第二章 文獻回顧
2.6 纖維混凝土彎曲韌性指數計算方法
纖維混凝土中添加鋼纖維，有優越的韌性性能，利用抗彎破壞模式最能夠顯 示纖維混凝土的韌性特徵。而最近各國有許多彎曲韌性之判斷標準與方法，較多 研究學者常用的有美國混凝土協會ACI 544 提出彎曲韌性指數 T.I.、美國材料試
驗學會ASTM C1018 韌性指數法、日本土木工程協會標準 JSCE G552、中國工
圖2-10 ASTM C1018 韌性指數之計算[43]
〈3〉中國建設協會試驗標準 CECS13：89
中國建設協會試驗標準CECS13：89 計算原理[44]如圖 2-11 所示。本規範之 標準抗彎尺寸：100mm×100mm×350mm，其中 A 點為初裂點，WFcra為初裂撓度，
分別以3WFcra、5.5WFcra15.5WFcra之前之載重-撓度曲線下之包圍面積與WFcra前之 載重-撓度曲線下之面積作為比值稱為韌性指數，計算出來之韌性指數分別用
5
ηm 、ηm10、ηm30來表示，也是也是應變能量之比值。
圖2-11 CECS13：89 韌性指數計算[44]
此規範中ηm5、ηm10、ηm30計算方式如下：
5
ηm = OACD 面積/OAB 面積 (2-5)
10
ηm = OAEF 面積/OAB 面積 (2-6)
30
ηm = OAGH 面積/OAB 面積 (2-7)
〈4〉日本試驗標準 JSCE G552
日本之試驗標準為JSCE G552 提出彎曲韌性指數計算原裡[45]如圖 2-12 所 示，設 P 為試件加載至撓度δlb=3mm 時之平均荷載，其中直線 AB 下面積為載 重曲線下面積T 為下列公式(2-9)計算出：
P lb
T = δ (2-9)
以上敘述各國較常使用之韌性指數計算方式，最近各國學者皆有將這些韌性 指數分別提出來作比較[46-48]，探討透過不同標準規範抗彎時之韌性，其中美國 ACI554、ASTM C1018 及中國大陸 CECS13：89 標準探討之韌性指數，都是材 料彈塑性應變能與彈性應變能之比值，皆屬於能量比值法來探討韌性。美國ACI
Sukontasukkul [47] 透過 ASTM C1018 試驗方式進行纖維混凝土高溫作用後 之韌性性質，透過此方法可以探討峰值後半段曲線韌性性質，並可探討受高溫不 同溫度作用後之增韌性質。但以上方法皆與初裂撓度有關，準確判定初裂點位置 不容易，初裂點位置判定之準確性，對於計算出韌性指數之數據，會有很大影響。
日本 JSCE G552 判定之彎曲韌性指數，學者使用此法之研究[50-51]，透過 抗彎強度做比較，探討增韌之效果，與初裂強度並沒有關係，對於判斷不同種類 之鋼纖維增韌效果影響，較容易判斷。
由於美國ACI554、ASTM C1018 及中國大陸 CECS13：89 試驗標準，對於 抗彎時載重撓度曲線上之初裂點撓度之判斷，需要非常之精準，否則可能會造成 韌性指數上計算誤差。
〈5〉美國材料試驗學會 ASTM C1609
此規範使用之標準抗彎尺寸：100mm×100mm×350mm，圖 2-13 分別探討當 撓度到達L/600 與 L/150 時(L=抗彎試體長度)，到達此兩撓度之殘餘強度；並且 探討撓度到達 L/150 時，載重-撓度曲線下從原點到此點之包圍面積，作為本試 體之韌性指數(TI)，此種方法較為簡單，單存使用能量法來判定此試體之韌性指 數。
圖2-13 ASTM C1609 韌性指數計算[52]
最近學者利用ASTM C1609 之研究，Marijan [53]對於超高性能鋼纖維混凝 土，因ASTM C1018 初裂點判斷會造成誤差，因此透過 ASTM C1609 試驗規範，
進行研究探討不同種類之鋼纖維含量混合之纖維混凝土，但更改實驗數據分析之 方式，原規範使用探討撓度到達L/150 時之應變能與殘餘強度，此學者改變成撓 度到達3mm、4mm、6mm 時之面積作為韌性指數，並探討到此撓度之殘餘強度 變化，來判斷此規範之撓度點後之韌性，可以看出峰值後纖維混凝土之增韌效 果。Higashiyama [54]也透過 ASTM C1609 與 JSCE 552-1999 兩種試驗規範，進 行探討少量纖維混凝土彎曲與剪力韌性性質，並且選用多點撓度，進行韌性指數 之分析。