第四章 試驗結果與分析
4.4 抗壓強度與楊氏係數
4.4.5 各混凝土配比之 E 值與預測模式之比較
4.4.5.2 楊氏係數(E)與抗壓強度之關係
E 值與混凝土之抗壓強度呈正相關,一般認為 E 對抗壓強度之方 根值做迴歸分析,會得到較高之相關係數。由於在本研究中,兩種粗 骨材之強弱有明顯差異,並導致相對應之 A、B 系列混凝土配比之 E 值,產生明顯差異。故進行此一迴歸分析時,使用不同骨材之數據點 應加以分開,以使分析結果能反映出,粗骨材之強弱對混凝土 E 值產 生之影響。
圖 4.31、圖 4.32 顯示出 A、B 系列混凝土配比,其迴歸分析之 結果作圖,其中每一系列共有三個配比,每一配比共有五個齡期,故 每一迴歸式共使用了 15 個資料點進行迴歸分析。由於資料點過少,
故量化之意義稍嫌薄弱,但仍可做相對趨勢之分析。
在國內之鋼筋混凝土設計規範土木 401-96 中,有此一迴歸式之 建議模式。在此我們把本研究所得數據之迴歸結果,與此模式加以比 較。表 4.17 為上述各迴歸式之整理。
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表 4.17 E 對√(抗壓強度)之迴歸式
名稱 迴歸式(單位:kgf/cm2)
Taiwan 401-96 E=15000√(f,c)
粗粒料 A 式 E=11300√(f,c)+19300 (R² = 0.83) 粗粒料 B 式 E=13800√(f,c)+13600 (R² = 0.79)
從圖 4.31、圖 4.32 來看,可以看出粗粒料 B 式與規範之迴歸式 大致符合,因其斜率頗為接近,且各資料點之分佈,亦頗靠近規範之 迴歸式。而粗粒料 A 式則偏離規範之迴歸式,且明顯偏低。
由粗粒料 A 式及其所屬資料點與規範迴歸式之比較,即可進一步 證明了,
使用軟弱粗骨材所生產之混凝土,縱然發展出使用優質粗骨 材混凝土之抗壓強度,此等混凝土仍然可能具有偏低之 E 值。
另外,由上述之比較可以初步斷定,本研究所使用之混凝土配比,
在使用堅硬優質粗粒料之前提下,以規範建議之模式預測混凝土之 E 值,應可得到準確之結果。
然來自大陸東南沿岸地區之粗粒料,若其來源為自岩脈開採者 (山石),按 4.2.5 之論述,此等粗粒料便有可能屬於相對軟弱者,因 此若欲以現有規範之模式預測混凝土之 E 值,理應對此等預測值進行 折減修正。
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可行之辦法便是乘上一粗粒料折減係數,或另外使用一合適之迴 歸預測式。而此一粗粒料折減係數之模式,應與所使用之粗粒料,其
岩性、開採方式、洛杉磯磨耗率、或母岩鑽心試體相關試驗結果
有關。若初步由本研究之試驗數據來看,CCL Model 所建議之「0.9 折減係 數」尚屬合理,可考慮採用。
而本研究之粗粒料 A 式,僅代表本研究之試驗結果,並無法代表 使用軟弱粗粒料之迴歸預測式。若欲對此一粗粒料折減係數,或迴歸 預測式得到更可靠之量化結論,則需更多的研究與更大量之數據。
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圖 4.31
楊氏係數與抗壓強度關係圖(粗粒料 A)圖 4.32
楊氏係數與抗壓強度關係圖(粗粒料 B)151
4.5 體積穩定性試驗
本研究進行了乾燥收縮、基本潛變、總潛變等三項體積穩定性試 驗。各試驗之定義與操作條件已於第二及第三章中說明。而其中與預 力損失估算有關者,主要為乾燥收縮、總潛變二項。由此二項試驗所 得之結果,可計算混凝土之乾縮與潛變係數,並與既有之規範或研究 成果作比較,以瞭解本研究中之混凝土配比,其乾縮、潛變係數之合 理量值。
有關預測模式的部分,詳列於本文之第二章中,共有五個。其中 AASHTO、CEB-FIP1990、GL2000 屬於國外設計規範中之建議模式,B3、
CCL Model 為研究型之預測模式。
在本節中首先討論,各預測模式對本研究所進行之五組體積穩定 性試驗之預測結果。以探討本試驗所設定之變數(骨材種類、爐石取 代率、養護齡期),在預測模式中所反映出之結果,其趨勢為何。接 著就試驗所得之結果,對所設定之變數做分析,以探討試驗變數對混 凝土體積穩定性之影響趨勢,並與預測模式所指出者做比較。最後把 各配比之試驗結果分別與五個預測模式作比較,以瞭解其乾縮潛變隨 時間之發展趨勢與模式所預測者有何異同。並由比較之結果來假設合 理之乾縮潛變係數。
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