陳振川臺灣大學：土木工程學研究所楊泓斌Yang, Hong-BinHong-BinYang2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50277活性粉混凝土之研究始於法國，其抗壓強度較一般混凝土(4000psi)高出約7倍左右，抗彎強度高出一般混凝土約6倍，耐久性指標的埋置鋼筋受腐蝕速率則較一般混凝土低120倍；該材料的發展實是粗骨材的去除造成材料均勻性改善、骨材級配的最佳化形成密實性提高、鋼纖維的使用使韌性增加以及熱養護技術使之具短期應用之混凝土技術的研發成果。 陶瓷材料具有高彈性係數/重量比值、高硬度、高壓縮強度/重量比值、低介電損失係數 、具寬廣的熱傳導係數、低熱膨脹係數、高溶點、具化學穩定性、大量存在地表上、有些陶瓷具超導性等優異的特性，因以上這些性質使陶瓷的重要性,漸漸為工業界所重視,且利用陶瓷特殊的光，電，熱及機械性質，開發出許多新產品用於工程上。 本研究即運用陶瓷材料的材料特性加上活性粉混凝土的新型混凝土研發技術，研究兩者複合的結果與影響，研究包括陶瓷材料對力學性質、熱穩定性質以及耐久性質造成的影響。第一章 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究方法 3 第二章 文獻回顧 5 2.1 高性能混凝土發展歷史概述 5 2.1.1 引言 5 2.1.2 近代混凝土強度的提升理論 6 2.1.3 高韌性纖維混凝土（DFRCC）發展趨勢與分類 7 2.2 活性粉混凝土 9 2.2.1 活性粉混凝土之結構機理 13 2.2.1.1 改善整體均勻性： 13 2.2.1.2 提高堆積緻密性： 14 2.2.1.3 高溫蒸氣養護： 15 2.2.1.4 添加鋼纖維增加韌性： 15 2.3 組成材料 16 2.3.1 粗骨材-矽砂 17 2.3.2 水泥 18 2.3.2.1 水泥的機理、成分及水化情形 18 2.3.2.2 水泥的水化產物特性及其微觀晶形 21 2.3.2.3 球狀水泥(Spherical Cement，簡稱SC)[19] 23 2.3.2.4 活性粉混凝土使用的水泥 24 2.3.3 矽灰(Microsilica or Silica Fume)[28,29] 26 2.3.3.1 矽灰對新拌混凝土性能的影響 28 2.3.3.2 矽灰對硬化混凝土性能的影響 28 2.3.3.3 矽灰在工程的應用範圍 31 2.3.3.4 矽灰使用於活性粉混凝土研究 31 2.3.4 石英粉 33 2.3.5 強塑劑 34 2.4 活性粉混凝土組成配比之決定 36 2.5 活性粉混凝土的性能與相關性質 37 2.5.1 活性粉混凝土的水化性質 37 2.5.2 活性粉混凝土的孔隙性質 38 2.5.3 活性粉混凝土之力學性質 40 2.5.4 活性粉混凝土之熱穩定性 44 2.5.4.1 混凝土受火害之損傷[63] 44 2.5.4.2 溫度對活性粉混凝土的影響[55] 47 2.5.5 活性粉混凝土的耐久性質 48 2.5.5.1 一般鹽害的耐久性能試驗 53 2.5.5.2 硫酸鹽作用之行為影響試驗 57 2.5.5.3 氯離子滲透試驗 68 2.6 活性粉混凝土之應用 72 2.6.1 國際上活性粉混凝土的應用 72 2.6.1.1 國內低階核廢料貯存桶之包封容器的環境測試 74 2.6.2 國內活性粉混凝土的應用研究 78 2.7 活性粉混凝土在台灣之展望 79 2.8 陶瓷材料 81 2.8.1 陶瓷材料性質介紹[81，82] 81 2.8.2 氧化鋁介紹[83，84] 83 2.8.3 氧化鋯介紹[85] 84 2.9 陶瓷材料於土木工程上的運用 86 第三章 實驗計畫 89 3.1 實驗背景 89 3.2 實驗內容與流程 89 3.3 活性粉混凝土配比設計 91 3.3.1 組成材料 91 3.3.2 RPC配比與拌合、養護方式 96 3.3.3 堆積性質之量測與計算方式 97 3.3.3.1 堆積密度 98 3.3.3.2 相對密度 98 3.4 實驗儀器設備 99 