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博碩士論文 etd-0218113-105306 詳細資訊
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論文名稱
Title
鋼-聚乙烯混合纖維爐石混凝土中抗剪及抗彎特性改善之研究
Study on modify shear and bending resistance of steel- polyethylene slag HyFRC
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
134
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
2013-01-28
繳交日期
Date of Submission
2013-02-18
關鍵字
Keywords
AE減水劑、鋼纖維、混合纖維、爐石、聚乙烯纖維
hybrid fiber, steel fiber, slag, Air entrained & Water-reducing, polyethylene fiber
統計
Statistics
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中文摘要
混凝土是目前世界上使用量最多的工程材料,由於混凝土為一脆性材料,具有高抗壓但卻缺乏抗拉及抗彎能力,因此吾人將纖維添加進混凝土中以改進其力學性質。而混合式纖維混凝土是相對更新的材料,正多方發展當中。本研究使用高性能聚乙烯纖維(DYNEEMA)混合弓形鋼纖維,並探討纖維添加量皆固定之下聚乙烯纖維長度對各種混凝土性質的影響。
本研究規劃將聚乙烯纖維分為2cm、4cm及6cm而鋼纖維則固定3cm,依照配比添加入水膠比0.35(有添加AE減水劑)及0.42之混凝土中,並保留一組純混凝土來對比混合式纖維帶來的效益。
試驗結果發現添加混合纖維可以對混凝土抗壓強度帶來最高10%左右的提升,而剪力強度則最多可以提升30%並多吸收1倍以上的能量,而構件往覆荷載試驗也顯示混合纖維可以增進混凝土力學性質。但若纖維過長狀況下,易導致結球效應過於嚴重,也亦有泌水及析離的現象,這些都反而使力學性質不慎理想。最後本研究結論為混合纖維中使用2cm長之聚乙烯纖維並添加AE減水劑最好。
Abstract
Concrete is the most used engineer material on the world. It is a brittle material, good in compression resistance but poor in tensile and bending resistance. Hence, we put fiber into concrete to modify its mechanical properties. A newer material is hybrid fiber reinforce concrete (HyFRC), it’s still under developing now.
This study use hyper performance polyethylene fiber (Dyneema) and hooked-end
steel fiber, to research the mechanical properties variety of concrete by different length of dyneema in the same hybrid fiber amount added.
This study plan use dyneema length 2cm, 4cm, 6cm and 3cm steel fiber, and two different concrete W/B= 0.35(Air entrained & Water-reducing added) and W/B=0.42.there are 6 sets of HyFRC and2 sets of OPC to compare the benefit by hybrid fiber.
After tests we can get the compression stress of HyFRC is 10% more than OPC, and shear stress is over 30% than OPC and also can absorb more over 100%
energy before failure. If fiber too long, it will agglomerate seriously and cause bleeding and segregation, it makes poor mechanical properties. At last, the conclusion of this study is the best polyethylene fiber length is 2cm and Air entrained & Water-reducing added.
目次 Table of Contents
論文審定書 i
致謝 ii
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 v
圖目錄 ix
表目錄 xi
照片目錄 xiii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2研究動機 1
1.3研究目的 3
1.4 相關文獻 4
1.5 本文架構 6
第二章 混凝土組成與纖維混凝土之介紹 8
2.1 傳統混凝土之組成 8
2.1.1 水泥的製造與成分 8
2.1.2 水泥中各物質的水化反應 8
2.1.3 水泥水化產物對混凝土的影響 11
2.1.4 混凝土之孔隙結構 12
2.1.5 粗粒料 14
2.1.6細粒料 14
2.2卜作嵐材料 15
2.2.1 高爐石 16
2.2.2 爐石之水化機制 16
2.2.3 卜作嵐材料改善FRC之機制 17
2.3 化學摻料 18
2.3.1 化學摻料之發展與應用 18
2.3.2化學摻料之種類與基本成分 20
2.3.3 化學摻料之分類與化學特性 20
2.3.4 AE減水劑在混凝土中之作用機制 21
2.4纖維混凝土之介紹 23
2.4.1纖維混凝土之特性 23
2.4.2纖維種類 24
2.4.3 纖維摻入量 25
2.4.4 纖維之各項參數 26
2.5 纖維混凝土之受力及破壞模式 28
第三章 研究方法與步驟 40
3.1 試驗規劃 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 細粒料之含水量、比重、面乾內飽和水量即表面水量之試驗 43
3.2.3 粒料標準篩分析 45
3.2.4 粒料單位重及孔隙率試驗 47
3.3試驗項目及方法 48
3.3.1配比及編號設計與試體製作 48
3.3.2 新拌性質試驗 50
3.3.2.1維卡針試驗(凝結時間試驗) 50
3.3.2.2混凝土坍度試驗 51
3.3.3 硬固性質試驗 52
3.3.3.1 混凝土圓柱試體抗壓強度試驗 52
3.3.3.2 混凝土板塊純剪試驗 53
3.3.3.3 構件往覆荷載試驗 55
3.4試驗設備介紹 57
第四章 實驗結果與分析討論 73
4.1 混合纖維混凝土新拌性質試驗 73
4.1.1 凝結時間試驗 73
4.1.2 坍度試驗結果 73
4.2 混合纖維混凝土硬固性質試驗 75
4.2.1 抗壓試驗結果 75
4.2.2 剪力強度試驗 78
4.3 構件反覆荷載試驗 80
第五章 結論與建議 95
5.1 結論 95
5.2 建議 96
參考文獻 97
附錄A 各組試體抗壓試驗應力應變圖 101
附錄B 各組試體抗剪試驗應力應變圖 106
附錄C 各試體往覆荷載試驗之外力-位移圖 111
參考文獻 References
1. A. Bentur Etal. , [Structure Properties of Calcium Silicate Pastes: II. Effect of Curing Temperature] Journal of The American Ceramic Society, Vol. 62, No. 7-8, pp. 362-366, 1983ACI 544 .3R, Guide for Specifying,Proportioning, Mixing, Placing,and Finishing Steel Fiber Reinforced Concrete
2. Bentur, R. A., and Jennings, H. M.,”Estimation of C-S-H Content in a Blended Cement Paste Using Water Adsorption”, Cement and Concrete Research, Vol.13, pp. 351-356 ,1985.
