高溫作用對水庫淤泥輕質骨材混凝土耐久性之影響The ... - 工學院網站

高 溫 作 用 對 水 庫 淤 泥 輕 質 骨 材 混 凝 土 耐 久 性 之 影 響 276消 音 、 防 水 、 抗 火 、 耐 久 、 體 積 穩 定 、 施 工 方 便 、 經 濟 等 諸 多 特 性 [2~7]。一 般 混 凝 土 受 高 溫 作 用 後 強 度 折 減 性 質 [8] 及 最 高 作 用 溫 度 延 時 對 混 凝 土 試 體 殘 餘 強 度 之 影 響 [9], 可 了解 混 凝 土 受 高 溫 後 殘 餘 抗 壓 強 度 影 響 之 主 要 因 素 來 自 於 最 高 作 用 溫 度 和 最 高 作 用 溫 度 延 燒 時 間 等 。 混 凝 土受 高 溫 作 用 下 強 度 變 化 之 影 響 主 要 由 水 泥 水 化 物 的 分 解 、 骨 材 的 劣 化 及 水 泥 漿 與 骨 材 間 熱 變 形 差 異 所 導 致的 應 力 集 中 破 壞 等 。 除 了 強 度 變 化 以 外 , 高 溫 作 用 下 也 會 造 成 混 凝 土 如 體 積 變 化 、 開 裂 、 剝 落 或 爆 裂 等 變化 現 象 。2. 試 驗 計 畫2.1 試 驗 變 數 及 材 料本 研 究 採 用 緻 密 配 比 法 , 以 三 種 水 膠 比 為 (0.28、0.32、0.40), 三 種 骨 材 比 重 (0.8、1.6、 常 重 ) 以 及固 定 拌 和 水 量 (170kg/m3), 設 計 9 組 配 比 製 作 圓 柱 試 體 共 385 顆 。 另 外 針 對 火 害 之 部 份 , 固 定 在 28 天 齡期 之 後 以 三 種 溫 度 (250℃、500℃、750℃), 兩 種 延 時 時 間 (60、120 分 鐘 ) 進 行 高 溫 延 燒 , 輕 質 骨 材 物性 及 配 比 如 表 1、2 所 示 。2.2 試 驗 項 目本 研 究 針 對 各 配 比 之 新 拌 性 質 之 量 測 , 高 溫 作 用 前 、 後 , 進 行 混 凝 土 一 般 性 質 檢 測 , 包 括 抗 壓 強 度 量測 、 電 阻 分 析 、 抵 抗 硫 酸 鹽 侵 蝕 試 驗 CNS1167 及 超 音 波 波 速 檢 測 及 分 析 。3.1 新 拌 性 質3. 結 果 與 分 析圖 1 所 示 , 顆 粒 密 度 800 kg/m 3 坍 度 在 265~280mm, 坍 流 度 為 570~630mm; 顆 粒 密 度 1600 kg/m 3 之 坍度 在 275~285mm、 坍 流 度 在 610~670mm。 顯 示 輕 質 混 凝 土 新 拌 性 質 均 能 符 合 坍 度 250±20mm 和 坍 流 度600±50mm 以 上 之 要 求 。 常 重 骨 材 在 低 水 膠 比 下 則 因 膠 結 料 過 多 , 流 度 值 低 於 600mm。3.2 抗 壓 強 度圖 2 為 LWC 之 抗 壓 強 度 在 245~684 kg/cm 2 之 間 , 低 於 控 制 組 41~92%, 輕 質 骨 材 隨 著 顆 粒 密 度 增 加 ,強 度 越 高 。 隨 著 水 膠 比 提 高 , 強 度 越 低 , 降 低 13~25% 之 間 。 輕 質 骨 材 顆 粒 抗 壓 強 度 遠 低 於 一 般 常 重 骨 材 ,水 泥 漿 體 強 度 較 比 重 低 之 輕 質 骨 材 高 , 故 水 泥 漿 體 的 鍵 結 力 亦 影 響 強 度 發 展 。 圖 3 所 示 , 顆 粒 密 度 1600 kg/m 3在 任 何 高 溫 延 時 的 情 況 下 , 其 抗 壓 強 度 殘 留 率 皆 比 控 制 組 優 異 ,750℃ 時 高 出 31~54 kg/cm 2 , 殘 留 率 亦 高 出10~16%。 顯 示 輕 質 骨 材 混 凝 土 殘 餘 抗 壓 強 度 皆 能 沈 進 發 所 述 一 般 混 凝 土 [10] 約 55~227 kg/cm 2 , 強 度 殘 留率 亦 高 達 4~40%, 顯 示 緻 密 配 比 之 輕 質 骨 材 混 凝 土 , 經 過 高 溫 作 用 後 , 皆 能 保 持 甚 高 的 殘 餘 抗 壓 強 度 。3.3 超 音 波 波 速圖 4 所 示 , 超 音 波 速 介 於 1552~3842 m/s 之 間 , 而 輕 質 骨 材 顆 粒 孔 隙 及 界 面 較 多 , 脈 波 傳 遞 時 易 受 干 擾 ,故 波 速 較 常 重 者 為 低 。 水 膠 比 提 高 造 成 水 泥 漿 量 及 水 化 產 物 的 減 少 , 骨 材 與 漿 體 間 之 界 面 較 弱 , 缺 陷 較 多 ,以 致 於 超 音 波 波 速 較 低 。 超 音 波 發 展 趨 勢 與 抗 壓 強 度 相 近 , 水 膠 比 越 低 , 超 音 波 波 速 越 高 。 隨 著 水 膠 比 提高 、 溫 度 升 高 、 顆 粒 密 度 降 低 , 超 音 波 速 皆 降 低 。3.4 表 面 電 阻圖 5 所 示 , 一 般 LWC 之 表 面 電 阻 值 介 於 11.8~21 KΩ-cm。 混 凝 土 耐 久 性 與 混 凝 土 本 身 電 化 學 性 質 有 關 ,電 阻 值 越 高 代 表 有 害 物 質 難 以 滲 入 混 凝 土 中 , 減 少 混 凝 土 劣 化 而 影 響 耐 久 性 的 發 展 。 輕 質 骨 材 顆 粒 密 度 800