自 充 填 混 凝 土 強 度 預 測 模 式 及 礦 物 摻 料 最 佳 含 量 之 研 究 陳 聰 堅 毛 世 威 4 戴 毓 修 李 明 輝 國 防 大 學 理 工 學 院 動 力 及 系 統 工 程 學 系 陸 軍 軍 官 學 校 機 械 工 程 學 系 陸 軍 軍 官 學 校 土 木 工 程 學 系 4 國 防 大 學 理 工 學 院 國 防 科 學 研 究 所 摘 要 結 構 設 計 上, 混 凝 土 強 度 與 鋼 筋 降 服 強 度 同 等 重 要, 然 影 響 混 凝 土 強 度 因 素 甚 多, 諸 如 水 灰 比 水 固 比 骨 材 養 護 溫 度 養 護 時 間 空 氣 含 量 添 加 化 學 摻 劑.. 等 等 為 符 合 SCC 之 性 能, 所 使 用 之 粉 體 量, 端 視 工 程 品 質 標 準 及 構 造 物 施 工 條 件 決 定 其 用 量, 以 達 設 計 強 度 工 作 性 耐 久 性 等 性 能 之 要 求 對 於 SCC 配 比 設 計 多 以 美 國 ACI 為 依 據, 又 SCC 要 求 強 度 高, 足 以 提 供 結 構 物 之 抗 耐 震 能 力 針 對 SCC 配 比 設 計, 本 文 建 立 SCC 強 度 預 測 模 式, 考 慮 可 達 自 填 充 性 能, 及 在 最 大 抗 壓 強 度 條 件 下, 決 定 飛 灰 及 爐 石 粉 等 礦 物 摻 料 最 佳 含 量 對 設 計 者 而 言, 將 可 減 少 因 試 驗 設 計 不 當 重 複 試 驗 所 造 成 不 必 要 之 時 間 人 力 與 材 料 資 源 之 浪 費 關 鍵 詞 : 自 充 填 混 凝 土 抗 壓 強 度 飛 灰 爐 石 粉. 前 言 自 充 填 混 凝 土 (Self-Compacting Concrete) 係 指 澆 置 過 程 中 不 需 施 加 任 何 振 動 搗 實, 完 全 藉 由 其 自 身 之 充 填 能 力 而 充 填 至 鋼 筋 間 隙 及 模 板 各 角 落 之 高 性 能 混 凝 土 HPC(High Performance Concrete), 所 以 新 拌 階 段 之 混 凝 土 應 具 備 有 流 動 性 黏 滯 性 抗 析 離 性 通 過 性 及 填 充 性 之 特 性 [] 因 此 本 研 究 目 的 主 要 探 討 在 固 定 水 膠 比 (W/B) 水 泥 用 量 相 同 工 作 性 情 況 下, 配 比 變 數 則 以 不 同 粗 粒 料 最 大 粒 徑 MSA (Maximum Size of Aggregate) 不 同 卜 作 嵐 (Pozzolanic) 摻 料 比 例 來 探 討 自 充 填 混 凝 土 配 比, 並 評 估 其 新 拌 混 凝 土 性 質 及 硬 固 後 之 性 質 一 般 而 言, 混 凝 土 配 比 以 水 灰 比 (W/C) 及 耐 久 性 來 控 制 混 凝 土 品 質 [], 高 水 泥 用 量 低 坍 度 及 工 作 性 不 佳, 加 上 預 拌 混 凝 土 及 泵 浦 業 者 對 於 品 質 觀 念 不 一, 造 成 施 工 不 佳 構 造 物 品 質 不 穩 定 及 資 源 與 社 會 成 本 浪 費 ; 自 從 9 大 地 震 發 生 以 來, 眾 多 結 構 物 倒 塌, 曝 露 了 RC 構 造 物 的 設 計 與 施 工 問 題, 而 為 加 強 結 構 物 耐 震 能 力, 其 設 計 結 果 往 往 造 成 梁 柱 等 結 構 的 鋼 筋 密 佈, 混 凝 土 澆 置 施 工 不 易, 使 得 結 構 物 實 際 承 載 能 力 與 設 計 之 落 差 過 大, 耐 震 能 力 大 受 影 響, 所 以 如 何 加 強 結 構 物 抗 震 能 力, 提 升 工 程 品 質, 主 要 解 決 之 道 是 應 如 何 降 低 混 凝 土 澆 置 施 工 的 困 難 度 著 手, 然 而 如 何 針 對 強 度 工 作 性 及 耐 久 性 需 求 及 改 善 傳 統 普 通 混 凝 土 澆 置 困 難 ME-9
