第四章 試驗結果分析與討論
第一節 柱試體之混凝土抗壓強度試驗結果
CFBC 試體分為控制組與實驗組，兩組柱試體均採用 SN 490B 等級鋼材組銲為箱 型柱。控制組柱試體填充純自充填混凝土，實驗組柱試體填充摻用纖維之自充填混凝 土，其混凝土之設計強度為 420 kgf/cm2。控制組柱試體所灌置自充填混凝土抗壓強度 隨齡期之發展趨勢如圖 4-1 所示，實驗組柱試體所灌置摻用纖維自充填混凝土抗壓強 度隨齡期之發展趨勢如圖 4-2所示。原配比設計之 28 天抗壓強度為 420 kgf/cm²，但控 制組與實驗組實際 28 天齡期抗壓強度分別為 413 kgf/cm²及 375 kgf/cm²，其原因主要 是採用飛灰及爐石粉取代部分水泥所致。一般而言，SCC 之配比常摻用卜作嵐材料（爐 石與飛灰），以達到預期的新拌與硬固性質。惟爐石與飛灰取代部分水泥時，會影響混 凝土早期強度，但可提升其 56 天以後齡期強度。本研究實際火害試驗進行時，控制組 混凝土齡期為 98 天，其抗壓強度為 495 kgf/cm²，而實驗組混凝土齡期為 83 天，其抗 壓強度為 449 kgf/cm²。另方面，比較控制組與實驗組之混凝土抗壓強度可知，摻用聚 丙烯纖維會導致自充填混凝土強度降低，如圖 4-3所示。
圖 4-1 自充填混凝土之強度發展趨勢
（資料來源：本研究整理）
圖 4-2 摻用聚丙烯纖維自充填混凝土之強度發展趨勢
（資料來源：本研究整理）
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Day) 0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Compressive strength (kgf/cm2)
Plain concrete Fiber concrete
圖 4-3 混凝土強度發展趨勢之比較
（資料來源：本研究整理）
為瞭解混凝土種類對 CFBC 試體火害行為之影響，本研究特灌製純自充填混凝土 及摻用纖維自充填混凝土之圓柱試體（直徑 12 公分高度 24 公分），以進行火害後抗 壓強度之測試。兩組混凝土分別於常溫下進行抗壓強度試驗，再分別於設定的火害溫 度下（200℃、400℃、600℃及 800℃）持溫一小時，待冷卻後再進行火害後抗壓強度 之測試。
自充填混凝土圓柱試體澆置完成及拆模後，將其浸於含有飽和石灰溶液之養生水 槽內（23℃2℃，溫度控制），直至試驗前為止（約 111 天）。為避免混凝土火害時發 生爆裂，先將試體置於 105℃烘箱內烘乾。自充填混凝土烘乾後，置入高溫爐，並依 CNS 12514 標準升溫曲線加熱，以進行火害試驗。當試體內部中心處達到預定之火害 溫度時，持溫 1 小時後即停止加熱。隨即將爐門打開，以自然冷卻方式使試體和高溫 爐一起降溫，並持續 24 小時。混凝土圓柱試體經過 24 小時的自然冷卻後，即進行火 害後抗壓試驗。
常溫及各火害溫度下，控制組與實驗組均取三個圓柱試體進行試驗，再取其平均 值。純自充填混凝土於常溫下及火害後抗壓強度之試驗結果如圖 4-4 所示，而摻用纖 維自充填混凝土於常溫下及火害後抗壓強度之試驗結果則如圖 4-5所示。
0 100 200 300 400 500 600
常溫
200℃ 400℃ 600℃ 800℃
518 535
592
460
174
抗 壓強 度 (k g f/ cm 2 )
溫度
圖 4-4 火害前後自充填混凝土之抗壓強度
（資料來源：本研究整理）
0 100 200 300 400 500 600
常溫
200℃ 400℃ 600℃ 800℃
501 527
576
486
165
抗 壓強 度 (k g f/ cm 2 )
溫度
圖 4-5 火害前後纖維自充填混凝土之抗壓強度
（資料來源：本研究整理）
如圖 4-4所示，在 200℃及 400℃火害溫度條件下，純自充填混凝土經火害溫度作 用後，其殘餘抗壓強度呈現出不減反增的情形。究其因可知，試體經烘乾作用時較容 易將可蒸發水（毛細孔水、吸附水及層間水）先行移除，可降低高溫所形成的孔隙壓 力，進而降低試體崩解之機會；此外，試體因升溫之乾燥作用亦可使強度增高。另方 面，如圖 4-5所示，在 200℃及 400℃火害溫度條件下，纖維自充填混凝土經火害溫度 作用後，其殘餘抗壓強度亦呈現出不減反增的情形。
為比較純自充填混凝土及摻用纖維自充填混凝土之火害殘餘抗壓強度情況，將兩 種混凝土火害後強度與常溫下強度之比值（強度比）繪製如圖 4-6。由圖 4-6可知，纖 維自充填混凝土經火害溫度作用後，其殘餘抗壓強度較優於純自充填混凝土者。在 200
℃及 400℃火害溫度條件下，纖維自充填混凝土之殘餘抗壓強度均略優於純自充填混 凝土者。在 600℃火害溫度條件下，纖維自充填混凝土之殘餘抗壓強度仍可維持為常 溫下強度之 97%，而自充填混凝土之殘餘抗壓強度則為常溫下強度之 89%。至於在 800
℃火害溫度條件下，纖維自充填混凝土之殘餘抗壓強度則略低於純自充填混凝土者；
纖維自充填混凝土之殘餘抗壓強度為常溫下強度之 337%，而自充填混凝土之殘餘抗壓 強度則為常溫下強度之 34%。
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40
常溫 200℃ 400℃ 600℃ 800℃
強度比
溫度
一般混凝土 纖維混凝土
圖 4-6 自充填混凝土之殘餘強度比
（資料來源：本研究整理）