第四章 實驗結果
第一節 實驗前之預備工作
本實驗共製作 108 個混凝土圓柱試體,澆置後 24 小時硬固後拆 模,改置於水槽中進行養護。至齡期28 天後,移至常溫室內陰暗處儲 放,此時混凝土水化作用仍持續進行。為考量試體水中養護完成時,
其含水量高,易影響實驗結果,故本研究以試體齡期約六個月時,包 覆CFRP;至齡期至 10 個月,進行加熱與抗壓實驗。
另有需補充說明的是,依據本研究使用之加熱設備(烘箱)文件 資料雖標示可達最高溫度為 200°C,但受限其性能條件,實際進行加 熱時其溫度最高僅達198°C,故以 198°C 為本年期研究之溫度上限。
第二節 實驗結果 4.2.1 無圍束之混凝土試體實驗結果
經加熱及進行抗壓強度實驗後,未包覆 CFRP 之混凝土圓柱 試體之抗壓強度如表4-1 所示,試體破壞情形如圖 4-1。由於部分 實驗(如50°C 恆溫 1 小時以上等)仍進行中,僅就目前已完成實 驗之數據進行討論。
各升溫條件之試體,在加熱過程中並無發現試體表面有水分 滲出等情況。
由表4-1 結果發現,溫度條件影響抗壓強度並不太大,但相較 之下升溫至150°C 及 198°C 者,其抗壓強度明顯降低。
表4-1 無圍束試體之抗壓強度 升溫條件 平均抗壓強度
(kg/cm2) 升溫條件 平均抗壓強度 (kg/cm2) 常溫 395.21 升溫至100°C
(恆溫1 小時) 404.47 升溫至50°C
(恆溫1 小時) 417.62 升溫至150°C
(恆溫1 小時) 323.91 升溫至75°C
(恆溫1 小時) 418.37 升溫至198°C
(恆溫1 小時) 300.96
(資料來源:本研究實驗)
圖4-1 無圍束試體之破壞情形
(資料來源:本研究拍攝)
4.2.2 一層 CFRP 圍束之混凝土試體實驗結果
本小節受測試體係以一層CFRP 圍束包覆,其 CFRP 重疊長度 為 10cm,經加熱及進行抗壓強度實驗後,其抗壓強度如表 4-2 所 示,試體破壞情形如圖 4-2。由於部分實驗(如 50°C 恆溫 1 小時
第四章 實驗結果
以上等)仍進行中,僅就目前已完成實驗之數據進行討論。
各升溫條件之試體,在加熱過程中並無發現試體表面有水分 滲出等情況,亦無發現CFRP 有黏合脫落的情形。
由表4-2 結果發現,溫度條件影響抗壓強度並不太大,但與無 圍束者相同,相較之下升溫至 150°C 及 198°C 者,其抗壓強度明 顯降低。
表4-2 一層 CFRP 圍束試體之抗壓強度
升溫條件 平均抗壓強度
(kg/cm2) 升溫條件 平均抗壓強度 (kg/cm2) 常溫 603.11 升溫至100°C
(恆溫1 小時) 594.06 升溫至50°C
(恆溫1 小時) 589.99 升溫至150°C
(恆溫1 小時) 545.91 升溫至75°C
(恆溫1 小時) 605.76 升溫至198°C
(恆溫1 小時) 532.70
(資料來源:本研究實驗)
圖4-2 一層 CFRP 圍束試體之破壞情形
(資料來源:本研究拍攝)
從圖4-2 可以看出,CFRP 圍束試體之破壞,包括混凝土本身 的破壞及CFRP 斷裂,如同一般文獻所述,整體類似爆裂的情況,
此時強度已達未圍束者的1.5 倍左右。混凝土破裂後之碎片在週邊 四散,有時斷裂的CFRP 碎片亦伴隨著。
4.2.3 二層 CFRP 圍束之混凝土試體實驗結果
本小節受測試體係以二層CFRP 圍束包覆,其 CFRP 重疊長度 為10cm,完成第一層貼覆工作經 1 天之後,再進行第二層之貼覆。
第二層之重疊處與第一層重疊處並未於同一處,但也並非呈固定 距離。經加熱及進行抗壓強度實驗後,其抗壓強度如表4-3 所示,
試體破壞情形如圖 4-3。由於部分實驗(如 50°C 恆溫 1 小時以上 等)仍進行中,僅就目前已完成實驗之數據進行討論。
各升溫條件之試體,在加熱過程中並無發現試體表面有水分 滲出等情況,亦無發現CFRP 有黏合脫落的情形。
第四章 實驗結果
由表4-3 結果發現,升溫至 75°C 者抗壓強度最高,而常溫者 最低。與前面結果不同的,升溫至 150°C 的投壓強度明顯減弱許 多。是否真為如此,或因樣本數過少所造成之偏頗現象,有待本 研究實驗完成後再行觀察。
表4-3 二層 CFRP 圍束試體之抗壓強度
升溫條件 平均抗壓強度
(kg/cm2) 升溫條件 平均抗壓強度 (kg/cm2) 常溫 681.91 升溫至100°C
(恆溫1 小時) 839.29 升溫至50°C
(恆溫1 小時) 839.95 升溫至150°C
(恆溫1 小時) 739.60 升溫至75°C
(恆溫1 小時) 872.40 升溫至198°C
(恆溫1 小時) 831.57
(資料來源:本研究實驗)
圖4-3 二層 CFRP 圍束試體之破壞情形
(資料來源:本研究拍攝)