板試體高溫爆裂行為

本項主要探討兩種不同聚丙烯纖維含量 0 及 0.1 %體積比的超高強度混凝土 的抗爆裂性及其加熱過程混凝土內部的蒸汽壓力及水分遷移之變化行為。

板試體依第三章第二節試體規劃澆灌製作完成，1 週後拆除模板，直接置放 於地板上存放，於大氣中養護直至試驗，兩試體養護及置放的環境皆相同。因試 體係為直接置放於地板，因此其水分僅有上表面可自由散失，使試體內部仍有較 高的相對濕度，試驗前量測記錄其內部初始相對濕度。高溫爆裂行為依第三章第 四節實驗步驟進行，高溫試驗時，以 CNS 12514-1 標準升溫速率加熱，加熱過程 紀錄高溫爐爐溫及試體內部距曝火面不同高度位置的溫度變化、蒸氣壓力和相對 濕度變化及試體非曝火面的現象變化。

壹、板試體 S00

試驗前試體 S00 量測其內部初始相對濕度，約在 86~97 %。加熱過程高溫爐 爐溫及試體內部距曝火面不同高度位置的溫度變化、蒸氣壓力和相對濕度變化及 試體加熱前後情形如圖4-13~25 及表 4-2 所示。

圖 4-13 試體S00 爐內加熱升溫曲線

圖 4-15 試體S00 內部相對濕度變化曲線

圖 4-17 試體S00 試驗前非曝火面及量測配置

（資料來源：本研究整理）

圖 4-18 試體S00 試驗前曝火面

（資料來源：本研究整理）

圖 4-19 試體S00 試驗中非曝火面情形

（資料來源：本研究整理）

圖 4-20 試體S00 試驗中曝火面爆裂嚴重，鋼筋外露（加熱時間 35 分鐘時）

（資料來源：本研究整理）

圖 4-21 試體S00 試驗後，爐內佈滿爆裂剝落的混凝土碎塊

（資料來源：本研究整理）

圖 4-22 試體S00 試驗後非曝火面

（資料來源：本研究整理）

圖 4-23 試體S00 試驗後曝火面

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400

位置

(mm)

圖 4-25 試體S00 試驗後曝火面爆裂範圍及深度（立體圖）

板試體 S00 的試驗結果及試驗觀察如以上圖表所示。爐溫依循 CNS 12514-1

有猛烈爆裂的影響。因試體曝火表面持續不斷的爆裂剝落，造成試體壓力的累積

圖 4-27 試體S10 內部升溫曲線

圖 4-29 試體S10 內部壓力變化曲線

（資料來源：本研究整理）

圖 4-30 試體S10 試驗前非曝火面及量測配置

（資料來源：本研究整理）

0 1 2 3 4 5 6 7

0 10 20 30 40 50 60

壓力(psi)

時間(分)

P1 P2 P3 P4 P5

圖 4-31 試體S10 試驗前曝火面

（資料來源：本研究整理）

圖 4-32 試體S10 試驗中非曝火面情形

（資料來源：本研究整理）

圖 4-33 試體S10 試驗中曝火面無爆裂情形（加熱時間 50 分鐘時）

（資料來源：本研究整理）

圖 4-34 試體S10 試驗後非曝火面

圖 4-35 試體S10 試驗後曝火面

（資料來源：本研究整理）

表 4-3 板試體S10 加熱過程現象紀錄

時間 (分) 加熱過程現象

0 點火，加熱試驗開始

22 試體非曝火面壓力計邊開始有少許滲水 30 試體非曝火面相對濕度計邊開始有少許滲水

～ 至熄火前，非曝火面水汽皆為從量測元件、吊鉤旁滲出 60 熄火，加熱試驗結束，試體曝火面無爆裂剝落發生

（資料來源：本研究整理）

板試體 S10 的試驗結果及試驗觀察如以上圖表所示。爐溫依循 CNS 12514-1 快速升溫，板試體內部溫度約從加熱開始 3 分鐘後開始上升，但因試體曝火面無 爆裂剝落發生，試體內部溫度的上升趨勢隨爐溫上升而增加。到試驗結束，試體

曝火面完整無任何爆裂剝落發生，試體內部距曝火面 10 公分處溫度平均約為 108

℃，而試體非曝火面表面溫度則保持僅在約 55 ℃。

由圖 4-28 觀察可知試體內部水分的遷移情形，其內部初始相對濕度，約在 86~90 %，加熱開始後，距試體表面 3.27 公分（RH1）及 5 公分（RH2）處的相對 濕度量測元件同樣也約在 5 分鐘後開始上升直至相對濕度達 100 %，RH1 約在 10 分鐘後開始下降，代表此處的飽和水分已開始往更內側的混凝土移動，而 RH2 則約在 13 分鐘後開始下降，距試體表面 7.5 公分的 RH3，約在 7 分鐘相對濕度 開始上升，上升速率較 RH1 及 RH2 緩慢，約在 19 分鐘達到最大值並開始下降，

距試體表面 10 公分的 RH4，約在 19 分鐘相對濕度開始明顯上升，上升速率同樣 較 RH1 及 RH2 緩慢，約在 25 分鐘達到最大值並開始下降。而從試體非曝火面表 面觀察，水分從加熱 22 分鐘後才開始滲出，水分同樣係從預埋元件邊滲出，而 試體內部此時水分的遷移，約已達試體 2/3 的厚度，並持續往非曝火面遷移。加 熱時間 25 分鐘之後的量測元件，同樣因試體內部溫度多已超過 85 ℃，高過相 對濕度元件的最高工作溫度範圍，元件可能已損壞，後續的數值因此不予參考。

由圖 4-29 觀察可知試體內部壓力的變化情形，因試體曝火表面試驗全程無 爆裂剝落，試體內部壓力得以隨爐溫上升持續緩慢增加，試驗過程保護層位置處 的壓力最大值約為 6 psi。

試驗後觀察試體曝火面完全無爆裂剝落，僅有細微的龜裂紋，並無過大的裂 痕產生，而且試體非曝火面也無龜裂發生，如圖 4-33~35 所示。