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博碩士論文 etd-0208111-133033 詳細資訊
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論文名稱
Title
爐石水泥砂漿添加皂土於抗腐蝕性能之研究
Slag cement mortar add bentonite in the study of anti-corrosion
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
148
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2011-01-19
繳交日期
Date of Submission
2011-02-08
關鍵字
Keywords
抗硫酸鹽腐蝕、防滲性能、皂土砂漿、AE減水劑
sulfate resistance, anti-seepage, bentonite mortar, AE water-reducing
統計
Statistics
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中文摘要
本研究運用了皂土吸水膨脹的特性,針對皂土砂漿的防滲性能與抗硫酸鹽性能進行探討,並且以添加高性能AE減水劑的方式改善其工作度,比較當以不同皂土取代率之皂土砂漿分別添加不同比例之高性能AE減水劑,並且在滿足標準水泥砂漿流度試驗之條件下,規劃以不同水膠比(0.445、0.485、0.550)進行包含新拌性質與硬固性質之相關試驗,討論高性能AE減水劑對皂土砂漿的工程性質之影響,以及當其處在飽和硫酸鈉溶液之條件下之性能,做為應用於海事工程中之參考。
根據研究結果可以發現,由於皂土本身吸水性極強的特性,因此添加皂土會使得流度值大幅下降,進而影響到砂漿工作度,對於結構物會產生不良的影響,
追究其原因可以發現,皂土的陽離子交換特性會使其與水之間有極高的體積交換率,也就是吸水性極強,另外皂土又具有黏性強的特性,所以在進行拌合時,容易攪拌不均造成皂土團塊化的現象,對此本研究提出以AE減水劑進行改善的方式,藉由添加AE減水劑使得漿體中之膠結材能夠均勻分散,使得皂土顆粒之性能能夠完全發揮。
在添加AE減水劑後,漿體的各項指標性能都獲得提升,如吸水率、抗壓強度等,然而在製備皂土水泥砂漿時,仍需特別注意皂土添加量與AE減水劑之間的關係,過多的皂土會反而會造成結構的強度與耐久性下降,而過多的AE減水劑則可能造成骨材的析離或是由輸氣形成孔隙過多,本研究最後可以得到添加以0.25%的皂土取代比例對於改善水泥砂漿之性能有最佳正面效果。
Abstract
In this study, we use the swelling characteristics of bentonite to discussion about the performance of bentonite mortar anti-seepage and the performance of resistance to sulfate. And add the AE water-reducing to improve its workability.
To compare with different rate of bentonite added at different ratio of AE water-reducing in the condition of Standard Test for Flow Table. We planning in different water-cement ratio (0.445,0.485,0.550) to test for its fresh properties and hardened properties, and discussion the effect by AE water-reducing on the marine engineering.
According to this study, adding bentonite will make the flow value dropped, and affecting the workability. Because of the positive ion exchange properties between bentonite and water will make it a high volume exchange rate, it means that absorption is high, so when the mixing time, the bentonite will form clumps, in this study, we add the AE water-reducing to improve.
After we add AE water-reducing, the absorption, compressive strength are increase, but we still had to pay attention to the ratio between bentonite and AE water-reducing, the strength of structure perhaps decrease if added too much bentonite.
This study can get the best positive effect when added ratio of 0.25% of bentonite to replaced cement.
