臺灣博碩士論文加值系統

本研究針對『酸蝕環境對於輕質骨材混凝土耐久性影響』進行探討評估，配比設計包括普通混凝土、三種輕質骨材混凝土(其中包括兩種不同輕質骨材粒徑以及發泡粒添加之輕質骨材混凝土)，共四種混凝土配比，本期主要是針對輕質骨材混凝土之耐久性質研究，環境為化學性侵蝕浸泡試驗(化學浸泡試驗包括20%硫酸、10%鹽酸、10%硫酸鎂共三種)，於上述環境下進行相關試驗，包括（1）抗壓強度（2）重量損失（3）吸水率試驗（4）孔隙率與孔隙分佈（壓汞試驗），探討其環境與配比對強度及耐久性之影響。
研究結果顯示，輕質骨材使用於混凝土當中可明顯的減低混凝土的單位重，但輕質骨材本身的骨材強度較低，直接反應在混凝土強度上。但輕質骨材的使用對於化學環境侵蝕情況下，抗壓強度損失率較普通混凝土相差有限，且抗壓強度損失與重量損失率較低於普通混凝土，且在環境侵蝕齡期90天後，其於輕質骨材混凝土孔隙中的膠體孔隙也低於普通混凝土，顯示出對於酸蝕環境侵蝕之耐久性影響，輕質骨材的使用上有優於普通混凝土之處。且以發泡粒取代部分之輕質骨材除降低其單位重，也發現酸蝕環境對於發泡粒侵蝕影響程度低，如適當使用可以減少酸蝕環境對於混凝土耐久性影響。
關鍵字：輕質骨材、酸蝕、抗壓強度、耐久性

In this study, the durability of lightweight aggregate concrete subject to different acid attack environments is assessed. Four mix design concretes included ordinary concrete, two lightweight aggregate concrete and one foam lightweight aggregate concrete. This project aims to run the durability of lightweight aggregate concrete in three chemical immersion environments, including 20% sulfuric acid, 10% hydrochloric acid, and 10% magnesium sulfate environments with relevant tests. The study was tested and evaluated by the following items: (1) compressive strength, (2) weight loss rate, (3) water absorption test, (4) porosity and pore distribution (pressure mercury analyzer) test, (5) macro and microscopic analysis.
The results showed that the higher specific weight of lightweight aggregate concrete would exhibit relatively high strength and unit weight. At three chemical immersion tests, the strength of ordinary concrete and three lightweight aggregate concretes will decrease with the same tendency at initial stage. Both strength reduction and weight loss ratio of lightweight aggregate concrete specimens were better than those of normal concrete ones after 90 days soaking chemical immersion. The pore distribution results also found that ordinary concretes in gel pores distribution have relatively high proportion as compared with lightweight concrete, while the total pore volume of lightweight concretes in the magnesium sulfate immersion have less proportion as compared with ordinary concrete. After three chemical immersion tests, the strength reduction and weight loss ratio of foam lightweight aggregate concrete have less proportion as compared with ordinary concrete and other lightweight aggregate concretes.
Keywords: lightweight aggregate, pore distribution, strength, durability

目錄
摘要 I
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 X
照片目錄 XII
第一章 緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2研究動機 2
1-3研究目的 3
第二章 文獻回顧 5
2-1 輕質骨材概述 5
2-1-1 輕質骨材之種類 5
2-1-2 輕質骨材之特性 7
2-2 輕質骨材混凝土之定義 8
2-3 輕質骨材混凝土之材料特性 8
2-3-1 輕質骨材混凝土之單位重 9
2-3-2 輕質骨材之吸水率 9
2-3-3 輕質骨材之孔隙率 10
2-3-4 輕質骨材之強度 11
2-3-5 輕質骨材混凝土之受力行為 12
2-4 混凝土之耐久性 13
2-4-1 混凝土之耐久性評估 13
2-4-2 酸蝕環境對混凝土侵蝕 13
2-4-3 硫酸鹽（硫酸鎂）對混凝土之侵蝕 14
2-4-4 微觀孔隙 14
2-4-5 毛細孔隙影響 15
2-5 相關案例 15
第三章 試驗計劃 21
3-1 試驗流程 21
3-2 試驗材料 21
3-3 試驗儀器及設備 23
3-4 混凝土試體製作與養護 24
3-5 測試齡期與環境 26
3-6 試驗方法及步驟 27
3-7 試體編號 30
第四章 結果與討論 47
4-1 基本物理性質試驗 47
4-1-1 混凝土單位重試驗 47
4-1-2 混凝土抗壓試驗 48
4-1-3 混凝土吸水率試驗 49
4-2 20%硫酸浸泡試驗 49
4-2-1 抗壓試驗 49
4-2-2 重量損失 51
4-2-3 孔隙率與孔隙分佈 52
4-2-4 巨觀檢視 52
4-3 10%鹽酸浸泡試驗 53
4-3-1 抗壓試驗 53
4-3-2 重量損失 55
4-3-3 孔隙率與孔隙分佈 56
4-3-4 巨觀檢視 57
4-4 10%硫酸鎂浸泡試驗 57
4-4-1 抗壓試驗 57
4-4-2 重量損失 59
4-4-3 孔隙率與孔隙分佈 60
4-4-4 巨觀檢視 61
第五章 結論與建議 86
5-1 結論 86
5-2 建議 88
參考文獻 89


