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系統識別號 U0002-1606200522012800
中文論文名稱 混凝土配比設計中之骨材最大粒徑、坍度、用水量及強度間關係之檢討
英文論文名稱 The study on the concrete mixture proportioning design in aggregate maximum size, slump, water content and strength
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 建築學系碩士班
系所名稱(英) Department of Architecture
學年度 93
學期 2
出版年 94
研究生中文姓名 陳瑞彬
研究生英文姓名 Ruei-Bin Chen
電子信箱 bin0804@anet.net.tw
學號 692300386
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2005-06-11
論文頁數 101頁
口試委員 指導教授-何德仁
委員-丁育群
委員-何明錦
中文關鍵字 混凝土配比設計  骨材最大粒徑  拌合水量  坍度  混凝土抗壓強度  迴歸分析 
英文關鍵字 Concrete mixture proportioning design  Aggregate maximum size  Slump  Water content  Concrete strength  Linear 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 本研究主要是針對一般常用之混凝土配比設計時,於計算出整個配合比後,所拌合之混凝土常出現坍度不足、工作度不佳之現象,是以現場施工時經常會加水以利於灌注。因此藉由試拌驗證過程中所得試驗數據與經驗值數據,去檢討兩者間的差異及建立迴歸關係。再分別以「骨材最大粒徑」、「坍度」、「水灰比」,作為本研究之試驗變因,分析探討各變因以及因減少或增加用水量,而得到的「實際水灰比」對混凝土抗壓強度的影響因子比較分析,並提供多組試驗因子綜合比較及迴歸關係,提供使用者相關建議之參考。

以下為各章節內容之簡要介紹:
第一章 本章說明本研究之研究動機、研究目的、研究方法、及研究
流程。
第二章 文獻依「影響混凝土強度之因素」、「混凝土配合理論」、
及「混凝土之品質管制」、三方面整理,並提出與本研究相
關之文獻。
第三章 本章係針對其試驗計劃提出三個試驗變因的設定、試驗流
程、試驗用材料之基本性質以及試驗方法與設備。
第四章 本章節將之前所做的試驗所得到的結果及數據,使用軟體工
具整理圖表數據,然後再進一步的去討論其各因子間的數據
關係。除了上述的整理分析之外,本章節還使用線性迴歸分
析來建立迴歸線性模型並進行數據之分析比較。
第五章 本研究所得歸納出之結論與建議:
(一)實際的拌合水量與經驗值水量,二者之間的數據大多都
不相符合。
(二)水灰比愈小、坍度愈大以及骨材最大粒徑愈小者,則抗
壓強度值相對的愈高。
(三)以實際水灰比對於混凝土抗壓強度之影響最為明顯。
(四)假若能使變因之差異再細分的話,是否會在某一組內有
其變化之趨勢,也未可知,尤其是在迴歸分析中相關係
數R2值趨近於0的試驗組數。則可近一步的探討。


英文摘要 The study main for concrete mixture proportioning, when to calculate after whole mixture proportioning, the concrete to appear not enough of the slump and work, so when construction often add water to use as convenient concrete to pour into The experiment with variables is “aggregate maximum size”, “slump”, “water to cement ratio” are to analyze every variable and real water to cement ratio, for concrete strength by effect degree, and to provide many variables synthetic contrast. Final to provide correlation a proposal and reference.

Outline of each chapter:
Chapter.1 Describing the motive, purpose, configuring flow and method of this research.
Chapter.2 From the relevant document gathered, to distinguish three part of the “concrete strength influence factor”, “concrete mixture theory” and “concrete quality control” to inducing and organizing.
Chapter.3 For experiment program, to address three experiment with variables supposition, experiment with the flow path, experiment with materials basic nature, experiment with method and facilities.
Chapter.4 To use the experiment data, to make use of the software to put things in order, and further discussion relation of the variables data, of besides to put things in order and analyzes, this chapter still to establish linear model and analyzes to compare.
Chapter.5 Conclusions and suggestions induced from this research: 1) The whole between a reality water content and original data are difference. 2) When water to cement ratio, aggregate maximum size more and more little, and slump more and more larger, the concrete strength can be more and more larger. 3) Concrete strength to produce some effect of the reality water to cement ratio, aggregate maximum size and slump, to use as reality water to cement ratio effect concrete strength the most apparent. 4.) If can to use the variables difference more to mince, can’t to know in some one group have a change trend, especially when relevance factor R2 value to be close to zero of the linear, can to go a step further discussion.
論文目次 第一章 緒論 01