目次 Table of Contents
論文審定書 ................................................................................................................... i
誌謝 .............................................................................................................................ii
摘要 ............................................................................................................................iii
ABSTRACT ...............................................................................................................iv
目錄 ............................................................................................................................. v
表目錄 ......................................................................................................................viii
圖目錄 ........................................................................................................................ix
照片目錄 ..................................................................................................................... xi
第一章緒論 ................................................................................................................ 1
1.1 前言 ................................................................................................................... 1
1.2 研究動機與目的 ................................................................................................ 1
1.3 相關文獻 ........................................................................................................... 2
1.4 論文架構與研究流程 ........................................................................................ 3
第二章水泥砂漿之組成與各材料作用機制說明 ..................................................... 6
2.1 一般水泥砂漿組成 ............................................................................................ 6
2.1.1 水泥的製造與組成成分 ............................................................................. 6
2.1.2 水泥中各物質的水化反應 .......................................................................... 6
2.1.3 水泥水化產物對水泥砂漿的影響 .............................................................. 9
2.1.4 水泥砂漿之孔隙結構 ............................................................................... 10
2.1.5 水泥砂漿微觀結構理論模式 .................................................................... 13
2.2 皂土 ................................................................................................................. 13
2.2.1 皂土的成分與吸水機制 ........................................................................... 13
2.2.2 皂土在水泥砂漿中之作用機制 ................................................................ 14
2.2.3 皂土抵抗硫酸鹽侵蝕的機制 .................................................................... 15
2.3 化學摻料 ......................................................................................................... 15
vi
2.3.1 化學摻料之發展與應用 ........................................................................... 16
2.3.2 化學摻料之種類與基本成分 .................................................................... 17
2.3.3 化學摻料之分類與化學特性 .................................................................... 19
2.3.4 AE減水劑在水泥砂漿中之作用機制 ........................................................ 20
2.3.5 AE減水劑與皂土顆粒之相互關係 ............................................................ 21
2.4 卜作嵐材料 ..................................................................................................... 21
2.4.1 爐石 ........................................................................................................... 22
2.4.2 爐石之水化機制 ....................................................................................... 23
2.4.3 爐石在皂土水泥砂漿中抵抗硫酸鈉侵蝕之作用機制 ............................. 23
2.4.4 高爐水泥 ................................................................................................... 24
2.5 鋼筋混凝土結構物腐蝕原因探討 .................................................................. 24
2.5.1 鋼筋混凝土之耐久性 ................................................................................ 24
2.5.2 混凝土中鋼筋腐蝕原因 ............................................................................ 26
2.5.3 影響氯離子擴散行為之因素 ..................................................................... 29
2.5.4 氯離子含量限制 ........................................................................................ 31
2.5.5 硫酸鹽侵蝕混凝土之機制 ........................................................................ 32
第三章研究方法與步驟 .......................................................................................... 40
3.1 試驗規劃 .......................................................................................................... 40
3.1.1 試體編號規劃 ........................................................................................... 40
3.2 材料基本性質試驗 ........................................................................................... 41
3.2.1 試驗材料說明 ........................................................................................... 41
3.2.2 細骨材之含水量、比重、面乾內飽和水量即表面水量之試驗 ............. 42
3.2.3 骨材標準篩分析 ....................................................................................... 44
3.2.5 骨材單位重及孔隙率試驗 ........................................................................ 46
3.3 試驗項目及方法 .............................................................................................. 47
3.3.1 試體製作 .................................................................................................... 47
vii
3.3.2 凝結時間試驗 ............................................................................................ 48
3.3.3 標準流度試驗 ............................................................................................ 49
3.3.4 抗壓試驗 .................................................................................................... 50
3.3.5 吸水率試驗 ................................................................................................ 51
3.3.6 抗硫酸鈉侵蝕試驗 .................................................................................... 52
3.3.7 氯離子快速滲透試驗(RCPT) .................................................................... 53
3.3.8 掃描式電子顯微鏡觀測試驗(SEM) .......................................................... 55
3.4 試驗設備介紹 .................................................................................................. 57
第四章實驗結果與分析討論 .................................................................................. 68
4.1 水泥砂漿新拌性質試驗 ................................................................................... 68
4.1.1 凝結時間試驗結果 .................................................................................... 68
4.1.2 標準流度試驗結果 .................................................................................... 69
4.2 水泥砂漿硬固性質試驗 ................................................................................... 70
4.2.1 吸水率試驗結果 ....................................................................................... 70
4.2.2 抗壓強度試驗結果 ................................................................................... 71
4.2.3 抗硫酸鈉侵蝕試驗結果 ............................................................................ 73
4.3 添加AE減水劑(Air Entrain- Water reducing)之比較結果 ........................... 75
4.3.1 標準流度試驗—添加AE減水劑結果 ........................................................ 75
4.3.2 吸水率試驗—添加AE減水劑比較結果 .................................................... 75
4.3.3 抗壓強度試驗—添加AE減水劑比較結果 ................................................ 76
4.3.4 抗硫酸鈉侵蝕試驗—添加AE減水劑比較結果 ........................................ 77
4.3.5 氯離子快速滲透試驗 ................................................................................ 80
4.3.6 SEM電子顯微鏡微觀觀測結果 ................................................................ 81
第五章、結論與建議 .............................................................................................. 132
附錄參考文獻 ........................................................................................................ 134
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