或 技 術 不 良 所 引 致 各 種 施 工 方 面 問 題, 為 改 善 結 構 物 品 質 及 混 凝 土 施 工 性, 國 內 外 專 家 學 者 針 對 混 凝 土 著 手 研 究 已 有 相 當 成 果, 尤 其 以 自 充 填 混 凝 土 (Self-Compacting Concrete) 配 比 方 法 及 工 程 性 質 部 分 研 究 較 為 顯 著 [] 自 充 填 混 凝 土 之 自 充 填 性 能 乃 利 用 水 泥 灰 飛 爐 石 水 化 學 摻 劑 及 粗 細 粒 料 等 材 料 所 組 成 之 材 料, 經 充 分 拌 和 後 所 有 組 成 材 料 能 懸 浮 於 漿 體 中, 粗 粒 料 間 摩 擦 力 阻 力 降 至 最 低, 新 拌 混 凝 土 變 形 能 力 及 黏 滯 性 大 增, 達 到 良 好 的 工 作 性 能 [4] 因 此, 考 量 SCC 之 自 填 充 的 性 能, 及 可 達 最 大 抗 壓 強 度 條 件 下, 本 文 建 立 SCC 強 度 預 測 模 式, 同 時 決 定 飛 灰 及 爐 石 粉 等 礦 物 摻 料 之 最 佳 含 量. 實 驗 計 畫 本 研 究 之 主 要 目 的 是 依 據 日 本 土 木 學 會 自 充 填 混 凝 土 (SCC) 之 規 範, 並 參 考 文 獻 [5] 加 以 改 良 之 自 充 填 混 凝 土 配 比 設 計 方 法, 分 別 以 不 同 最 大 粗 粒 料 粒 徑 MSA (Maximum Size of Aggregate) 及 不 同 卜 作 嵐 摻 料 比 例, 探 討 混 凝 土 新 拌 階 段 之 流 動 性 及 抵 抗 析 離 能 力 ( 確 保 其 自 充 填 性 能 ) 及 硬 固 後 之 抗 壓 強 度. 實 驗 材 料.. 水 泥 : 所 採 用 之 水 泥 品 牌 為 亞 洲 水 泥 公 司 生 產 之 TYPE I 型 水 泥, 其 性 質 需 符 合 CNS 6 第 一 型 波 特 蘭 水 泥 要 求, 其 化 學 性 質 如 表.. 粗 粒 料 : 粗 粒 料 經 過 篩 分 析 實 驗 ( 依 據 CNS 486 規 定 ) 比 重 實 驗 ( 依 據 ASTM C7) 吸 水 率 實 驗 (ASTM C8) 磨 損 實 驗 (AASHTO T96) 健 性 實 驗 (AASHTO T04) 粒 料 鹼 質 反 應 實 驗 (ASTM C89) 等 物 理 性 質 實 驗, 作 為 配 合 設 計 之 依 據, 其 實 驗 結 果 如 表.. 細 粒 料 : 細 粒 料 經 過 篩 分 析 比 重 吸 水 率 健 性 粒 料 鹼 質 反 應 實 驗 等 物 理 性 質 實 驗, 作 為 配 合 設 計 之 依 據, 其 實 驗 結 果 如 表..4 爐 石 : 採 用 中 聯 爐 石 公 司 所 生 產 之 水 淬 爐 石, 其 化 學 性 質 如 表..5 飛 灰 : 採 用 台 電 興 達 火 力 發 電 廠 所 生 產 之 F 級 飛 灰, 比 重 為., 其 化 學 性 質 如 表..6 強 塑 劑 : 採 用 高 正 實 業 有 限 公 司 (HICON) 所 生 產 之 多 元 有 機 酸 高 效 強 塑 劑, 屬 於 高 分 子 聚 合 物, 比 重 為.0~., 酸 鹼 值 為 ~5. 實 驗 參 數 及 配 比 自 充 填 混 凝 土 配 合 設 計 實 驗 之 實 驗 參 數 分 別 為, 配 比 之 固 定 參 數 為 水 膠 比 ( W/B ) 為 0., 粉 體 體 積 Vpowder=0.760, 粗 粒 料 用 量 體 積 Vg=0.85( 粗 粒 料 用 量 Wg=750kg/m ), 漿 體 體 積 Vpaste=0.44, 水 粉 體 積 比 Vw/Vpowder=0.955, 細 粒 料 使 用 率 (s/a) =55%, 配 比 之 變 數 以 9mm 之 粗 粒 料 最 大 粒 徑, 不 同 飛 灰 與 爐 石 混 合 比 分 別 為 ( 飛 灰 : 爐 石 ):90(0%:00%) 90(0 %:80%) 90(40%:60%) 904(50 %:50%) 905(60%:40%) 906(80 %:0%) 907(00%:0%) 及 mm 之 粗 粒 料 最 大 粒 徑, 飛 灰 與 爐 石 混 合 比 例 分 別 為 ( 飛 灰 : 爐 石 ):0(0%:00 %) 0(0%:80%) 0(40%: 60%) 04(50%:50%) 05(60%: 40%) 06(80%:0%) 07(00 %:0%), 共 十 四 組 配 比 作 為 比 較, 如 表 4. 實 驗 項 目 本 研 究 之 混 凝 土 性 質 實 驗 有 混 凝 土 新 拌 性 質 實 驗 包 括 坍 流 度 實 驗 V 型 漏 斗 實 驗 箱 型 實 驗 (Box Test) L 型 流 度 實 驗 確 保 其 自 充 填 性 能 混 凝 土 試 體 硬 固 實 ME-0
