Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/14502
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dc.contributor.advisor張明添zh_TW
dc.contributor.author張德育zh_TW
dc.contributor.authorCHANG, TE-YUen_US
dc.date2004zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:52:33Z-
dc.date.available2014-06-06T06:52:33Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/14502-
dc.description.abstract由研究成果可知,台灣本島輕質骨材料源區皆適合產製人造輕質骨材,進而澆置成輕質骨材混凝土,運用於結構物上。相較於普通混凝土,輕質骨材混凝土擁有較佳的耐火性能,可提升結構物之防火時效與維護結構之安全性。為了推廣水庫淤泥輕質骨材混凝土於國內結構物上的應用,仍須探討其耐火性能,俾能充分利用其優點來提升國內結構物防火之安全性。 本研究利用實驗方法求得不同單位重輕質骨材混凝土之熱傳導係數,及以輕質、常重混凝土牆體密閉空間日曬後之內外溫差關係,瞭解輕質混凝土隔熱性能,並以CNS標準升溫曲線對結構構件或牆體加熱,探討輕質骨材混凝土受火害試驗前後抗壓強度之變化和隔熱性能,作為隔熱與耐火安全性能之驗證。 試驗結果,可初步得到以下幾點結論: 1. 20 MPa與40MPa強度等級之輕質混凝土之單位重,相較於常重混凝土約可降低23%∼29%,有利於結構物輕量化的要求,減低地震力的功效。 2. 高溫強制烘乾混凝土試體之抗壓強度,對常重混凝土而言影響不大,僅有4%∼5%的降低,但對於輕質混凝土抗壓強度則有10%左右的減少。 3. 高含水量的情況下,比較輕質混凝土與常重混凝土之耐火性能,輕質混凝土較常重混凝土來容易發生剝落甚或爆裂。然而,乾燥的混凝土受到火害的侵襲時,在低強度(20 MPa)者,受841℃火害後之輕質混凝土抗壓強度要比同強度等級之常重混凝土高出有38%,在高強度(40 MPa)時更是要高出50%,其耐火性能明顯優於常重混凝土。 4. 輕質混凝土版試體與樑試體進行耐火試驗時,若試體在未完全烘乾下,將會因蒸汽壓力而發生表面剝落的情形,甚至導致樑或版的破壞。常重混凝土樑或版試體則較不會發生表面剝落的情形。由於輕質混凝土的熱傳導係數較低,在進行混凝土版試體的耐火試驗時,其背部溫度上升的速率較慢,此為其優勢之一。 5. 輕質與常重混凝土版試體的耐火時效均可達1小時以上。 6. 中低強度輕質骨材混凝土的平均熱傳導係數介0.690kcal/m.hr.℃∼0.750 kcal/m.hr.℃之間。輕質混凝土熱傳導係數僅佔常重混凝土者的53%左右,顯示輕質骨材混凝土有較佳熱阻隔能力。當混凝土強度由20MPa等級提高至40MPa等級時,熱傳導係數大約增加有7∼8%。zh_TW
dc.description.tableofcontents目 錄 中文摘要………………………….………………………………………….Ⅰ 誌謝………………………….……………………………………………….Ⅲ 目錄………………………….……………………………………………….Ⅳ 表目錄………………………….…………………………………………….Ⅵ 圖目錄………………………….…………………………………………….Ⅷ 照片目錄………………………….……………………………….…………Ⅹ 第一章 緒論………………………….………………….………….………1 1-1 前言………………………….………………….…………………1 1-2 研究動機與目的………………………….…….…………………2 1-3 研究方法與驟………………………….………….………………3 第二章 文獻回顧……………………………………………..…….……….5 2-1 輕質骨材混凝土之定義與種類………………………….……….5 2-2 輕質骨材混凝土之特性………………………….……………….7 2-3 混凝土火害行為………………………….……………………...10 2-4 熱傳行為………………………….……………………………...16 2-5 混凝土隔熱性能………………………….……………………...26 第三章 試驗計畫…………………..……….……………………………...37 3-1 試體規劃………………………….……………………………...37 3-2 試驗材料………………………….…………………………….. 38 3-3 混凝土配比計算………………………….……….……………..39 3-4 試體製作………………………….……………………………...42 3-5 試驗方法………………………….……………………………...43 3-6 節能隔熱性能數值模擬分析………………………….………...46 第四章 試驗結果分析與討論…………………………..….…….………..60 4-1 混凝土硬固性質之探討………………………….…….………..60 4-2 輕質骨材混凝土防火性能之試驗……………….……………..61 4-2-1 輕質混凝土火害試驗………………………….……………..61 4-2-2 輕質骨材混凝土樑之火害行為….….………….……………..63 4-2-3 輕質骨材混凝土版之火害行為…..…………….……………..64 4-3 輕質骨材混凝土隔熱性能之試驗……………….……………..66 4-3-1 輕質混凝土熱傳試驗………………………….……………..66 4-3-2 輕質混凝土隔熱節能模擬分析……………...………………..67 第五章 結論.……………..………………………………………………..79 參考文獻……………………………………………………………………..80 表目錄 表2-1〔a〕 輕質混凝土性質研究文獻一覽表…………………………..27 表2-1〔b〕 輕質混凝土性質研究文獻一覽表…………………………..28 表2-2 CNS及ASTM對輕質骨材混凝土強度規定…………………………29 表2-3 輕質骨材混凝土彈性模數與單位重、抗壓強度之關係…………29 表2-4 各種材料之熱傳導係數……...