蒸氣養護 70℃下不同爐石添加量混凝土之抗壓強度

第五章水泥砂漿熱傳導係數

6.9 蒸氣養護 70℃下不同爐石添加量混凝土之抗壓強度

本試驗乃為固定部分混凝土之配比參數及養護條件，在混凝土配比參數包括有：s/a、a/c、VG、VW/VB、Vs/Vm等等，詳細如表 6-1 所示，而養護條件則固定為：採用蒸氣養護，固定升溫速率為 25 /hr℃ 、前置時間為 3hr、養護時間(恆溫段)為 18hr，溫度為 70℃，濕度為 95%。試驗中唯一之變數為爐石取代水泥之比例，分別為0%、20%及 40%之取代水泥之比例。詳細之混凝土配比及其性質試驗結果如表6-1~6-2 所示。蒸氣養護 70℃下不同爐石添加量混凝土之抗壓強度量測結果如表6-11 及圖 6-9 所示。由表 6-11 及圖 6-9 中，可發現， 20%爐石取代水泥混凝土不管初期或晚期均有最佳之強度表現，40%爐石取代水泥在早期強度表現不佳，但其在14 到 56 天強度成長急劇，其後續之強度表現依然值得注意。

在蒸氣養護70℃下，在 28、56 天之抗壓強度上，20%爐石取代水泥分別增加了混凝土 15.7%、7.49%之抗壓強度，而 40%爐石取代水泥分別減少了混凝土 3.53%、7.39%之抗壓強度。

6.9.2 結果分析與討論

由表6-11 及圖 6-9 中，可發現，在早期強度上，20%爐石取代水泥混凝土具有最高之抗壓強度，而 0%爐石取代水泥混凝土次之，40%%爐石取代水泥混凝土最低。此一結果與養護 50℃不同爐石取代水泥混凝土具有相似之趨勢，唯一不同的是，在養護 70℃下以 20%爐石取代在晚期強度有很大的提升。其中與養護50℃不同之處乃為，養護 70℃下以 20%爐石取代在齡期 1 天時比養護 50℃下以20%爐石取代來得低，但在晚期強度則非常相近。研判由於更高溫之蒸氣養護會造成更嚴重之恐隙與裂縫問題，因而使得養護70℃下以 20%爐石取代在齡期 1 天時比養護 50℃下以 20%爐石取代來得低，而在晚期強度上，由於爐石之卜作嵐反應，因此在50℃或 70℃之蒸氣養護均有達到自癒之效果。而為何在養護 70℃

下，以20%爐石取代在齡期 28 天時，增加混凝土之抗壓強度比養護 50℃下以 20%

爐石取代來得高，研判在70℃蒸氣養護下之孔隙及裂縫問題較 50℃蒸氣養護來得嚴重，此可由 70℃蒸氣養護下 0%爐石取代在晚期強度均較 50℃蒸氣養護下

0%爐石取代來得低獲得印證，在養護 50℃以 20%爐石取代及養護 70℃以 20%爐石取代具有接近之 28 天強度下，在養護 70℃以 0%爐石取代之晚期抗壓強度較養護 50℃以 0%爐石取代來得低下，使得在蒸氣養護 70℃下，以 20%爐石取代對於晚期強度有更顯著之效益。

6.10 0%爐石取代之混凝土於不同養護條件下之抗壓強度

6.10.1 試驗結果

本試驗乃為固定部分混凝土之配比參數及爐石取代比例，在混凝土配比參數包括有：s/a、a/c、VG、VW/VB、Vs/Vm等等，詳細如表 6-1 所示，而爐石取代比例則固定為：採用0%爐石取代水泥。試驗中唯一之變數為養護條件，分別為常溫養護、蒸氣養護50℃、蒸氣養護 70℃。詳細之混凝土配比及其性質試驗結果如表6-1~6-2 所示。0%爐石取代之混凝土於不同養護條件下之抗壓強度量測結果如表6-12 及圖 6-10 所示。由表 6-12 及圖 6-10 中，可以發現， 0%爐石取代混凝土下，養護50℃與養護 70℃之混凝土均具有較佳之早期強度，在晚期 28、

56 天強度之表現上，養護 50℃分別增加了 0.3%、1.69%之抗壓強度，而養護 70℃

則分別減少了16.81%、13.13%之抗壓強度。

6.10.2 結果分析與討論

由表 6-12 及圖 6-10 中，可以發現，養護 50℃與養護 70℃均具有較高之早期強度，此乃由於高溫蒸氣養護具有提高早期強度之效果。養護50℃與 70℃之混凝土在晚期強度之表現均不如常溫養護，研判由於高溫蒸氣養護使得混凝土孔隙及內部裂縫的增加，再加上骨材內部之不利因子如Na 及 K 之釋出，造成鹼性環境，提早鹼骨材反應提早產生，因而高溫蒸氣養護不利於晚期強度之發展且不利混凝土之耐久性。

6.11 20%爐石取代之混凝土於不同養護條件下之抗壓強度

6.11.1 試驗結果

本試驗乃為固定部分混凝土之配比參數及爐石取代比例，在混凝土配比參數包括有：s/a、a/c、VG、VW/VB、Vs/Vm等等，詳細如表 6-1 所示，爐石取代比

例則固定為：採用20%爐石取代水泥。試驗中唯一之變數為養護條件，分別為常溫養護、蒸氣養護50℃、蒸氣養護 70℃。詳細之混凝土配比及其性質試驗結果如表6-1~6-2 所示。20%爐石取代之混凝土於不同養護條件下之抗壓強度量測結果如表6-13 及圖 6-11 所示。由表 6-13 及圖 6-11，可以發現到， 20%爐石取代混凝土與0%爐石取代混凝土在不同養護條件下之趨勢很吻合，不同的地方是，