驗, 依 據 ASTM C9 或 CNS 混 凝 土 圓 柱 試 體 抗 壓 強 度 檢 驗 法 規 定 進 行 實 驗, 混 凝 土 試 體 尺 寸 為 φ0cm 0cm 之 圓 柱 試 體 本 實 驗 之 混 凝 土 試 體, 自 拆 模 後 放 置 養 治 池 中 養 護, 分 別 以 齡 期 7 天 8 天 56 天 及 9 天 進 行 抗 壓 實 驗 其 試 體 抗 壓 強 度 試 驗 結 果 如 表 5. 抗 壓 強 度 預 測 模 式 之 理 論 架 構. 非 線 性 函 數 回 歸 分 析 回 歸 分 析 與 所 使 用 的 數 學 模 型 有 很 大 的 關 係, 如 果 所 使 用 的 模 型 是 線 性 模 型, 則 此 類 問 題 稱 為 線 性 回 歸 (Linear Regression); 反 之, 則 稱 為 非 線 性 回 歸 (Nonlinear Regression) 影 響 SCC 強 度 之 因 素 相 當 複 雜, 無 法 以 簡 單 線 性 模 型 來 模 擬, 因 此, 本 文 利 用 非 線 性 函 數 模 型 來 作 回 歸 分 析, 以 數 學 來 描 述, 假 設 所 使 用 的 數 學 模 型 如 下 [6] ( x;, β ) y = f () 其 中 x 是 輸 入 向 量,, β 是 線 性 參 數, y 是 輸 出 變 數, 則 總 平 方 誤 差 為 E = m i= 其 中 ( x i, y i ) [ ( )] y f ;, β i x i () 是 第 i 個 已 知 資 料 點 由 於, β 是 f 的 線 性 參 數, 利 用 最 小 二 乘 法, 相 同 方 法 針 對 其 他 設 計 變 數 來 模 擬, 最 後 以 線 性 代 數 技 巧 來 求 解 線 性 參 數, β,, β, β,. 抗 壓 強 度 預 測 模 式 混 凝 土 抗 壓 強 度 預 測 模 式,00~00 Kearsley 已 做 一 系 列 之 研 究 00 Kearsley 提 出 飛 灰 含 量 對 混 凝 土 強 度 之 影 響 以 及 孔 隙 率 與 耐 久 性 之 關 係 [7,8] 00 Kearsley 再 提 出 孔 隙 率 與 混 凝 土 強 度 之 關 係, 並 建 立 數 學 模 式 如 下 [9] f c ( ln( t) ).74 ( ). 6 = 9.6 p () 00 Kearsley 再 提 出 孔 隙 率 和 飛 灰 含 量 對 混 凝 土 強 度 之 影 響, 並 建 立 模 式 如 下 [0] f c = λ + β t) 上 式 中 ( p) β β + ln( (4) ( a / c) β ( a c) = (5) + β / λ λ + ( a / c) λ ( a c) = (6) + λ / 在 () (4) 式 中 f c = 抗 壓 強 度 (MPa) t = 養 護 時 間 ( 天 ) p = 65 天 時 所 量 測 之 孔 隙 率 a / c = 飛 灰 / 水 泥 重 量 比, βi, λ i為 常 數 Kearsley 模 式 最 多 只 考 慮 兩 個 設 計 變 數, 但 是 影 響 混 凝 土 強 度 因 素 甚 多 本 文 利 用 實 驗 數 據 與 分 析 結 果, 考 慮 設 計 變 數 數 目 及 研 判 變 數 與 強 度 關 係 為 相 關 而 非 線 性, 故 修 正 Kearsley 模 式 本 文 依 據 實 驗 數 據 以 非 線 性 函 數 回 歸 分 析 和 線 性 代 數 來 建 立 SCC 強 度 預 測 模 式 如 下 : f c = + β ln(t) (7) 上 式 中 + ( s / c) ( ) s c ( a / c) β ( a c) = (8) + / + β / β β + 其 中 f c = (9) = 抗 壓 強 度 (MPa) t = 養 護 時 間 ( 天 ) s / c a / c = 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 = 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 i, β i 為 常 數 由 實 驗 結 果 顯 示, 水 泥 飛 灰 爐 石 含 量 養 護 時 間 將 影 響 SCC 強 度 所 以 本 文 選 擇 爐 石 水 泥 重 量 比 ( s / c) 飛 灰 水 泥 重 量 比 ( a / c) 養 護 時 間 為 變 數, 應 用 本 文 所 提 之 方 法 來 建 立 模 式 經 過 曲 線 模 擬 加 上 求 解 聯 立 方 程 式 可 得,,, β, β, β 常 數 如 表 6 SCC 抗 壓 強 度 預 測 結 果 如 圖, ME-
