本研究將充分運用竹炭吸附性極佳之特性，探討竹炭應用於海洋工程之可行性研究。將竹炭依不同取代量（分別取代細骨材0%、3%、5%、7%）添加至水泥砂漿中，再以規劃三種不同水泥砂漿配比（w/c=0.40、0.48、0.55）並進行各項相關試驗，包括強度及滲透性之相關試驗，以探討竹炭添加至水泥砂漿之工程性質影響。
為評估竹炭應用於水泥砂漿之適用性，將試驗此材料取代部分細骨材之抗壓強度及透水係數等相關性質，並針對竹炭具有吸附氯離子及硫化物之有害化學物質的特性，進行氯離子滲透及硫化物侵蝕等相關試驗，由試驗結果加以分析探討，以獲得一組最佳的竹炭取代量之水泥砂漿配比。再以掃瞄式電子顯微鏡觀測（SEM）水泥砂漿內部之為結構變化，以輔助驗證竹炭添加至水泥砂漿對海洋工程之可行性。

This research fully use the absorbability extremely good characteristic of bamboo charcoal, probe into the feasibility research that the bamboo charcoal will be applied to the ocean engineering. The bamboo charcoal with replace different thin aggregates weight（replace 0%、3%、5% and 7% of thin aggregates weight）add it into the cement mortar, and then to plan three kinds of cement mortar ratio（w/c=0.40、0.48 and 0.55）,and test of every relevant tests. Include strength and permeability relevant tests, probe into bamboo charcoal is it influence engineering character of the cement mortar to add.
In order to assess the suitability that the bamboo charcoal applies to the cement mortar, test this material replace part thin aggregates compression strength and permeability coefficient of the influence, and the bamboo charcoal to have absorbability the chlorine ion and sulfide harmful chemical of the characteristic to the bamboo charcoal. Test to resist chloride ion and sulfide tests, to discussion by the result of the test. In order to get a group of best cement mortar ratio of replace the bamboo charcoal, and change tiny structure of the cement mortar with Scanning Electron Microscope（SEM）. By prove feasibility to the ocean engineering the bamboo charcoal adds into the cement mortar.

第一章 緒論 ................................................ 01
1.1前言 ................................................... 01
1.2 研究動機 .............................................. 01
1.3 研究目標 .............................................. 02
1.4 研究方法 .............................................. 03
1.6 本文組織與架構 ........................................ 05
第二章 基礎理論 ............................................ 06
2.1 水泥 .................................................. 06
2.1-1 水泥的製造和組成 ................................. 06
2.1-2 水泥礦物之水化作用 ............................... 10
2.1-3 水泥水化物對混凝土的影響 ......................... 15
2.1-4 水泥漿體之孔隙結構 ............................... 19
2.1-5 水泥之結構理論模式 ............................... 21
2.2 竹炭 .................................................. 23
2.2-1 竹材之炭化 ....................................... 23
2.2-2 竹炭之基本物理性質 ............................... 24
2.2-3 竹炭之特性 ....................................... 26
2.2-4 竹炭之用途 ....................................... 29
2.2-5 竹炭VS備長炭 .................................... 32
2.2-6 竹炭在水泥砂漿之行為 ............................. 34
2.3 影響混凝土耐久性之因素 ................................ 36
2.3-1 氯離子在混凝土中之行為 ........................... 37
2.3-2 影響氯離子擴散之因素 ............................. 38
2.3-3 氯離子之含量限制 ................................. 40
2.4 竹炭水泥砂漿應用於海洋工程之概念 ...................... 41
第三章 研究方法及步驟 ...................................... 42
3.1 試驗規劃 .............................................. 42
3.2 試驗材料基本性質分析 .................................. 43
3.2-1 試驗材料分析 ..................................... 43
3.2-2 水泥比重試驗 ..................................... 48
3.2-3 細骨材之含水量、面乾內飽和水量及表面水量試驗 ..... 50
3.2-4 骨材標準篩分析試驗 ............................... 52
3.2-5 骨材單位重及孔隙率試驗 ........................... 54
3.3 試驗設備介紹 .......................................... 55
3.4 試驗流程 .............................................. 60
