材料 工法 老劣化
方法 流程
設備
圖 1-1 研究流程圖
資料來源:本研究繪製
一 一
一一、、、、研究目的研究目的研究目的研究目的
外牆磁磚系統在長期環境的日曬雨淋,甚至空氣水分中污染物 質的影響下,尚未產生脫層或孔隙現象,但黏結強度性能已降低的 老化現象時,已產生磁磚剝落造成傷害人員財產之潛在危險。
目前國內研究概以不同配比或工法進行外牆磁磚黏結性能之檢 測研究[7][11],而國外已有少數學者注意到此一領域的老化研究課 題[36][37],但仍以傳統之剪力或拉拔試驗為主,缺乏針對大樓外 牆磁磚系統之非破壞性全面、非接觸式遠距的檢測技術。
因此,本研究延續本所歷年有關紅外線熱影像檢測不同水泥砂 漿配比加速老化後,所得溫度特徵值具有代表材料老化可能趨勢之 研究成果[46]。將進一步以磁磚黏結材料為驗證對象,並製作實際 外牆磁磚系統的模擬試體,進行實驗室特徵檢測實驗。以發展未來 紅外線熱影像技術於建築材料之耐久性研究的可行性,本年度乃針 對紅外線熱影像檢測建築物外牆磁磚系統表面溫度特性,進行檢測 研究。
二 二
二二、、、、文獻回顧文獻回顧文獻回顧文獻回顧
本研究的文獻回顧,除了持續關注紅外線熱影像檢測技術、相 關數值分析及試體加熱方式外,重點在於收集本年度研究相關之國 內外外牆磁磚劣化現象相關材料、施工、環境影響、標準規範等文 獻,進行探討分析,並特別收集國外介紹有關黏結材料加速老化實 驗、強度試驗方法、檢測制度之文獻;此外,因為導入實驗設計方 法除基本教材外,還針對相關整合應用實例進行分析。
相關文獻包括:
1. 探討了建築物外牆磁磚系統相關材料、工法、缺陷,及環境中 耐久性能之影響因素,及相關加速老化實驗方法。
2. 紅外線熱影像及拉拔試驗檢測技術及相關實驗研究方法。
3. 實驗設計及數值分析原理方法及整合案例。
三 三
三三、、、、實驗設計實驗設計實驗設計實驗設計
從研究對像、目的的確認,並以實驗設計方法篩選影響因子之
正確性。經由系統化整理,篩選出施工階段明顯影響黏結劑黏結強 度的因子、可操作黏結性能變化之環境因子及習用粘結劑材料因 子,做為本研究之實驗變數。
因為上述實驗變數(因子)具有數值及類別二種不同性質,並各 具不同水準數,因此實驗設計採用全因子實驗設計方法進行規劃,
相關規劃試體數量、配置請詳第三章實驗設計。
實驗養護完成後,均須模擬外牆表面受到太陽照射的均勻加 熱,同時以紅外線熱影像儀進行非接觸及全面的溫度影像檢測。因 為模擬均勻加熱的要求,本研究乃規劃設計可彈性組合之重型可調 整曝曬實驗架,及紅外線加熱燈組等設備。
四 四
四四、、、、試體製作試體製作試體製作試體製作
本研究試體之製作係綜合參考相關文獻及標準,決定以製作結 構用之混凝土塊 30×30×10cm,養護超過 28 天後清潔溼潤,並依工 地現場習慣作業方式鋪貼,黏結材料使用 1:2 水泥砂漿拌合海菜粉 及磁磚專用粘結劑,另為與傳統 1:2 水泥砂漿進行比對,因此共三 種黏結材料。
此外,磁磚選用選用市售 30×30cm 包含 36 塊磁磚 4.7×4,7cm 小 口磚,因此不必在磁磚面上切割,導致震動造成黏結強度損失的疑 慮。黏置時間部分混凝土於塗滿黏結劑後,分為上下二部不同黏置 時間結接頭,相關配置設計,請詳第三章。
五 五
五五、、、、實驗實驗實驗實驗數據數據數據數據擷取與擷取與擷取與整理擷取與整理整理整理
各試體係垂直佈置於重型可調試驗架上,接受紅外線加熱燈組 模擬太陽光線均勻照射加熱,同時以紅外線熱像儀量測規劃試體上 磁磚表面升溫及降溫情形。溫度量測以一定 2 或 5 分鐘間隔時間拍 攝後,擷取實驗設計規劃階段所選定位置之升降溫之分布情形進行
分析;降溫部分將以分段自然對數積分方式取得擬合,以獲得外牆 磁磚系統模擬試體之老化後降溫方程式特徵值資料。
實驗設計規劃階段選定位置最終須進行不同黏結劑、不同黏置 時間、不同試體位置之實驗數據進行統計分析,以了解可應用之最 佳特徵值。
六六
六六、、、、分析比較分析比較分析比較分析比較
經實驗程序各步驟所獲得不同黏結劑、不同黏置時間、不同位 置,將進行相關統計及交互作用分析,並與紅外線熱影所擷取溫度 所得特徵值比對。建立彼此關聯,以驗證本研究之紅外線熱影像法 遠距非接觸非破壞性檢測技術,是否適用於建築外牆磁磚黏結性能 變化程度之檢測應用。
七 七 七
七、、、、結論與建議結論與建議結論與建議結論與建議
1. 本研究各項步驟之檢討,以及實驗試體、設備及操作過程之檢 討建議。
2. 有關外牆磁磚黏結性能受材料、黏置時間、位置影響之推論分 析。
3. 紅外線熱影像法遠距非接觸非破壞性檢測技術,是否適用於建 築外牆磁磚黏結性能變化檢測應用之推論分析。
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小 結結結結
本章主要綜述研究之緣起目的、及研究方法與流程,研究各步 驟之內容規劃,包含試體製作與養護、實驗數據整理、分析比較、
可能結論與建議之構思說明等。