由 圖 中 可 知 曲 線 密 合 度 R = 0. 945, 證 明 本 模 式 之 可 靠 性 4. 礦 物 摻 料 最 佳 含 量 4. 礦 物 摻 料 含 量 對 抗 壓 強 度 之 影 響 從 970 年 代 開 始, 美 國 混 凝 土 學 會 ACI 所 建 議 以 強 度 確 定 水 灰 比 及 工 作 性 ( 坍 度 ) 的 混 凝 土 配 比 設 計 法, 常 久 已 來 為 國 內 混 凝 土 配 合 設 計 所 用 直 至 995 年 ACI 8-95[] 規 範 中, 把 卜 索 蘭 材 料 如 飛 灰 爐 石 粉 矽 灰 等 礦 物 摻 料 納 為 混 凝 土 組 成 材 料, 並 由 水 泥 飛 灰 爐 石 粉 和 矽 灰 等 調 配 之 膠 結 材 料, 以 水 膠 比 取 代 水 灰 比 [] 由 於 卜 索 蘭 材 料 係 指 含 氧 化 矽 及 氧 化 鋁 與 水 泥 水 化 生 成 氫 氧 化 鈣, 或 外 加 鹼 物 質 (N K C) 產 生 緩 和 的 卜 索 蘭 反 應, 轉 代 成 類 如 水 泥 水 化 之 C-S-H( 鈣 - 矽 - 水 化 物,C S H ) 膠 體 及 水 孔 隙 藉 由 礦 物 摻 料 添 加 提 高 粉 體 量, 來 達 到 控 制 混 凝 土 稠 度, 避 免 大 幅 提 高 流 動 性 後 造 成 均 勻 性 (Consistency) 負 面 影 響 [], 因 礦 物 摻 料 本 身 化 學 反 應 不 若 水 泥 靈 敏, 可 減 少 混 凝 土 初 期 水 合 熱, 加 上 可 使 混 凝 土 工 作 性 及 緻 密 性 的 提 昇, 使 得 混 凝 土 配 合 設 計 之 技 術 上 有 大 幅 度 提 昇, 更 滿 足 混 凝 土 符 合 工 程 所 需 的 性 能 由 實 驗 結 果 發 現 混 凝 土 粗 粒 料 最 大 粒 徑 (MSA) 與 爐 石 與 飛 灰 摻 用 比 例 是 息 息 相 關, 且 摻 用 卜 作 嵐 摻 料 之 混 凝 土 試 體 隨 齡 期 增 加 而 愈 緻 密 抗 壓 強 度 均 隨 著 試 體 齡 期 增 加 而 增 大, 其 中 爐 石 與 飛 灰 摻 用 比 例 方 面, 爐 石 使 用 比 例 較 高 時 早 期 強 度 發 展 速 率 較 快, 晚 期 強 度 發 展 速 率 則 較 為 平 緩, 相 對 地 飛 灰 使 用 比 例 較 高, 早 期 強 度 發 展 速 率 較 緩, 晚 期 強 度 發 展 速 率 則 較 高, 這 是 因 為 爐 石 之 化 學 成 分 與 水 泥 相 近, 水 化 速 度 較 快, 所 以 強 度 發 展 較 快, 而 飛 灰 成 分 與 水 泥 大 有 不 同, 其 主 成 分 為 SiO Al O Fe O, 其 玻 璃 質 SiO 可 與 水 泥 水 化 產 物 CH( 氫 氧 化 鈣 ) 發 生 反 應, 形 成 C-S-H 膠 體, 且 受 至 於 三 氧 化 硫 (SO ) 含 量, 以 致 影 響 水 化 速 度, 因 此 強 度 發 展 也 較 晚 如 圖 顯 示 粗 粒 料 最 大 粒 徑 (MSA)9mm mm,7 8 天 抗 壓 強 度 隨 著 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 增 加 而 增 加 56 9 天 最 大 抗 壓 強 度 下, 可 以 找 到 最 佳 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 相 對 地, 如 圖 4 5 顯 示 粗 粒 料 最 大 粒 徑 (MSA)9mm mm,7 8 天 抗 壓 強 度 隨 著 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 增 加 而 遞 減 56 9 天 最 大 抗 壓 強 度 下, 可 以 找 到 最 佳 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 4. 