第三章 實驗室規劃與設計
3.3 實驗設計
本研究根據剪力及彎矩兩種配筋方式，規劃製作每組18 根共六組 108 根之 混凝土試體梁，其設計內容如下。
3.3.1 配筋設計
本研究實驗設計主要係以三種不同設計強度(140kgf/cm2 (2000psi)、210 kgf/cm2 (3000psi)、350 kgf/cm2 (5000psi))之混凝土試體構件植入 RFID 晶片，並 讀取標籤通訊效果，最後進行實體構件之四點抗彎及抗剪試驗，檢視植入標籤否 會影響試體強度。其規劃設計實體斷面尺寸長150cm＊寬 15cm＊高 20cm，如下 圖3.1 至 3.3 所示：
圖 3.1 鋼筋混凝土彎矩梁設計
#5 #3
5cm
@10cm
@12cm
40cm 60cm 40cm 5cm
150cm
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圖 3.2 鋼筋混凝土剪力梁設計
圖 3. 3 鋼筋混凝土彎矩、斷面梁斷面設計
3.3.2 配比設計
本實驗根據不同的強度設計相對配比，其配比方式如下表3.1所示：
表3.1 混凝土配比設計 設計強度
(fc’)
水灰比 水泥量
(m3)
粗骨材 (kgf/m3)
細骨材 (kgf/m3)
水量 (kgf/m3) 140(kgf/cm2) 0.72 210/0.72=291.66 1024.8 770.33 210 210(kgf/cm2) 0.58 362.1 1024.8 715.5 210 350(kgf/cm2) 0.31 450.50 1024.8 677.72 210
＃5 ＃3
150cm 5cm×2
145cm
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3.3.3 編號設計
本實驗為便利辨識與記錄，故設計一套編碼方式針對RC 構件之破壞型式、
混凝土強度、標籤種類及編號加以說明，其編排方式如下圖3.4 所示；而構件代 碼左到右依序為四部份，詳述如下表3.2 所示：
圖3.4 試體編碼方式 表3.2 編碼說明
編號 說明
第一碼(代表試體破壞型式) M 表彎矩構件；V 表剪力構件
第二碼(代表混凝土強度) A 表 210kgf/cm2 (3000psi)；B 表 140 kgf/cm2 (2000psi)；C 表 350kgf/cm2 (5000psi) 第三碼(代表 RFID 標籤種類) L 表 RFID 低頻標籤；H 表 RFID 高頻標籤；
U 表 RFID 超高頻標籤
第四碼(代表號數) 1 表第一個構件；2 表第二個構件
經實驗設計一共將構件分成三部分，第一部份編號1-10，植入低頻標籤；第 二部分編號11-15，植入高頻及超高頻標籤；第三部分編號 16-18，不植入任何 標籤代表控制組，其分類如下表3.3 至表 3.4 所示。
M A L - 1
第一碼 第三碼
第二碼 第四碼
27 VAH(U)15
1-1.5 中間
MAH(U)11 MAH(U)12 MAH(U)13 MAH(U)14 MAH(U)15
1-1.5 中間
VAH(U)&MAH(U)-16 VAH(U)&MAH(U)-17 VAH(U)&MAH(U)-18
無晶片 控制組
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3.3.4 實驗變數設計說明
本研究依據實驗需求，將實驗變數詳細說明如下表3.5 所示：
表3.5 實驗變數說明
設計名稱 設計說明
標籤種類
本實驗採用兩種不同的標籤，低頻標籤為鑰匙型；高頻、超高頻為 卡片型。
植入時間
本次實驗共分成三次進行，每次灌漿36 根 RC 構件，每次拌合兩根，
灌漿抹平後立即植入。
植入方式
本實驗採兩種不同的方式植入
1.鑰匙型標籤：灌漿後植入構件中央 1.5-2cm 與側邊 1-1.5cm，植入 時用尺向下量測距離確保位置。
2.卡片型標籤：灌漿後利用尺量測距模版內 1cm 處，將標籤以平行 側邊模版的方式，長、短兩邊垂直植入構件中。
綁紮方式
本實驗採兩種不同的方式綁紮
1.鑰匙型標籤：灌漿前綁紮在構件中央。
2.卡片型標籤：灌漿前綁紮在構件側邊鋼筋上或鋼筋間。
說明：所謂短邊植入即卡片型標籤之短邊平行主筋，而長邊植入即 卡片型標籤之長邊平行主筋。
讀取時間 構件完成後，第28 天讀取測試。
讀取距離 讀取距離為距離保護層後讀取器無法讀取標籤之最遠讀取距離。
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