3.4-1 試驗配比 ......................................... 61
3.4-2 試驗製作 ......................................... 62
3.5 試驗項目及方法 ........................................ 64
3.5-1 水泥砂漿之凝結時間試驗 ........................... 64
3.5-2 水泥砂漿之流度試驗 ............................... 65
3.5-3 抗壓試驗 ......................................... 67
3.5-4 吸水率試驗 ....................................... 69
3.5-5 吸水速率試驗 ..................................... 70
3.5-6 抗硫酸鹽侵蝕試驗 ................................. 72
3.5-7 透水試驗 ......................................... 74
3.5-8 氯離子快速滲透試驗（RCPT）........................ 76
3.5-9 掃瞄式電子顯微鏡觀測（SEM）....................... 79
第四章 試驗結果與分析 ...................................... 81
4.1 水泥砂漿（將體）試驗結果 .............................. 81
4.1-1 流度試驗結果 ..................................... 81
4.1-2 凝結時間試驗結果 ................................. 85
4.2 水泥砂漿（試體）試驗結果 .............................. 90
4.2-1 吸水率試驗結果 ................................... 90
4.2-2 吸水速率試驗結果 ................................. 94
4.2-3 抗壓試驗結果 ..................................... 99
4.2-4 抗硫酸鹽侵蝕試驗結果 ............................ 108
4.2-5 透水試驗結果 .................................... 115
4.2-6 氯離子快速滲透試驗結果 .......................... 118
4.2-7 硬固性質試驗結果評比 ............................ 128
4.3 掃瞄式電子顯微鏡（SEM）觀測結果 ........................ 130
4.3-1 竹炭自體表面微觀觀測結果 ........................ 130
4.3-2 竹炭與水泥砂漿之介面微觀觀測結果 ................ 132
第五章 結論與建議 ......................................... 140
5.1 結論 ................................................. 140
5.2 未來發展與建議 ....................................... 142
附錄 參考文獻 ............................................. 143
參考文獻（英文）.......................................... 143
參考文獻（中文）.......................................... 146

01.Young J.F.﹐『The Science and Technology of Civil Engineering Materials』﹐Prentice-Hall Inc.﹐New Jersey﹐pp206∼215﹐（1998）.
02.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﹐pp.361∼366﹐（1980）.
03. Mehta P.K.﹐Concrete Structure﹐Properties﹐and Materials﹐Prentice-Hall Inc.﹐New Jersey﹐（1980）.
04.CEB Bulletin No.182﹐Durable Concrete Structure-CEB Design Guide﹐ edition﹐（1989）.
05.Mindess S. and Young J.F.﹐Concrete﹐Prentice-Hill﹐（1981）.
06.ACI Committee 201.2R﹐Guide to Durable Concrete﹐ACI Manual of Concrete Practice﹐Proc.﹐Vol.74﹐pp.573∼609﹐（1992）.
07.Mehta P.K. and Gerwick B.C.﹐『Journal of Concrete International Conference』﹐Vol.4﹐pp.45∼51﹐（1982）.
08.Nagesh B. and Bhattacharjee B.﹐『Modeling of Chloride Diffusion in Concrete and Determination of Diffusion Coefficients』﹐ACI Material﹐Vol.95﹐No.2﹐pp.113∼120﹐（1998）.
09.Page C.L.﹐Short N.R. and El T.A.﹐『Diffusion of Chloride Ions in Hardened Cement Paste』﹐Cement and Concrete Research﹐Vol.11﹐No.3﹐pp.395∼406﹐（1981）.
10.Tumidajski P.J.﹐Chen G.W.﹐Feldman R.F. and Strathdee G.﹐『Boltzmann Analysis of Chloride Diffusion』﹐Cement and Concrete Research﹐Vol.25﹐No.7﹐pp.1556∼1566﹐（1995）.
11.Collepardi M.﹐Marciallis A. and Turriziani R.﹐『Cenetica di Penetrazione Degli Ioni Cloruro Nel Calcestruzzo』﹐Industria Itaiana Del Cemento﹐Vol.4﹐pp.157∼164﹐（1970.）.
12.Byfore K.﹐『Influence of Silica Fume and Flyash on Chloride Diffusion and PH Values in Cement Paste』﹐Cement and Concrete Research﹐Vol.17﹐No.1﹐pp.115∼130﹐（1987）.
13.Midgley H.G. and Illston M.﹐『Penetration of Chlorides into Hardened Cement Pastes』﹐Cement and Concrete Research﹐Vol.14（4）﹐pp.546∼558﹐（1984）.
14.Mangat P.S.﹐and Tu S.C.﹐『Chloride Ingress in Microsilica Concrete』﹐Cement concrete composites﹐Vol.15﹐No.4﹐pp.215∼221﹐（1993）.