礦 物 摻 料 最 佳 含 量 如 圖 顯 示 粗 粒 料 最 大 粒 徑 (MSA) 9mm,7 8 天 抗 壓 強 度 隨 著 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 增 加 而 增 加 56 9 天 最 大 抗 壓 強 度 下, 可 以 找 到 最 佳 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 最 佳 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 之 決 定, 本 文 以 二 次 多 項 式 模 擬 56 9 天 之 抗 壓 強 度 曲 線, 其 二 次 多 項 式 如 下 : ( s / c) + m( s c) n f c = l / + 其 中 f c = 抗 壓 強 度 (MPa) s / c = 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 l, m, n 為 常 數 (0) 再 以 (0) 式 對 s / c 微 分 之 後, 可 以 求 得 最 佳 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 如 表 7 同 理, 如 圖 顯 示 粗 粒 料 最 大 粒 徑 (MSA)mm,56 9 天 最 大 抗 壓 強 度 下, 可 以 找 到 最 佳 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 如 表 7; 相 反 地, 如 圖 4 顯 示 粗 粒 料 最 大 粒 徑 (MSA)9mm,7 8 天 抗 壓 強 度 隨 著 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 增 加 而 遞 減 56 9 天 最 大 抗 壓 強 度 下, 可 以 找 到 最 佳 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 最 佳 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 之 決 定, 本 文 以 二 次 多 項 式 模 擬 56 9 天 之 抗 壓 強 度 曲 線, 其 二 次 多 項 式 如 下 : ( a / c) + m( a c) n f c = l / + () ME-
其 中 f c = 抗 壓 強 度 (MPa) a / c = 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 l, m, n 為 常 數 再 以 () 式 對 a / c 微 分 之 後, 可 以 求 得 最 佳 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 如 表 8 同 理, 如 圖 5 顯 示 粗 粒 料 最 大 粒 徑 (MSA)mm,56 9 天 最 大 抗 壓 強 度 下, 可 以 找 到 最 佳 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 如 表 8 5. 結 論 針 對 本 文 研 究 分 析 所 得 結 果, 可 整 理 出 以 下 幾 點 結 論 :. 影 響 混 凝 土 強 度 因 素 甚 多, 諸 如 水 灰 比 水 固 比 骨 材 養 護 溫 度 養 護 時 間 空 氣 含 量 添 加 化 學 摻 劑.. 等 等, 本 文 已 建 立 三 個 變 數 之 SCC 強 度 預 測 模 式, 對 SCC 預 測 可 得 曲 線 密 合 度 R = 0.945, 證 明 本 模 式 之 可 靠 性. 粗 粒 料 最 大 粒 徑 (MSA)9mm,7 8 天 抗 壓 強 度 隨 著 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 增 加 而 增 加 56 9 天 最 大 抗 壓 強 度 下, 依 本 文 所 提 之 方 法, 可 以 找 到 最 佳 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 粗 粒 料 最 大 粒 徑 (MSA)mm,56 9 天 最 大 抗 壓 強 度 下, 可 以 找 到 最 佳 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 如 表 7. 粗 粒 料 最 大 粒 徑 (MSA)9mm,7 8 天 抗 壓 強 度 隨 著 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 增 加 而 遞 減 56 9 天 最 大 抗 壓 強 度 下, 依 本 文 所 提 之 方 法, 可 以 找 到 最 佳 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 粗 粒 料 最 大 粒 徑 (MSA) mm,56 9 天 最 大 抗 壓 強 度 下, 可 以 找 到 最 佳 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 如 表 8 參 考 文 獻 High-Performance Concrete, ACI Material Journal, vol.9, no.5, pp.