臺灣博碩士論文加值系統

本研究依據控制性低強度材料之設計原則，由試驗結果顯示，以再生碎紅磚取代現地土壤之粗骨材其強度有提高之趨勢，於不同底灰比例下，水灰比為2.0、2.5及3.0時之強度分別可提高17~30%、13~22%及4~10%，而強度轉折點之水灰比約可由2.4~2.5增加到2.5~2.6，若於相同水灰比下，強度轉折點之底灰比例約可由35%~45%提高至45%~55%。
對於細骨材以底灰取代於各底灰比例下，採用再生碎紅磚為粗骨材之強度發展較為緩慢，早期強度達晚期強度百分比於水灰比為2.0、2.5及3.0時之差異約為0.4%~6.5%、3.7%~6.2%及6.7%~12.7%，其降低之幅度隨水灰比提高而增加，而對相同水灰比而言，細骨材以底灰取代對強度發展較無顯著之影響，其差異均在3%以內。

The study was conducted in accordance with current design principal of the controlled low strength material (CLSM) to investigate the compression strength of the concrete cylinders using crushed masonry aggregate in replacement of the aggregates from in-situ soils. These soils from field excavation have been commonly used in practice as aggregate materials of concrete mixture for pipeline trench and other excavation backfills.

The results of laboratory tests revealed that the strength of the CLSM concrete increases due to use of the crushed masonry aggregate compared with that using aggregates from in-situ soils. The compression strength increases at 17-30%, 13-22% and 4-10% for the CLSM with water/cement ration of 2.0, 2.5, and 3.0, respectively. Based on the test results when the water/cement ratio increases from 2.0 to 3.0, the optimal water/cement ratio beyond which decrease of compression strength due to increasing water/cement ratio becomes less significant is determined to increase from 2.4-2.5 to 2.5-2.6; while the optimal bottom ash content at which compression strength reaches a relative maximum value increases from 35-45% to 45-55%.

In addition, the strength development at early stage of the concrete pouring decreases with increasing use of the crushed masonry aggregate. The differences of compression strength between early stage (7-day) and ultimate (28-day) are 0.4-6.5%, 2.7-6.2% and 6.7-12.7% for water/cement ratio of 2.0, 2.5, and 3.0, respectively. For a particular water/cement ratio, the replacement of fine aggregate with bottom ash introduces no significant influence in strength development (within 3%) for the concrete specimens used in the study.

摘要……………………………………………………………………I
Abstract ……………………………………………………………II
誌謝…………………………………………………………………III
目錄 …………………………………………………………………IV
表目錄…………………………………………………………… VIII
圖目錄…………………………………………………………………X
第一章 緒論 …………………………………………………………1
1.1 研究背景…………………………………………………………1
1.2 研究動機…………………………………………………………3
1.3 研究目的…………………………………………………………4
1.4 研究方法…………………………………………………………5
1.5 研究流程與論文架構……………………………………………5
1.6 預期研究成果及應用……………………………………………6
1.6.1 預期研究成果…………………………………………………6
1.6.2 工程實務應用…………………………………………………7
第二章 文獻回顧 ……………………………………………………9
2.1 傳統回填工法……………………………………………………9
2.1.1傳統回填之定義 ………………………………………………9
2.1.2傳統回填之夯實 ………………………………………………9
2.2 控制性低強度材料 ……………………………………………11
2.2.1 控制性低強度材料之定義 …………………………………11
2.2.2 控制性低強度材料之組成 …………………………………12
2.2.3 控制性低強度材料之工程性質 ……………………………12
2.2.4 控制性低強度材料與傳統回填工法之比較 ………………14
2.3 控制性低強度材料之規範 ……………………………………15
2.3.1國內控制性低強度材料之規範………………………………15
2.3.2 國外控制性低強度材料之規範 ……………………………18
2.4 紅磚 ……………………………………………………………22
2.5 燃煤底灰 ………………………………………………………23
第三章 試驗材料及儀器設備………………………………………25
3.1 試驗材料 ………………………………………………………25
3.1.1 再生碎紅磚 …………………………………………………25
3.1.2 現地土壤 ……………………………………………………27
3.1.3 底灰 …………………………………………………………28
3.1.4 水泥 …………………………………………………………29
3.2 試驗儀器 ………………………………………………………30
3.2.1 主要儀器設備 ………………………………………………30
3.2.2 其他儀器設備 ………………………………………………31
3.3 小結 ……………………………………………………………33
第四章 試驗原理與流程……………………………………………34
4.1 試驗方式 ………………………………………………………34
4.2 試驗配比 ………………………………………………………35
4.3 試驗步驟 ………………………………………………………37
4.3.1 基本物理性質試驗 …………………………………………37
4.3.2 工作性試驗 …………………………………………………37
4.3.3 抗壓強度試驗 ………………………………………………38
4.4 試體製作 ………………………………………………………38
4.5 試體養護 ………………………………………………………39
4.6 試體破壞 ………………………………………………………39
4.7 小結 ……………………………………………………………42
第五章 實驗結果與分析……………………………………………43
5.1 水灰比對28天強度之影響 ……………………………………43
5.1.1底灰比例為0％時水灰比對28天強度之影響 ………………43
5.1.2底灰比例為30％時水灰比對28天強度之影響………………45
5.1.3底灰比例為70％時水灰比對28天強度之影響………………47
5.1.4底灰比例為100％時水灰比對28天強度之影響 ……………48
5.1.5 結語 …………………………………………………………50
5.2 底灰比例對28天強度之影響 …………………………………51
5.2.1水灰比為2.0時底灰比例對28天強度之影響 ………………51
5.2.2水灰比為2.5時底灰比例對28天強度之影響 ………………53
5.2.3水灰比為3.0時底灰比例對28天強度之影響 ………………55
5.2.4 結語 …………………………………………………………57
5.3水灰比對7天與28天強度之比較 ………………………………58
5.3.1底灰比例為0%時7天與28天強度之比較 ……………………58
5.3.2底灰比例為30%時7天與28天強度之比較……………………59
5.3.3底灰比例為70%時7天與28天強度之比較……………………60
5.3.4底灰比例為100%時7天與28天強度之比較 …………………62
5.3.5 結語 …………………………………………………………63
5.4底灰比例對7天與28天強度之比較 ……………………………65
5.4.1使用現地骨材時之底灰比例對7天與28天強度關係 ………65
5.4.2使用再生碎紅磚時之底灰比例對7天與28天強度關係 ……67
5.4.3 結語 …………………………………………………………69
第六章 結論與建議…………………………………………………70
6.1 結論 ……………………………………………………………70
6.2 建議 ……………………………………………………………71
6.2.1 工程實務建議 ………………………………………………71
6.2.2 後續研究建議 ………………………………………………72
參考文獻 ……………………………………………………………73