15.Cabrera J.G.﹐and Claisse P.A.﹐『Measurement of Chloride Penetration into Silica Fume Concrete』﹐Cement concrete composites﹐Vol.12﹐No.3﹐pp.157∼161﹐（1990）.
16.Sideny Mindess and Young J.F.﹐『Concrete』﹐Prentice-Hall﹐Englewood Cliffs﹐N.J.﹐pp.13∼109﹐302∼319﹐381∼395﹐（1981）.
17.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﹐（1983）.
18.Mehta P.K.﹐『Pozzolanic and Cementitiors Byproducts as Mineral Admixtures for Concrete – A Critical Review』﹐ACI sp-79﹐pp.1∼46﹐（1983）.
19.Brandt A.M.﹐『Cement-based Composites：Materials﹐Mechanical Properties and Performance』﹐E＆FN SPON﹐pp.116∼118﹐（1995）.
20.Chen W.C.R.﹐Kelbon M. and Krieger B.B.﹐『Modelling and experimental verification of physical and chemical processes during pyrolysis of a large biomass particle』﹐Fuel 64：1505∼1513﹐（1985）.
21.Byrne C.E. and Nagle D.C.﹐『Carbonization of Wood for Advance Materials Applications』﹐Carbon 35：259∼266﹐（1997a）.
22.Byrne C.E. and Nagle D.C.﹐『Carbonized Material Monoliths Characterization』﹐Carbon 35：267∼273﹐（1997b）.
23.黃兆龍，混凝土性質與行為，頁61∼79，詹氏書局，台北，【1997】。
24.吳中偉、廖慧珍，高性能混凝土，中國鐵道出版社，北京，【1999】。
25.孔繁盛，偏高領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】。
26.沈得縣，高爐熟料與飛灰之波特蘭反應機理及對水泥漿體巨微觀性質影響之研究，國立台灣科技大學，博士論文，【1999】。
27.劉俊杰，水泥漿體孔隙與水灰比及抗壓強度關係之研究，國立台灣科技大學，碩士論文，【1980】。
28.常冠群，蒸氣催化含矽灰水泥漿體物理性質之研究，國立交通大學，碩士論文，【1980】。
29.蘇南，二十一世紀TAICON（台灣混凝土）之配比設計，高性能混凝土配比設計實作研討會，頁45∼70，台北，【1988】。
30.黃士元，近代混凝土技術，陝西科學技術出版社，西安，【1998】。
31.黃然、鄭安，水淬高爐爐渣粉應用於鋼筋混凝土構造物，飛灰爐石於混凝土工程之合理運用論文集。
32.黃兆龍、洪文方，水泥漿體孔隙結構及其測量，營建工程技術第八期，頁339∼354【1985】。
33.吳萬全，活性炭，台灣礦業53（3）：37∼51，【2001】。
34.洪崇彬，木、竹炭在生活上的應用，林業研究專訊，11（3）：18∼21，【2004】。
35.謝建德，活性炭孔隙結構與備製條件對液相吸附的影響，中原大學化學工程學系研究所，碩士論文，【1998】。
36.石原茂久，木材ろヘ木炭デ，木材工業，56（9）：406∼409【2001】。
37.石原茂久，木質系炭素材料素材開発の新しい展開，木材学会誌，42（8）：717∼723，【1996】。
38.陳弘彬，孟宗竹炭與活性炭之研製，國立屏東科技大學森林系研究所，碩士論文，【2003】。
39.藤原敏、嶋一徹、千葉喬三，竹炭の基本的特性と調濕能，木材學會誌，49（5）：333∼341，【2003】。
40.石田哲夫、三村和弘、湯川茂夫、三澤隆弘、飯田雅敏，剪定枝の炭化による有效利用の研究，川崎市公害研究所年報（28）： 29∼34，【2001】。
41.谷田貝光克，碳化材の特性とその利用，木材工業52（10）：472∼477，【1997】。
42.陳進來，竹炭纖維市場調查暨產品合作開發研究研討會，工業技術研究院-工業材料研究所，【2003】。
43.松永一彥、新村孝善、西和枝、神野好孝、國生撤郎，モウンウチクの炭化生成物と竹酢液の物性について，鹿児島県工業技術センター研究報告 (13)：23∼30，【1999】。
44.廖肇昌，國內混凝土耐久性規範探討，混凝土結構耐久性技術，台灣營建研究所，台北，【2000】。
45.黃華照，偏高領土輕質骨材混凝土應用於海洋工程，國立中山大學海洋環境及工程學系，碩士論文，【2006】。