-, September-October 996. []ACI Committee.,Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete,99. []Aykut Cetin and Ramon L. Carrasquillo, High-Performance Concrete:Influence of Coarse Aggregate on Mechanical Properties,ACI Material Journal, vol.95, no., pp.5~6, May-June 998. [4]Jin-Keun Kim,Sang Hun Han,Yon Dong Park and Jae Ho Noh, Material Properties of Self-Flowing Concrete, ASCE Journal, vol.0, no.4, pp.44-49, November, 998. [5]Okamura,H. Self-Compacting High Performance Concrete,ACI Concrete International, pp50-54, July 997. [6] 張 智 星,Matlab 程 式 設 計 與 應 用, 清 蔚 出 版 社, 桃 園, 第 8-~8-,000 [7] E.P. Kearsley, P.J. Wainwright "The effect of high fly ash content on the compressive strength of foamed concrete", Cem. Concr. Res.,pp.05~, 00. [8]E.P. Kearsley, P.J. Wainwright, Porosity and permeability of foamed concrete. Cem. Concr. Res., pp.805~8, 00. [9]E.P. Kearsley, P.J. Wainwright, The effect of porosity on the strength of foamed concrete. Cem. Concr. Res., pp.~9, 00. [0]E.P. Kearsley, P.J. Wainwright, Ash content for optimum strength of foamed concrete. Cem. Concr. Res., pp.4~46, 00. []ACI Committee8-95, Building Code Requirements Structural Concrete, American Concrete Institute, 995 []P-K Chang, Y-N Peng, Influence of mixing techniques on properties of high performance concrete Cement and Concrete Research pp.87~95, 00. []B.H. Bharatkumar, R. Narayanan, B.K. Raghuprasad, D.S. Ramachandramurthy, Mix proportioning of high performance concrete Cement & Concrete Composites pp.7~80, 00. []Said Iravani, Mechanical Properties of ME-