1-1 研究動機 01
1-2 研究目的 03
1-3 研究方法 03
1-4 研究流程 05

第二章 文獻回顧 06

2-1 影響混凝土強度之因素 06
2-1-1 水泥 06
2-1-2 骨材 09
2-1-3 拌和水 15
2-1-4 水灰比 16
2-2 混凝土配合理論 17
2-3 混凝土之品質管制 20

第三章 試驗設計 22

3-1 試驗計畫 22
3-2 材料之基本性質 24
3-3 試驗方法及設備 29
3-3-1 骨材之處理與基本性質之測定 29
3-3-2 混凝土拌合與試驗 34

第四章 試驗結果與分析 39

4-1水灰比、最大粒徑與用水量差異值之相關分析 39
4-1-1 固定水灰比下坍度在不同粒徑時之用水量差異分析 40
4-1-2 固定最大粒徑下坍度在不同水灰比時之用水量差異分析 54
4-1-3 小結 58
4-2水灰比、最大粒徑與抗壓強度之相關分析 59
4-2-1 固定水灰比下坍度在不同粒徑時之抗壓強度分析 60
4-2-2 固定最大粒徑下坍度在不同水灰比時之抗壓強度分析 71
4-2-3 小結 75
4-3 實際水灰比、骨材最大粒徑、坍度與混凝土抗壓強度之
相關分析 77
4-3-1 骨材最大粒徑、坍度與抗壓強度之相關分析 77
4-3-2 實際水灰比與混凝土抗壓強度之相關分析 79
4-3-3 綜合分析 81

