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Student Number 88322066
Author Lian-Yu Pain(潘亮宇)
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Department Civil Engineering
Year 2001
Semester 2
Degree Master
Type of Document Master's Thesis
Language zh-TW.Big5 Chinese
Title 花蓮溪安山岩骨材之鹼反應行為及抑制方法
Date of Defense 2002-01-18
Page Count 133
Keyword
  • 極效應
  • 醋酸鈾螢光試驗
  • 鹼─骨材反應
  • Abstract 本文針對花蓮溪安山岩骨材進行鹼-骨材反應特性及抑制方法的研究,以調整鹼含量及花蓮溪安山岩含量的方式,進行水泥砂漿棒膨脹試驗(ASTM C227)、混凝土角柱試驗(ASTM C1293),探討花蓮溪安山岩在鹼-骨材反應過程中的膨脹特性。並利用飛灰和爐石兩種波索蘭材料分別置換水泥砂漿棒及混凝土角柱中部份水泥量,以探討抑制花蓮溪安山岩鹼-骨材反應的成效。此外,針對花蓮港北岸與銅門電廠的消波塊以及豐平橋進行現地調查及鑽心取樣工作,進行醋酸鈾試驗、SEM、EDAX及鑽心試體表面骨材種類分析。
    根據研究結果發現,花蓮溪安山岩具有明顯的鹼-骨材反應,改變水泥砂漿棒及混凝土角柱中花蓮溪安山岩含量,發現悲極值(pessimum)的存在。因此,骨材中只要有少量花蓮溪安山岩,即可使膨脹應變量大幅增加,產生危害性的膨脹量。
    以飛灰和爐石兩種波索蘭材料抑制花蓮溪安山岩的鹼-骨材反應,可以得到明顯的效果。當固定飛灰爐石置換量時,花蓮溪安山岩含量越高時,其膨脹量被降低的比例越大,也就是抑制的效果越好。但要注意的是可能在安山岩骨材含量較微小的情況下,如果仍有鹼骨材反應的問題存在,添加飛灰爐石並不一定能有效抑制膨脹量,因此,在實際運用時,仍須小心安山岩含量少的現地環境。
    本文對鹼-骨材反應案例之現地調查及鑽心取樣分析,發現具有鹼-骨材反應的多項特徵,包括:地圖狀裂縫、貫穿骨材裂縫、反應膠體、骨材邊緣發生反應圈等。此外,將鑽心試體切片進行醋酸鈾螢光試驗,沿裂縫處或安山岩骨材周圍常出現淡黃綠色的螢光反應,可作為鹼-骨材反應生成物膠體存在的佐證。從前述各種徵象綜合研判,調查地點混凝土消波塊之劣化應與鹼-骨材反應有關。
    Table of Content 目  錄
    第一章 緒論
    1-1研究動機………………………………………………………01
    1-2研究目的………………………………………………………02
    1-3論文架構………………………………………………………04
    第二章 文獻回顧
    2-1鹼─骨材反應…………………………………………………05
    2-1-1鹼─氧化矽反應………………………………………..06
    2-1-2鹼─矽酸鹽反應………………………………………..06
    2-1-3鹼─碳酸鹽反應………………………………………..07
    2-2鹼─氧化矽反應的徵兆………………………………………07
    2-3混凝土的反應結構與損害…………………………………….09
    2-4產生反應骨材的類型………………………………………..11
    2-5水分以及環境的影響………………………………………..12
    2-6避免膨脹之ASR………………………………………………13
    2-6-1避免使用反應性骨材…………………………………13
    2-6-2限制水泥鹼含量………………………………………15
    2-6-3使用混合材料…………………………………………..16
    2-6-3-1飛灰……………………………………………….16
    2-6-3-2生或熟天然波索蘭……………………………….18
    2-6-3-3爐石……………………………………………….18
    2-6-3-4矽灰……………………………………………….19
    2-7混凝土裂縫詳述………………………………………………19
    2-8悲極效應(pessimum effect)簡介…………………………. .27
    第三章 試驗計畫與方法
    3-1試驗規劃……………………………………………………….30
    3-2試驗材料……………………………………………………….31
    3-3試驗方法及步驟……………………………………………….36
    3-3-1 ASTM C289-化學方法…………………………………36
    3-3-2 ASTM C1293混凝土角柱試驗………………………...42
    3-3-3 ASTM C227-Mortar Bar Method水泥砂漿棒試驗….44
    3-3-4 醋酸鈾螢光試驗………………………………………..50
    3-3-5 SEM及EDAX………………………………………….51
    3-3-6鑽心試體反應性骨材含量分析…………………………53
    第四章 試驗結果與分析
    4-1現地調查……………………………………………………….54
    4-1-1 花東縱谷195縣道橋樑調查…………………………..54
    4-1-2 花蓮港北岸及銅門電廠消波塊……………….……….57
    4-1-3 豐平橋鑽心試體……………………………………….83
    4-1-4 綜合討論………………………………………………..99
    4-2飛灰對花蓮溪安山岩含量之鹼骨材反應其抑制成效…….100
    4-2-1 ASTM C1293試驗結果……………………………….100
    4-2-2 ASTM C227試驗結果………………………………103
    4-3爐石對花蓮溪安山岩含量之鹼骨材反應其抑制成效…….106
    4-3-1 ASTM C1293試驗結果……………………………….106
    4-3-2 ASTM C227試驗結果………………………………108
    4-4花蓮溪安山岩反應潛勢化學分析(ASTM C289)
    4-4-1C289試驗結果…………………………………………112
    4-4-2綜合討論……………………………………………….115
    第五章 飛灰爐石抑制成效討論
    5-1 飛灰抑制成效………………………………………...118
    5-2 爐石抑制成效…………………………………………121
    5-3 膨脹量降低比值圖………………………………………123
    5-4 抑制成效示意圖……………………………………….116
    第六章 結論與分析
    6-1結論…………………………………………………………..130
    6-2建議…………………………………………………………..132
    參考文獻……………………………………………………133
    附錄
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