90 00 Measured Strength(MPa) 80 60 40 0 MSA9mm MSAmm R^=0.945 Compressive Strength (MPa) 80 70 60 50 40 0 9mm:9 day 9mm:56 day 9mm:8 day 9mm: 7 day 0 40 60 80 00 Predicted Strength(MPa) 0 0. 0.4 0.6 0.8 slag/cement ratio 圖 預 測 強 度 與 實 驗 值 比 較 圖 圖 爐 石 粉 / 水 泥 比 與 抗 壓 強 度 關 係 圖 (9mm) Compressive Strength(MPa) 80 70 60 50 40 0 mm:9 day mm:56 day mm:8 day mm: 7 day Compressive Strength (MPa) 90 80 70 60 50 40 0 9mm:9 day 9mm:56 day 9mm:8 day 9mm: 7 day 0 0. 0.4 0.6 0.8 slag/cement ratio 0 0. 0.4 0.6 0.8 Ash/cement ratio 圖 爐 石 粉 / 水 泥 比 與 抗 壓 強 度 圖 4 飛 灰 / 水 泥 比 與 抗 壓 強 度 關 係 圖 (mm) 關 係 圖 (9mm) 80 Compressive Strength (MPa) 70 60 50 40 0 mm:9 day mm:56 day mm:8 day mm: 7 day 0 0. 0.4 0.6 0.8 Ash/cement ratio 圖 5 飛 灰 / 水 泥 比 與 抗 壓 強 度 關 係 圖 (mm) 表 粗 粒 料 物 理 性 質 實 驗 結 果 ME-4
粗 粒 料 (<9mm) 粗 粒 料 (<mm). 篩 分 析 過 篩 百 分 比. 篩 分 析 過 篩 百 分 比 /" - /" - " - " - /" - /" - " 00 " 00 /4" 94 /4" 00 /" 5 /" 65 /8" 7 /8" 46 #4 #4 #8 #8. 比 重.66. 比 重.6. 吸 水 率 (%).. 吸 水 率 (%).5 4. 洛 杉 磯 磨 損 試 驗 (%) 5 4. 洛 杉 磯 磨 損 試 驗 (%) 5 5. 環 硫 酸 鈉 鍵 性 損 失 (%) 0.4 5. 環 硫 酸 鈉 鍵 性 損 失 (%) 0.4 表 細 粒 料 物 理 性 質 實 驗 結 果 細 粒 料 ( 粗 粒 料 <9mm) 細 粒 料 ( 粗 粒 料 <mm). 篩 分 析 過 篩 百 分 比. 篩 分 析 過 篩 百 分 比 /8" 00 /8" 00 #4 00 #4 00 #8 8 #8 8 #6 58 #6 58 #0 4 #0 4 #50 7 #50 7 #00 8 #00 8 #00 4. #00 4. F.M F.M. 比 重.6. 比 重.6. 吸 水 率 (%).4. 吸 水 率 (%).4 4. 環 硫 酸 鈉 鍵 性 損 失 (%) 0.67 4. 環 硫 酸 鈉 鍵 性 損 失 (%) 0.67 表 似 水 泥 材 料 之 化 學 成 分 Properties Cement Fly ash Slag SiO(%) 9. 58.8~59..67 AlO(%) 6.4 9.9~40. 0.56 FeO(%) 5..0 MgO(%) 0.7 0.~0.4 9.6 CaO(%) 6.78 0.86~.0.45 SO(%).9-0. NaO, KO(%) 0.97 0.59~.5.4 LOI(%).4.05~.08 - Free lime 0. - 0.7 Specific gravity.4.5.95 表 4 SCC 配 比 參 數 表 配 比 編 號 水 灰 比 (w/c) 水 膠 比 (w/b) 水 粉 比 (Vw/Vp) Fly ash(kg/m) slag(kg/m) 90 0.58 0. 0.96 0 0 ME-5
90 0.58 0. 0.96 46 84 90 0.58 0. 0.96 9 8 904 0.58 0. 0.96 5 5 905 0.58 0. 0.96 8 9 906 0.58 0. 0.96 84 46 907 0.58 0. 0.96 0 0 0 0.58 0. 0.96 0 0 0 0.58 0. 0.96 46 84 0 0.58 0. 0.96 9 8 04 0.58 0. 0.96 5 5 05 0.58 0. 0.96 8 9 06 0.58 0. 0.96 84 46 07 0.58 0. 