第五章 結論與建議 85

5-1 結論 85
5-1 建議 86

參考文獻 87
附錄一 89
附錄二 93

圖目錄

圖1-1 水泥混凝土的基本組成及定義 01
圖1-2 ACI211.1配比法流程圖 02
圖2-1 水泥生產流程圖 07
圖2-2 骨材最大粒徑與單位水量之關係 11
圖2-3 骨材最大粒徑對混凝土強度的影響 12
圖2-4 骨材的含水狀態 13
圖2-5 台灣地區各主要河川粗骨材吸水率分佈圖 14
圖2-6 台灣地區各主要河川粗骨材比重分佈圖 15
圖2-7 水灰比與抗壓強度之關係 17
圖2-8 混凝土考慮因素之特性 17
圖2-9 混凝土品質控制要因圖 20
圖3-1 粗骨材最大粒徑尺寸大小 22
圖3-2 混凝土坍度值變數 23
圖3-3 試驗流程圖 23
圖3-4 粗骨材表面之污泥沖洗乾淨 29
圖3-5 將粗骨材放置於烘乾箱內 30
圖3-6 粗骨材含水量試驗 30
圖3-7 粗骨材比重試驗 31
圖3-8 細骨材含水量試驗 31
圖3-9 細骨材面乾飽和水量試驗 32
圖3-10 細骨材比重試驗 32
圖3-11 粗骨材之單位重及空隙率試驗 33
圖3-12 粗細骨材篩分析機 33
圖3-13 以『人工拌合方式』拌合混凝土 34
圖3-14 混凝土坍度試驗 36
圖3-15 混凝土試體灌製 36
圖3-16 混凝土試體放入養護水桶內 37
圖3-17 以石膏將不平處蓋平 37
圖3-18 進行混凝土抗壓試驗 38
圖3-19 抗壓試驗機校正證明 38
圖4-1 W/C=0.35時不同的最大粒徑在各坍度的用水量關係 40
圖4-2 W/C=0.35時不同的坍度在各最大粒徑的用水量差異關係 41
圖4-3 W/C=0.4時不同的最大粒徑在各坍度的用水量關係 42
圖4-4 W/C=0.4時不同的坍度在各最大粒徑的用水量差異關係 42
圖4-5 W/C=0.45時不同的最大粒徑在各坍度的用水量關係 44
圖4-6 W/C=0.45時不同的坍度在各最大粒徑的用水量差異關係 44
圖4-7 W/C=0.5時不同的最大粒徑在各坍度的用水量關係 45
圖4-8 W/C=0.5時不同的坍度在各最大粒徑的用水量差異關係 46
圖4-9 W/C=0.55時不同的最大粒徑在各坍度的用水量關係 47
圖4-10 W/C=0.55時不同的坍度在各最大粒徑的用水量差異關係 47
圖4-11 W/C=0.6時不同的最大粒徑在各坍度的用水量關係 49
圖4-12 W/C=0.6時不同的坍度在各最大粒徑的用水量差異關係 49
圖4-13 W/C=0.65時不同的最大粒徑在各坍度的用水量關係 50
圖4-14 W/C=0.65時不同的坍度在各最大粒徑的用水量差異關係 51
圖4-15 W/C=0.7時不同的最大粒徑在各坍度的用水量關係 52
圖4-16 W/C=0.7時不同的坍度在各最大粒徑的用水量差異關係 53
圖4-17 最大粒徑20mm時不同的坍度在各水灰比的用水量差異關係54
圖4-18 最大粒徑15mm時不同的坍度在各水灰比的用水量差異關係56
圖4-19 最大粒徑10mm時不同的坍度在各水灰比的用水量差異關係57
圖4-20 W/C=0.35時不同的最大粒徑在各坍度的強度關係 60
圖4-21 W/C=0.4時不同的最大粒徑在各坍度的強度關係 61
圖4-22 W/C=0.45時不同的最大粒徑在各坍度的強度關係 63
圖4-23 W/C=0.5時不同的最大粒徑在各坍度的強度關係 64
圖4-24 W/C=0.55時不同的最大粒徑在各坍度的強度關係 66
圖4-25 W/C=0.6時不同的最大粒徑在各坍度的強度關係 67
圖4-26 W/C=0.65時不同的最大粒徑在各坍度的強度關係 68
圖4-27 W/C=0.7時不同的最大粒徑在各坍度的強度關係 70
圖4-28 最大粒徑20mm時不同的坍度在各水灰比的抗壓強度關係 71
圖4-29 最大粒徑15mm時不同的坍度在各水灰比的抗壓強度關係 73
圖4-30 最大粒徑10mm時不同的坍度在各水灰比的抗壓強度關係 74
圖4-31 骨材最大粒徑與混凝土抗壓強度之關係 77
圖4-32 坍度與混凝土抗壓強度之關係 78
圖4-33 水泥用量與實際水灰比之關係 79
圖4-34 水泥用量與混凝土抗壓強度之關係 79
圖4-35實際水灰比與混凝土抗壓強度之關係 80

表目錄

表1-1 依坍度與骨材最大粒徑之用水量 02
表1-2 研究架構流程 05
表2-1 波特蘭水泥原料來源 06
表2-2 普通波特蘭水泥成分 07
表2-3 各類型波特蘭水泥之使用範圍及用途 08
表2-4 各型水泥之化合物特性比較 08
表2-5 各型水泥之化合物之含量 09
表2-6 骨材顆粒形狀分類 10
表2-7 粗粒料之最大粒徑標準 12
表2-8 碎石之粒徑範圍及參考用途 12
表2-9 含水量計算方式 13
表2-10 混凝土用碎石與粒料規範 14
表2-11 各構造物種類之坍度範圍 16
表2-12 混凝土配比設計理論與方法比較 18
表3-1 台泥波特蘭第一型水泥之成分與性質 24
表3-2 細骨材之含水量-比重-面乾飽和水量及表面水量 25
表3-3 細骨材細度模數試驗 25
表3-4 粗骨材之含水量-比重-面乾飽和水量及表面水量試驗 26
表3-5 粗骨材之單位重及空隙率試驗 27
表3-6 粗骨材篩分析試驗 27
表3-7 粗骨材最大粒徑級配表 29
表3-8 混凝土配比設計計算表 35
表4-1 各組別的實際用水量與經驗值水量增減水量對照表 59
表4-2 各組別的混凝土抗壓強度對照表 76
表4-3三變數與混凝土抗壓強度之相關係數 83
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