3. C. Yeol, L.Y. Robert, Experimental relationship between splitting tensile strength and compressive strength of GFRC and PFRC, Cem. Concr. Res., 35 1587-1591.,2005
4. D.C. Druck, Some implications of work hardening and ideal plasticity, Quarterly of applied mathematics, 7 411-418.,1950
5. Fu, X., and Chung, D. D. L., [Effects of Silica Fume, Latex, Methylcellulose, and Carbon Fibers on the Thermal Conductivity and Specific Heat of Cement Paste ], Cement and Concrete,1997
6. H. Mihashi, A stochastic theory for fracture of concrete, Fracture mechanics ofconcrete, Elsevier Science Publishers B.V. Amsterdam ,1983.
7. Jazairi B.E. and Illston J.M. , [The Hydration of Cement paste Using The Semi-Isothermal Method of Derivative Thermogravity], Cement and Concrete Research, Vol.10, 1980
8. Metha P.K. , [Pozzo;anic and Cementitiors Byproducts as Mineral Admixtures for Concrete – A Critical Review] ACI sp-79, pp. 1-46, 1983
9. Nobuhiro Hisabe,Mechanical behavior of fiber reinforced concrete element subjected to shearing stress
10. Poston, R. W., and Kesner, K., and McDonald, J. E., and Vaysburd, A. M.,and Emmons, P. H.,”Concrete Repair Material erformance-Laboratory Study”,ACI Materials Journal, Vol.98, No.2,pp.137-147,2001.
11. R.F. Zollo, Fiber-reinforced concrete: an overview after 30 years of development, Cem. Concr. Compos., 19, 107-122. ,1997
12. S. Mindess, The application of fracture mechanics to cement and concrete; a history review, Fracture mechanics of concrete, Elsevier Science Publishers B. V. Amsterdam ,1983
13. S.K.Kawatra, S.J.Ripke, [Developing and understanding the bentonite fiber bonding mechanism], Mineral Engineering, Vol14, 2001

14. 王寵瑋,[爐石水泥砂漿添加皂土於抗腐蝕性能之研究],國立中山大學,碩士論文,2011
15. 王金鐘,[高爐水泥對皂土漿強度性質之影響研究],正修學報第十三期,pp19-32,2000
16. 王瑞陽,[乾溼冷熱循環對飛灰及爐石混凝土抗硫酸鈉性質影響],國立高雄應用科技大學土木工程與防災科技研究所,碩士論文,2010
17. 孔繁盛,[偏高嶺土混凝土力學與物理性質之研究],國立台灣海洋大學河海工程學系,碩士論文,2004
18. 余孟勳,[竹炭材料應用於水泥砂漿之性質改善研究],國立中山大學海洋環境及工程學系,碩士論文,2007
19. 李定穎,[竹炭材料應用於自充填混凝土之特性改善研究],國立中山大學海洋環境及工程學系,2009
20. 吳柏林,[放射性廢料處置場中砂-皂土混和緩衝材料之壓實性質],國立中央大學土木工程研究所,博士論文,2005
21. 林其賢,[奈米改質黏土對水泥砂漿材質之影響],國立成功大學土木工程研究所,碩士論文,2004
22. 凃啟仁,[纖維材料對提昇混凝土工程性質與成本效益之研究],國立中興大學,博士論文,2008
23. 馬保國,譚洪波,董榮珍,李亮,張慢,[聚羧酸減水劑緩凝機理的研究],長江科學院院報第25卷第6期,pp93-95,2008
24. 翁翎傑,[摻入不同長度聚丙烯纖維混凝土之張力強度研究],國立台北科技大學,碩士論文,2007
25. 范揚凱,[鎂鋁氧化物於水泥砂漿中之氯離子吸附能力],國立成功大學土木工程研究所,碩士論文,2006
26. 陳彥碩, [聚乙烯纖維添加於混凝土之研究],國立中山大學,碩士論文,2012
27. 陳建良,[應用廢棄纖維、爐石和灰渣等再生材料於水泥砂漿之研究],國立中央大學環境工程研究所,碩士論文,2007
28. 陳國輝,[應用實驗設計探討混合纖維混凝土之工程性質],國立中興大學土木工程研究所,博士論文,2012
29. 張濤,潘家峰,萬岳,陳俊,[膨潤土改善塑性混凝土性能的作用機理],人民黃河第29卷第11期,pp78-81,2007
30. 黃兆龍,黎綱雄 [不同廠牌水泥添加水淬爐石對其力學性質及體積穩定性之影響研究],高爐石與飛灰資源在混凝土工程上應用研討會,財團法人台灣營建研究中心,1986
31. 黃國祥,[羧酸強塑劑於水泥砂漿中最佳劑量之研究],國立屏東科技大學土木工程系碩士班,碩士論文,2004
32. 蔡孟勳,[不同含水量皂土之壓實性質],國立中央大學土木工程研究所,碩士論文,2006
33. 樊益棠,[膨潤土對於建築砂漿性能的影響及機理探討],武漢理工大學學報第27卷第10期,pp116-118,2005
34. [纖維混凝土在工程上的應用與發展],台灣營建研究院,1998
35. [鋼筋混凝土構造物防蝕技術與應用研討會論文集],交通部運輸研究所,2002
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