表目錄
表2-1　典型輕質骨材分類與物理性質 16
表2-2輕質骨材混凝土之歸類 17
表2-3 輕質骨材混凝土船案例穿心取樣抗壓強度 18
表3-1混凝土之配比 31
表3-3骨材篩分析結果 33
表3-5輕質骨材2之篩分析結果 35
表3-8細骨材基本性質 38
表3-9強塑劑之基本物理性質 38
表3-10試驗試體規劃表 39
表3-10各項試驗之測試環境與齡期 40
表3-11 壓汞法—水銀壓力與可量測之孔隙大小關係 41
表4-1 混凝土單位重 62
表4-2 混凝土28天養護齡期之抗壓強度 62
表4-3 20%硫酸侵蝕之混凝土抗壓強度(kg/cm2 ) 63
表4-4 20%硫酸侵蝕之混凝土重量損失( g ) 63
表4-5 20%硫酸侵蝕90天之混凝土壓汞孔隙分佈含量 63
表4-6 10%鹽酸侵蝕之混凝土抗壓強度(kg/cm2 ) 64
表4-7 10%鹽酸侵蝕之混凝土重量損失( g ) 64
表4-8 10%鹽酸侵蝕之壓汞孔隙分佈含量 64
表4-9 10%硫酸鎂侵蝕之混凝土抗壓強度(kg/cm2 ) 65
表4-10 10%硫酸鎂侵蝕之混凝土重量損失( g ) 65
表4-11 10%硫酸鎂侵蝕之壓汞孔隙分佈含量 65


圖目錄
圖2-1 輕質混凝土承力系統 19
圖2-2 常重混凝土承力系統 19
圖2-3 輕質骨材承力系統 19
圖2-4 普通骨材承力系統 19
圖2-5混凝土劣化之成因 20
圖 3-1 試驗流程 42
圖 3-2 各環境浸泡水槽試驗示意圖 43
圖 3-3 常重骨材粒徑分部曲線圖 44
圖 3-4 輕質骨材-1之粒徑分部曲線圖 44
圖 3-5輕質骨材-2之粒徑分部曲線圖 45
圖 3-6 細骨材粒徑分部曲線圖 45
圖4-1 20%硫酸浸泡試驗抗壓強度折減百分比 66
圖4-2 20%硫酸浸泡試驗重量損失百分率 66
圖4-3 10%鹽酸浸泡試驗抗壓強度折減百分比 67
圖4-4 10%鹽酸浸泡試驗重量損失百分率 67
圖4-5 10%硫酸鎂浸泡試驗抗壓強度折減百分比 68
圖4-6 10%硫酸鎂浸泡試驗重量損失百分率 68
圖4-7 20%硫酸浸泡試驗壓汞孔徑分佈(相對壓力) 69
圖4-8 20%硫酸浸泡試驗壓汞孔徑分佈(相對孔隙) 69
圖4-9 20%鹽酸浸泡試驗壓汞孔徑分佈(相對壓力) 70
圖4-10 20%鹽酸浸泡試驗壓汞孔徑分佈(相對孔隙) 70
圖4-11 10%硫酸鎂浸泡試驗壓汞孔徑分佈(相對壓力) 71
圖4-12 10%硫酸鎂浸泡試驗壓汞孔徑分佈(相對孔隙) 71


照片目錄
照片3-1 200噸全自動抗壓試驗機 46
照片3-2 多段式單軸攪拌機 46
照片4-1 28天20%硫酸侵蝕之常重混凝土 74
照片4-2 28天20%硫酸侵蝕之輕質混凝土-1 74
照片4-3 28天20%硫酸侵蝕之輕質混凝土-2 75
照片4-4 28天20%硫酸侵蝕之發泡粒取代輕質骨材混凝土 75
照片4-5 28天10%鹽酸侵蝕之常重混凝土 76
照片4-6 28天10%鹽酸侵蝕之輕質骨材混凝土-1 76
照片4-7 28天10%鹽酸侵蝕之輕質混凝土-2 77
照片4-8 28天10%鹽酸侵蝕之發泡粒取代輕質骨材混凝土 77
照片4-9 28天10%硫酸鎂侵蝕之常重混凝土 78
照片4-10 28天10%硫酸鎂侵蝕之輕質骨材混凝土-1 78
照片4-11 28天10%硫酸鎂侵蝕之輕質混凝土-2 79
照片4-12 28天10%硫酸鎂侵蝕之發泡粒取代輕質骨材混凝土 79
照片4-13 90天20%硫酸侵蝕之常重混凝土 80
照片4-14 90天20%硫酸侵蝕之輕質混凝土-1 80
照片4-15 90天20%硫酸侵蝕之輕質混凝土-2 81
照片4-14 90天20%硫酸侵蝕之發泡粒取代輕質骨材混凝土 81
照片4-17 90天10%鹽酸侵蝕之常重混凝土 82
照片4-18 90天10%鹽酸侵蝕之輕質骨材混凝土-1 82
照片4-19 90天10%鹽酸侵蝕之輕質混凝土-2 83
照片4-20 90天10%鹽酸侵蝕之發泡粒取代輕質骨材混凝土 83
照片4-21 90天10%硫酸鎂侵蝕之常重混凝土 84
照片4-22 90天10%硫酸鎂侵蝕之輕質骨材混凝土-1 84
照片4-23 90天10%硫酸鎂侵蝕之輕質混凝土-2 85
照片4-24 90天10%硫酸鎂侵蝕之發泡粒取代輕質骨材混凝土 85

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