圖目錄
圖1.1、研究流程與論文架構圖………………………………………8
圖3.1、紅磚來源………………………………………………………26
圖3.2、經骨材化後之再生碎紅磚……………………………………26
圖3.3、現地土壤之來源………………………………………………27
圖3.4、現地土壤之粒徑分佈圖………………………………………27
圖3.5、底灰照片………………………………………………………28
圖3.6、底灰之粒徑分佈圖……………………………………………28
圖3.7、五洲牌卜特蘭第一型水泥……………………………………29
圖3.8、200噸全自動伺服控制抗壓試驗機 …………………………30
圖3.9、篩分析機………………………………………………………31
圖3.10、電子秤 ………………………………………………………32
圖3.11、砂漿拌合機 …………………………………………………32
圖3.12、坍度試驗儀 …………………………………………………33
圖4.1、坍度試驗………………………………………………………39
圖4.2、試體養護………………………………………………………40
圖4.3、試體蓋平………………………………………………………41
圖4.4、抗壓強度試驗…………………………………………………42
圖4.5、抗壓強度試驗之數據…………………………………………42
圖4.6、試體破壞………………………………………………………43
圖5.1、底灰比例為0％時各水灰比之強度百分比曲線圖 …………45
圖5.2、底灰比例為30％時各水灰比之強度百分比曲線圖…………46
圖5.3、底灰比例為70％時各水灰比之強度百分比曲線圖…………48
圖5.4、底灰比例為100％時各水灰比之強度百分比曲線圖 ………49
圖5.5、水灰比為2.0時之28天強度百分比曲線圖 …………………52
圖5.6、水灰比為2.5時之28天強度百分比曲線圖 …………………54
圖5.7、水灰比為3.0時之28天強度百分比曲線圖 …………………56
圖5.8、底灰比例為0%時7天與28天強度百分比圖 …………………59
圖5.9、底灰比例為30%時7天與28天強度百分比圖…………………60
圖5.10、底灰比例為70%時7天與28天強度百分比圖 ………………61
圖5.11、底灰比例為100%時7天與28天強度百分比圖………………63
圖5.12、使用現地骨材時之底灰比例對7天與28天強度關係圖……66
圖5.13、使用再生碎紅磚時之底灰比例對7天與28天強度關係圖…68

表目錄
表2.1、CLSM回填工法與傳統回填工法之比較………………………14
表2.2、CLSM回填工法與傳統回填工法之施工單價比較……………15
表2.3、國內各單位所訂定之CLSM規範彙整…………………………16
表2.4、美國各州CLSM相關使用規範之名稱及章節…………………18
表2.5、美國各州對CLSM之檢驗要求…………………………………19
表2.6、美國各州政府對CLSM之材料要求……………………………20
表2.7、美國各州政府對CLSM之建議配比表…………………………21
表2.8、美國幾個不同機構對CLSM之建議配比表……………………22
表2.9、大林、興達及台中電廠之底灰與飛灰化學成份比較………24
表2.10、台中火力發電廠之煤灰TCLP試驗結果 ……………………24
表3.1、水泥之物理性質及化學成分…………………………………29
表4.1、本研究之試體數量……………………………………………35
表4.2、本研究之材料比重……………………………………………35
表4.3、本研究之配比設計表…………………………………………36
表5.1、底灰比例為0％時各水灰比之強度比較 ……………………44
表5.2、底灰比例為30％時各水灰比之強度比較……………………46
表5.3、底灰比例為70％時各水灰比之強度比較……………………47
表5.4、底灰比例為100％時各水灰比之強度比較 …………………49
表5.5、水灰比為2.0時之各底灰比例強度比較 ……………………52
表5.6、水灰比為2.5時之各底灰比例強度比較 ……………………54
表5.7、水灰比為3.0時之各底灰比例強度比較 ……………………56
表5.8、底灰比例為0%時7天與28天強度關係表 ……………………58
表5.9、底灰比例為30%時7天與28天強度關係表……………………60
表5.10、底灰比例為70%時7天與28天強度關係表 …………………61
表5.11、底灰比例為100%時7天與28天強度關係表…………………62
表5.12、使用現地骨材時之底灰比例對7天與28天強度關係表……66
表5.13、使用再生碎紅磚時之底灰比例對7天與28天強度關係表…68

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