新拌活性粉多孔隙混凝土性質試驗 36
表3-15 硬固活性粉多孔隙混凝土力學性質試驗 37
表4-1 新拌多孔隙混凝土坍度試驗結果 41
表4-2 RPPC(F)熱養護之25℃、50℃、75℃之抗壓強度 43
表4-3 RPPC(C)熱養護之25℃、50℃、75℃之抗壓強度 43
表4-4 RPPC(F)蒸汽養護之25℃、50℃、75℃之抗壓強度 44
表4-5 RPPC(C)蒸汽養護之25℃、50℃、75℃之抗壓強度 44
表4-6 RPPC(F)熱養護之25℃、50℃、75℃之磨耗百分率 46
表4-7 RPPC(C)熱養護之25℃、50℃、75℃之磨耗百分率 47
表4-8 RPPC(F)蒸汽養護之25℃、50℃、75℃之抗壓強度 48
表4-9 RPPC(C)蒸汽養護之25℃、50℃、75℃之抗壓強度 49
表4-10 28天齡期平均修正抗壓強度之Duncan多重比較 51
表4-11 RPPC蒸汽養護之75℃之平均抗彎強度 52
表4-12 RPPC(F)熱水養護25℃、50℃、75℃之磨耗百分率 55
表4-13 RPPC(C)熱水養護25℃、50℃、75℃之磨耗百分率 55
表4-14 RPPC(F)蒸汽養護之25℃、50℃、75℃之磨耗百分率 56
表4-15 RPPC(C)蒸汽養護之25℃、50℃、75℃之磨耗百分率 56
表4-16 滲透係數與孔隙率試驗結果 58
表4-17 抗滑試驗結果 59


參考文獻 參考文獻

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