彈性變形

1997年，Goulias和Ali之研究發現，隨著橡膠顆粒的掺量的增加，混凝土之 動彈性模量與剛度增加，阻尼性能增加，而硬度與脆性降低。但亦有學者指出，

橡膠顆粒的加入會降低水泥砂漿之彈性模量[37]。此外，法國科學家A.Benzzouk 等人對不同表面狀態(密實表面與膨脹表面)橡膠顆粒對混凝土彈性之影響進行 研究。試驗結果顯示，混凝土中加入橡膠後，其彈性增加，且隨著顆粒粒徑的 增大，混凝土彈性行為表現越為顯著[37]。

第六節 橡膠混凝土受高溫作用後之行為

由於橡膠粉為非耐高溫材料，當溫度達到180℃時，橡膠開始軟化，溫度超 過250℃時，則開始降解[46]。因此，橡膠粉混凝土受高溫作用後，在不發生爆 裂，且外觀完整時，其質量損失小於5 %。而隨著橡膠粉摻量增加，混凝土之質 量損失略有增加。

由文獻47指出，橡膠混凝土經500 ℃之高溫作用後，其抗壓強度下降，相對 抗壓強度剩餘率最大約88.1 %，而最小約為70.0 %。而摻加較大粒徑(1.20 mm) 之橡膠混凝土試體，其抗壓強度損失相對較小，如圖2-19所示。此外，採用外摻 方法之試體殘餘抗壓強度較採用取代方法者高。在經500 ℃高溫作用後，有無摻 加橡膠粉之混凝土內部結構密實性都很高，其抗壓破壞形態與常溫時相近，均 為爆炸破壞，但爆炸聲較常溫時小。而在800 ℃高溫作用後，橡膠混凝土之性能 嚴重劣化，其抗壓強度急劇下降，大部分試體之相對抗壓強度剩餘率不足30 %。

只有少數試件由於未發生或只發生輕微爆，其相對抗壓強度剩餘率較高(達35. 0

%)，殘餘強度僅為38 MPa [47]。

橡膠粉混凝土立方體試塊在高溫後之抗壓強度與常溫下之抗壓強度比值, 如圖2-20所示[43]。由圖顯示，經500 ～ 600 ℃高溫作用後，在混凝土表面不發 生爆裂，且外觀完整之情況下，其強度減少量小於5 %。經高溫作用後，橡膠粉 混凝土試體在不發生破壞性爆裂時，所測得的抗壓強度不但沒有下降反而上 升，約增加4%~15 %。此現象主要是由於高強混凝土所採用之水膠比甚低，而橡 膠粉表面凹凸不平，且非極性，所以在攪拌時，橡膠粉將裹藏或吸附一定之水

分，使得新拌混凝土之坍度損失，接著影響水化物之成長，且隨著橡膠粉摻量 之增加，後期強度增加更為緩慢。此外，在高溫作用時，由於橡膠粉融解，釋 放其包藏的水分，並在一定區域連通混凝土內部之空間，而此空間內，如同高 溫蒸汽養護般，促使水泥進一步進行水化反應，並激發了摻合料之火山灰效應 及增強效應，從而強化該區域空間內之混凝土強度。同時，由於橡膠粉在攪拌 後均勻分佈於混凝土裡面，使得高溫後整體混凝土強度提高。然而當混凝土試 體發生爆裂時，其強度則明顯下降，最大損失超過25 %，甚至失去持荷能力[43]。

圖2-19 高溫作用前後橡膠混凝土之抗壓強度 資料來源：[47]

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表2-11 試體表面之變化與原因分析

摻1.20 mm橡膠粉的1個 試體外觀完整，其餘試體

另一方面，高溫作用前後橡膠混凝土之抗彎強度，如圖2-21所示。經500 ℃ 作用後，橡膠混凝土之抗彎強度變化較離散。大部分試體抗彎強度均呈下降之 趨勢，但下降幅度不大，相對抗彎強度剩餘率達90 %。個別試體則因為發生爆 裂，相對抗彎強度剩餘率低於80 %。總體而言，橡膠混凝土隨著橡膠粉摻量的 增加，其殘餘抗彎強度下降幅度增大。而經800 ℃作用後，橡膠混凝土之抗彎強 度與抗壓強度一樣急劇下降。與500 ℃作用後的抗彎強度相比，其下降幅度最大 超過60 %。而與純高強度混凝土相比，其殘餘抗彎強度則較高。此外，室溫(28 天)與500 ℃作用後之試體在抗彎破壞時，其斷面處砂、石與水泥石斷口較為平 整，內部結構密實。而經800 ℃作用後之試體抗彎破壞時，其斷面粗糙，各材料 斷口不規整，且有許多孔洞，密實性明顯下降[47]。

圖2-21 高溫作用前後橡膠混凝土之抗彎強度 資料來源：[47]