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標題: 同時添加飛灰爐石對高性能混凝土抗壓強度及脆裂韌性之影響
Effects of Fly Ash and Slag on Compressive Strength and Toughness of High Performance Concrete
作者: 周俊儒
Chou, Chun-Ju
關鍵字: high performance concrete
高性能混凝土
fly ash
slag
fracture toughness
飛灰
爐石
破裂韌性
出版社: 土木工程學系所
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摘要: 本文主旨在探討以飛灰與爐石同時取代水泥時,其混合比例對高性能混凝土破裂韌性(fracture toughness)及早晚齡期強度之影響。本研究之混凝土水膠比取0.35,爐石與飛灰總取代率為40%,但分為五種不同混合取代率,爐石細度為6000cm2/g。本研究試驗研究各種參數之抗壓強度,並以三點彎矩試驗來測量試驗混凝土的破裂能量值(GF)與極限應力強度因子(KSIC),以此二值來代表混凝土破裂韌性大小,最後又以場發式電子顯微鏡(SEM)觀察各種參數下之微觀差異。 試驗結果顯示,添加40%卜作嵐材料(飛灰與爐石)於高性能混凝土中,不利於早齡期(7天以前)強度,晚期強度則有明顯提昇,其中爐石添加率越大者其晚期強度有愈高的趨勢,但飛灰的取代率不宜過大,應以20%為限。試驗結果也顯示,同時以適量飛灰與爐石取代水泥,將造成混凝土早、晚齡期破裂參數(GF、KSIC)的提昇,其中爐石取代率大於30%者效益更為顯著,可見添加較多的爐石粉細粒料將使得內部緻密性提高,改善抑制裂縫延伸之能力(破裂韌性)。從微觀來看(使用SEM觀察),齡期56天時在水化反應與卜作嵐反應較完全之作用下,混凝土內部晶相結構更加緻密,孔隙孔徑較14天時小,平面結構持續形成,且有更多的C-S-H膠體產生,其界面結構更為緻密,且微裂縫明顯減少。
The study aims to study the effect of the fly ash and slag material particle size on the early and late age fracture toughness of high performance concrete (HPC). The pozzolanic material adopted for experiments in this year is the fly ash and the slag with a finess of 6000 cm2/g. In all HPC mixtures, the water/binder ratio is 0.35; the total replacement ratio of pozzolanic material is 40%. Three-point-bending test was adopted to measure the load-deflection relations, the toughness energies (GF), and the fracture parameter for evaluating the fracture toughness of concrete. Finally, all of the specimens were investigated by the SEM microscope. The test results show that adding 40% of pozzolanic material (slag and fly ash) in HPC can effectively improve the late age strengths, in which the strength increases with the increase of the replacement ratio of slag, and the replacement ratio of fly ash should not over 20%. Adequate replacement of cement with fly ash and slag may increase the fracture parameter (GF, KSIC) at both the early and the late age. When the replacement ratio is more than 30%, the increment will be more significant. This indicates that adding more fine slag may increase the density of HPC, limit the cracking, and thus improve the fracture toughness. From the microstructure observation by SEM, the late-age concrete microstructures are all denser than their corresponding early-age concrete microstructures. At the late age (56days), the concrete microstructure has fewer holes, more plane structures, more C-S-H particles, and fewer cracks.
URI: http://hdl.handle.net/11455/15917
其他識別: U0005-0408200901450500
文章連結: http://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-0408200901450500
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