0.96 0 0 表 5 SCC 試 體 抗 壓 強 度 試 驗 結 果 配 比 編 號 7 day 8day 56day 9day 90 556 690 7 758 90 5 587 7 785 90 5 584 764 84 904 508 557 765 877 905 456 487 6 79 906 4 546 598 7 907 74 469 54 68 0 54 649 765 8 0 470 586 64 70 0 464 564 684 74 04 40 555 6 79 05 08 495 67 688 06 99 56 649 7 07 444 6 695 表 6 SCC 預 測 模 式 之 常 數 Constant Case-9mm Case-mm 40.84 08.0-86.44-85.45 6.07-5.5 β 09.6 49.9 β 09.9-4.59 β 4.8 8.66 表 7 不 同 齡 期 抗 壓 強 度 曲 線 之 常 數 與 最 佳 爐 石 粉 / 水 泥 重 量 比 Age 7 8 56 9 Case-9mm l -0.845 -.7-7.088-80.545 m 9.449.7 8.76 7.0 n 6.767 4.59 5.76 65.559 ME-6
Optimum s/c 0.557 0.45 Case-mm l -. -8.87 -.97-7.654 m.0 0.755 4.574.87 n 8.956 44.4 60.05 67.45 Optimum s/c 0.56 0.85 表 8 不 同 齡 期 抗 壓 強 度 曲 線 之 常 數 與 最 佳 飛 灰 / 水 泥 重 量 比 Age 7 8 56 9 Case-9mm l -0.5 -.99-7.065-80.05 m -7.88-6.56 0.07 50.5 n 54.778 64.04 7.67 74.79 Optimum a/c 0.09 0.4 Case-mm l -.7-8.5 -.96-7.405 m -8.795-7.88.888.0 n 5.4 6.69 65.079 67.504 Optimum a/c 0.9 0.8 ME-7
A Study of Prediction Model and Optimum Mixtures Content for Compressive Strength of Self-Compacting Concrete T. C. Chen S. W. Mao Y.S. Tai M. H. Le 4 Department of Weapon Systems Engineering, Chung Cheng Institute of Technology, National Defense University, Taiwan Department of Mechanical Engineering, R.O.C. Military Academy, Fengshan, Kaohsiung, Taiwan, R.O.C. Department of Civil Engineering, R.O.C. Military Academy, Fengshan, Kaohsiung, Taiwan, R.O.C. 4 School of Defense Science, Chung Cheng Institute of Technology, National Defense University, Taiwan ABSTRACT The strength of concrete and the yield strength of reinforce is the same important in the structure design. The strength of concrete was influenced by water/cement ratio, water/solid ratio, aggregate, curing condition, time, air entrainment, admixtures etc. The mixtures content was calculated by according to the quality of engineering and the constructional condition. In this paper, a prediction model and optimum mixtures content for compressive strength is developed to counter mixed proportion design of Self-Compacting Concrete. For designer, it can reduce lose time, manpower and material resources consume. Keywords:Self-Compacting Concrete, Compressive strength, Ash fly, Slag. ME-8