……………………………………30 表3-1 抗壓試體規劃表……...……………………………………………49 表3-1 熱傳導係數試體規劃表……...……………………………………49 表3-1 鋼筋混凝土樑試體規劃表……...…………………………………49 表3-1 鋼筋混凝土版試體……………...…………………………………48 表3-2 水泥性質………………………...…………………………………49 表3-3 天然粗、細骨材之基本性質………………...……………………50 表3-4 天然粗、細骨材之篩分析表………………...……………………50 表3-5 輕質骨材之基本性質………………………...……………………51 表3-6 結構性輕質骨材混凝土之級配要求(ASTM C330)………………51 表3-7 輕質骨材混凝土配比………………………...……………………52 表3-8 常重混凝土配比……………………………...……………………52 表4-1 混凝土之單位重與含水率…………………...……………………69 表4-2 混凝土抗壓強度試驗結果…………………...……………………69 表4-3 混凝土試體受火害前後之抗壓強度………...……………………70 表4-4 混凝土熱傳導係數試驗結果………………...……………………70 圖目錄 圖1-1 研究流程圖..………………………………………………..………4 圖2-1 膨脹性骨材化學成分比例圖..……………….………...…….……31 圖2-2 結構性輕質混凝土單位重與抗壓強度關係圖.…………….….…31 圖2-3 全輕質及天然砂輕質混凝土單位重與抗壓強度關係圖…...……32 圖2-4 輕質骨材與常重骨材混凝土受力結構圖...……………….……...32 圖2-5 三種骨材之熱膨脹變化...…………………………...….…………33 圖2-6 不同骨材、水泥漿及混凝土由於受高溫產生之應變……………33 圖2-7 混凝土受熱之顏色變化及其與強度之關係………….……..……34 圖2-8 混凝土角隅處剝落示意圖…………………………….……..……34 圖2-9 表示熱流方向圖形……………...………………………..…..……35 圖2-10 一度空間熱傳導分析的體積元素…………………….…....……35 圖2-11 三度空間熱傳導分析的體積元素(a)直角座標(b)圓柱座標 (c)球座標.……………………………………………..…..……36 圖3-1 樑試體示意圖…………………………………………….…..……53 圖3-2 版試體示意圖…………………………………………….…..……53 圖3-3 熱傳導測儀之各部配線………………………………….…..……54 圖3-4 牆體隔熱分析模型……………………………………….…..……54 圖3-5 LINK 32熱傳導元素………………………………..…….…..……55 圖4-1 混凝土樑於高溫爐內的升溫曲線…..……………..…….…..……71 圖4-2 混凝土版的升溫曲線…..…………………………..…….…..……71 圖4-3 混凝土版的背溫變化曲線.………………………..……..…..……72 圖4-4 以數值模擬混凝土昇溫曲線……….…..…………..……..…..……72 照片目錄 照片3-1 箱型高溫爐……..………………………………..…….…..……56 照片3-2 資料接收器(7V14M)及筆記型電腦……………..…….…..……56 照片3-3(a) 熱傳導試驗儀………………………………..…….…..……57 照片3-3(b) 熱傳導試驗儀…….…………………………..…….…..……57 照片3-4(a) LWAC、NC版耐火性能試驗…………………..…….…..……58 照片3-4(a) LWAC、NC版耐火性能試驗…………………..…….…..……58 照片3-4(b) LWAC、NC梁耐火性能試驗…………………..…….…..……59 照片3-4(b) LWAC、NC梁耐火性能試驗…………………..…….…..……59 照片4-1 混凝土樑之耐火試驗裝置………....………...…..….….....……73 照片4-2 混凝土樑耐火試體之裝置情形……….………..….….…..……73 照片4-3 耐火試驗後,輕質骨材混凝土樑之破壞情形…..….……..……74 照片4-4 耐火試驗後,常重骨材混凝土樑之破壞情形…..….…....……74 照片4-5 混凝土版之耐火試驗裝置..….…………..…………....…..……75 照片4-6 混凝土版耐火試體之裝置情形.………..……………..…..……75 照片4-7 混凝土版耐火試驗過程中之觀察…………...………..…..……76 照片4-8 混凝土版背熱面之破壞情形………………..…..………...……76 照片4-9 混凝土版受熱面之破壞情形…………………....………...……78zh_TW
dc.language.isozh_TWzh_TW
dc.publisher土木工程學系zh_TW
dc.subject輕質混凝土zh_TW
dc.subject升溫曲線zh_TW
dc.subject耐火性能zh_TW
dc.subject熱傳導係數zh_TW
dc.title輕質骨材混凝土耐火與隔熱性能研究zh_TW
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.languageiso639-1zh_TW-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.grantfulltextnone-
item.fulltextno fulltext-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
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