詹穎雯臺灣大學：土木工程學研究所郭振男2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50304轉爐石為轉爐吹氧煉鋼所產生的副產品，經過研磨後成為轉爐石粉，本次實驗所使用之轉爐石粉為細度8000cm2/g之高細度粉體，為了將轉爐石粉應用於自充填混凝土中，本研究分成兩部分： 一、作砂漿試驗以求得各種粉體組合的流動能力指標與黏滯性指標。 二、根據砂漿試驗的結果作自充填混凝土配比計算，進行自充填混凝土試拌，並作基本工程性質試驗。 第一部分為砂漿試驗，試驗結果發現以高細度轉爐石粉取代水泥，會對砂漿的流動能力有負面的影響，依據流動能力指標與黏滯性指標關係圖比較得知，在水膠比0.37時砂漿流動行為最接近SCC砂漿的流動行為，最有機會拌出自充填混凝土。 第二部分為SCC試驗，試驗結果發現砂漿試驗可以作為自充填混凝土配比設計的依據，可以成功的拌合出充填性良好的SCC，本研究4組SCC配比的28天抗壓強度介於350~430kg/cm2之間，適合一般工程使用，根據實驗結果，隨著轉爐石粉取代量的增加，混凝土強度發展愈幔，對於降低早期水化熱有正面的幫助。目錄 致謝………………………………………………………………..……………一 摘要………………………………………………………………………………二 目錄……………………………………………………………………………三 表目錄……………………………………………………………………………六 圖目錄…………………………………………………………………………七 照片目錄…………………………………………………………………………九 第一章 緒論 1 1.1研究動機與目的 1 1.2研究範圍 3 第二章 文獻回顧 5 2.1 轉爐石的來源 5 2.2 轉爐石的組成 5 2.2.1 轉爐石的物理性質 6 2.2.2 轉爐石的化學成分 8 2.3 轉爐石的使用現況 11 2.4 自充填混凝土簡介 12 2.4.1自充填混凝土配比設計原理 14 2.5 材料組成對流動性質影響 16 2.5.1 水泥及粉體 17 2.5.2 細骨材 19 2.5.3 粗骨材 21 2.5.4 用水量 22 2.5.5 化學摻料 23 2.6 高細度粉體對流動行為之影響 27 2.7 流動性質之量測 28 2.7.1水泥漿標準稠度試驗 29 2.7.2水泥漿流度試驗 30 2.7.3 砂漿流度試驗與砂漿V漏斗試驗 31 2.7.4 混凝土坍流度試驗 31 2.7.5 混凝土箱型試驗 32 2.7.6 混凝土V漏斗試驗 33 2.8 活性度品質指標 34 第三章 試驗計畫 37 3.1 實驗材料 37 3.2 基本實驗儀器及設備 38 3.3實驗架構 39 3.4 砂漿流度試驗與砂漿V漏斗試驗 40 3.4.1 試驗參數 41 3.5 SCC試驗 41 3.5.1 試驗參數與配比 42 3.5.2 V漏斗試驗 42 3.5.3 箱型試驗 44 3.5.4 坍流度試驗 45 3.5.5 含氣量試驗 46 3.5.6 泌水試驗 47 3.5.7 凝結試驗 48 3.5.8 單位重試驗 49 3.5.9 抗壓試驗 49 3.5.10彈性模數試驗 50 3.5.11活性指數試驗 51 第四章 實驗結果與討論 53 4.1 砂漿試驗結果 53 4.1.1轉爐石粉添加之影響 53 4.1.2 水膠比之影響 55 4.2 SCC試驗 55 4.2.1新拌混凝土的流動性能 56 4.2.1抗壓試驗結果 57 4.2.2彈性模數試驗結果 60 4.2.3凝結試驗結果 62 4.2.4 含氣量試驗結果 62 4.2.5 泌水試驗結果 63 4.2.6單位重試驗結果 63 4.2.7 活性指數試驗結果 64 第五章 結論與建議 67 5.1 結論 67 5.2 建議 69 參考文獻 70 表目錄 表2-1 大陸鋼廠鋼渣化學成份 ( 重量% ) 75 表2-2 中鋼轉爐渣化學成份 (重量%) 75 表2-3 美國典型鋼渣的化學成份 ( 重量% ) 76 表2-4 中鋼2001年9月~2002年8月高轉爐石產出統計表 76 表2-5 2001年轉爐石利用統計(用途別) 76 表2-6 粉體系高性能混凝土之規範【9】 77 表2-7 日本土木學會增稠劑系高性能混凝土之規範【9】 78 表2-8 日本土木學會併用系高性能混凝土之規範【9】 79 表2-9 Vs/Vm 之建議值範圍 80 表3-1 砂漿試驗粉體比例 81 表3-2 砂漿試驗配比表 81 表3-3 轉爐石SCC配比表 82 表4-1 砂漿試驗結果 83 表4-2 轉爐石SCC新拌性質試驗結果 84 表4-3轉爐石SCC各齡期抗壓強度 84 表4-4 轉爐石SCC各齡期彈性模數 84 表4-5 彈性模數預測式比較表 85 表4-6 轉爐石SCC初終凝時間 85 表4-7轉爐石SCC單位重試驗結果 85 圖目錄 圖2-1 轉爐石之產製過程 86 圖2-2 粉體系高流動混凝土之配比設計流程圖【9】 87 圖2-3 增稠劑系高流動混凝土之配比設計流程圖【9】 88 圖2-4 併用系高流動混凝土之配比設計流程圖【9】 89 圖2-5 不同漿體開始流動所需用水量【16】 90 圖2-6 砂漿中細骨材體積比對充填能力的影響【16】 90 圖2-7 強塑劑減水作用示意圖 91 圖2-8 強塑劑減水官能基示意圖 91 圖2-9 強塑劑分散效果之比較 92 圖2-10 化學摻料與混凝土充填能力關係圖 92 圖2-11 增稠劑對用水量的影響 93 圖2-12 相對流度面積比(Γp)與水灰容積比(VW/VP)關係圖【24】 93 圖2-13 砂漿V漏斗試驗裝置尺寸 94 圖2-14 混凝土坍流度試驗裝置尺寸 94 圖2-15 混凝土箱型試驗裝置尺寸 95 圖2-16 混凝土V漏斗試驗裝置尺寸 96 圖2-17 JIS C 種爐石水泥的水泥砂漿抗壓強度與鹽基度之關係 96 圖2-18 水泥中添加5％ 高爐熟料1，2 及日本Kawasaki 高爐熟料後抗壓強度指數與養護時間之關係 97 圖3-1實驗架構圖 98 圖3-2細骨材篩分析結果 99 圖3-3 砂漿L型流動槽尺寸 99 圖3-4 砂漿V漏斗尺寸 100 圖3-5 流動能力指標Bm定義圖 100 圖4-1 轉爐石添加量與流動能力指標關係圖 101 圖4-2 轉爐石添加量與黏滯性指標關係圖 101 圖4-3 水膠比與流動能力指標關係圖 102 圖4-4水膠比與黏滯性指標關係圖 102 圖4-5 流動性指表整合圖 103 圖4-6 轉爐石SCC各齡期抗壓強度比較圖 103 圖4-7 轉爐石取代量與抗壓強度關係圖 104 圖4-8 轉爐石SCC強度成長比值 104 圖4-9 轉爐石SCC彈性模數成長圖 105 圖4-10 與控制組比較之砂漿強度發展比例 105 照片目錄 照片3-1 MTS 萬能材料試驗機 106 照片3-2 多功能資料收集器(TDS-302 Data Logger) 106 照片3-3 水平雙軸式拌合機 107 照片3-4 空氣含量測定儀 107 照片3-5 環型應變架 108 照片3-6 砂漿L型流動槽 108 照片3-7 砂漿V漏斗 109 照片3-8 V漏斗試驗裝置 109 照片3-9 鋼筋間隙通過試驗裝置 110 照片3-10 坍流度及試驗用平板 110 照片3-11 初終凝測定儀 111 照片3-12 電阻式變位計 111 照片4-1 轉爐石SCC箱型試驗 112 照片4-2 轉爐石SCC箱型試驗 112 照片4-3 轉爐石SCC坍流度試驗 113 照片4-4 轉爐石SCC坍度試驗 113 照片4-5 試體製作過程 1144459351 bytesapplication/pdfen-US轉爐石自充填混凝土細度配比活性SCCsteel slagbasic oxygen furnace slagthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50304/1/ntu-94-R92521224-1.pdf