3.4.1 拌合漿體所需之儀器設備 99 3.4.2 試體養護所需之儀器設備： 101 3.4.3 性質試驗所需之儀器設備： 102 3.5 陶瓷材料 104 3.6 陶瓷材料篩分析試驗 109 3.6.1 試驗目的 109 3.6.2 試驗方法 110 3.7 陶瓷骨材活性粉混凝土之最佳化配比試驗 110 3.7.1 試驗目的 110 3.7.2 試驗變數與方法 111 3.7.2.1 試驗方法--流度試驗 111 3.8 基本力學試驗 113 3.8.1 試驗目的 113 3.8.2 抗壓強度試驗 113 3.8.3 劈裂抗張試驗 114 3.8.4 抗剪強度試驗 115 3.9 陶瓷骨材活性粉混凝土的熱穩定性質 117 3.9.1 試驗目的 117 3.9.2 試驗方法與參數 118 3.10 陶瓷骨材活性粉混凝土之耐久性研究 118 3.10.1 試驗目的 118 3.10.2 乾縮試驗 118 3.10.2.1 試驗目的 118 3.10.2.2 試驗方法與參數 118 3.10.3 硫酸鹽侵蝕試驗 120 3.10.3.1 試驗目的 120 3.10.3.2 試驗方法與參數 120 3.10.4 三點抗彎試驗法進行抗彎試驗 120 3.11 陶瓷活性粉混凝土之微觀分析 121 3.11.1 試驗目的 121 3.11.2 X光繞射分析(XRD)微觀分析 121 3.11.2.1試驗目的 121 3.11.2.2 試驗方式 121 3.11.2.3 X光繞射分析(XRD)微觀分析試驗儀器 121 3.11.3 熱重分析(TGA)微觀分析 123 3.11.3.1 實驗目的 123 3.11.3.2 實驗方式 123 3.11.3.3 試驗儀器 123 3.11.4電子顯微鏡觀測(SEM)微觀分析 125 3.11.4.1 試驗目的 125 3.11.4.2 試驗方式 125 3.11.4.3 試驗儀器 126 3.12.1 試驗目的 127 3.12.2 共振儀試驗法 127 3.12.2.1 實驗背景 127 3.12.2.2 實驗方式 129 3.12.2.3 試驗儀器 129 第四章 結果與討論 131 4.0 前言 131 4.1 陶瓷材料的性質 131 4.1.1 陶瓷材料的選用 131 4.1.2 陶瓷骨材的粒徑分析結果 131 4.2 陶瓷骨材於活性粉混凝土運用之配比最佳化 134 4.2.1 堆積性質指標 137 4.3基本力學性能試驗 139 4.3.1 抗壓強度試驗 139 4.3.1.1 抗壓強度 140 4.3.2 劈裂抗張強度試驗 143 4.3.2.1 劈裂張力強度 144 4.3.3 剪力強度試驗 145 4.3.3.1 剪力強度 146 4.4 陶瓷骨材活性粉混凝土密度與力學性質關係 149 4.5 陶瓷骨材活性粉混凝土之基本力學性質小結 152 4.6 熱穩定性質試驗 153 4.6.1 陶瓷骨材活性粉混凝土之熱穩定性質 154 4.6.2 熱穩定試驗小結 156 4.7 陶瓷骨材活性粉混凝土之耐久性研究 157 4.7.1 乾縮試驗 157 4.7.2 硫酸鹽腐蝕試驗 158 4.7.3 乾縮試驗結果比較 158 4.7.4 抗彎強度 164 4.7.5 耐久性抗壓強度 176 4.7.6 微觀分析 178 4.7.6.1 電子顯微鏡(sem)微觀分析 178 4.7.6.2 熱重分析(TGA) 189 4.7.6.3 X光繞射分析(XRD) 195 4.8 陶瓷骨材活性粉混凝土耐久性質小結 201 4.9 動態彈性模數檢測 201 第五章 結論與建議 203 5.1 結論 203 5.2 建議 204 參考文獻 20621479239 bytesapplication/pdfen-US活性粉混凝土陶瓷骨材耐久性質Reactive Powder ConcreteCeramic mateialsDurablethesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50277/1/ntu-96-R94521226-1.pdf