20%爐石取代下不同養護條件混凝土之抗壓強度均比 0%爐石取代下不同養護條件混凝土之抗壓強度高一點。養護50℃與養護 70℃之混凝土均具有較佳之早期強度，在晚期 28、56 天強度之表現上，養護 50℃分別減少了 12.05%、13.26%

之抗壓強度，而養護70℃則分別減少了 15.19%、19.66%之抗壓強度。

6.11.2 結果分析與討論

由表6-13 及圖 6-11，可以發現到，養護 50℃與養護 70℃均具有較高之早期強度，此乃因為高溫養護帶來提高早期強度之效果。由表及圖中，可以發現，養護50℃與 70℃之混凝土在晚期強度之表現均不如常溫養護。此結果之趨勢與 0%

爐石取代水泥下不同養護條件之混凝土非常吻合，不同的地方是，20%爐石取代下不同養護條件混凝土之抗壓強度均比0%爐石取代下不同養護條件混凝土之抗壓強度高一點，證明爐石充份發揮卜作嵐反應，藉由填塞孔隙之機理達到緻密性，對混凝土晚期強度具有很大之貢獻。

6.12 40%爐石取代之混凝土於不同養護條件下之抗壓強度

6.12.1 試驗結果

本試驗乃為固定部分混凝土之配比參數及爐石取代比例，在混凝土配比參數包括有：s/a、a/c、VG、VW/VB、Vs/Vm等等，詳細如表 6-1 所示，而爐石取代比例則固定為：採用40%爐石取代水泥。試驗中唯一之變數為養護條件，分別為常溫養護、蒸氣養護50℃、蒸氣養護 70℃。詳細之混凝土配比及其性質試驗結果如表6-1~6-2 所示。40%爐石取代之混凝土於不同養護條件下之抗壓強度量測結果如表6-14 及圖 6-12 所示。由表 6-14 及圖 6-12 中，可以發現，養護 50℃及養護 70℃之混凝土均有較佳之早期強度，然而晚期強度表現均不如常溫養護混凝土，此一趨勢與0%爐石取代不同養護條件下混凝土及 20%爐石取代不同養護條件下混凝土之趨勢不謀而合，不同的地方是，40%爐石取代對於增加常溫養護

混凝土抗壓強度之效益比 20%爐石取代來得高。在齡期 28、56 天，40%爐石取代下不同養護條件混凝土之抗壓強度表現上，養護 50℃分別減少了混凝土 27.02%、29.47%抗壓強度，而養護 70℃則分別減少了 33.16%、33.72%抗壓強度。

6.12.2 結果分析與討論

由表6-14 及圖 6-12，可以發現到，養護 50℃與養護 70℃均具有較高之早期強度，研判由於高溫蒸氣養護提高了水化反應之活化能，進而提升了水化速率，

因此骨材裡面的成份被釋出參與水化作用生成結晶完善之生成物，此生成物正是提供高溫蒸氣養護混凝土早期強度貢獻之所在，然而高溫蒸氣養護雖然為早期強度帶來俾益但是對於晚期強度卻有不利的影響。由表及圖中，可以發現，養護 50℃與 70℃之混凝土在晚期強度之表現均不如常溫養護。此一趨勢與 0%爐石取代不同養護條件下混凝土及 20%爐石取代不同養護條件下混凝土之趨勢不謀而合，不同的地方是，40%爐石取代對於增加常溫養護混凝土抗壓強度之效益比 20%爐石取代來得高。

表6-9 不同爐石取代水泥混凝土配比表

配比編號 P S20 S40

W/B 0.3 0.31 0.31

水泥 (kg/m3) 612.675 481.833 355.352 爐石 (kg/m3) 0 120.458 236.901

飛灰 (kg/m3) 0 0 0

粉體量 (kg/m3) 612.675 602.291 592.253

水 (kg/m3) 185 185 185

細骨材 (kg/m3) 776.25 776.25 776.25

使用材料

粗骨材 (kg/m3) 825 825 825

強塑劑 (kg/m3) 6.74 6.63 6.51 化學摻料

增稠劑 (kg/m3) ─ ─ ─

s/a 0.485 0.485 0.485

a/c=a/B 2.61 2.66 2.70

VG 0.3 0.3 0.3

VW/VB 0.951 0.951 0.951 比率

Vs/Vm 0.45 0.45 0.45

粗骨材最大粒徑 13mm 13mm 13mm

粗骨材比重 2.75 2.75 2.75

細骨材比重 2.5 2.5 2.5

砂之細度模數 2.44 2.44 2.44

石頭之細度模數 6.26 6.26 6.26

材料性質

水泥比重 3.15 3.15 3.15

VG：單位粗骨材絕對體積 VW/VB：水粉容積比

Vs/Vm：砂漿中細骨材容積比 a/c：總骨材量/粉體量

表6-10 不同爐石取代水泥混凝土性質試驗結果

配比編號 P S20 S40

坍度 (mm) 260 260 260

坍流度 (mm) 710 705 710 坍流度試驗

B50 (sec) 4" 4" 3"

流速試驗 V (sec) ─ ─ 18"

320

混凝土相關試驗

鋼筋間隙通過試驗 U (mm) ─ ─

(R2)

表6-11 一般養護下不同爐石取代水泥混凝土之熱傳導係數

K(W/m℃) NCP NCS20 NCS40

1 day 3.0783 3.0994 2.9336 7 days 2.8494 3.0051 2.5942 14 days 2.449 2.8703 2.5106 28 days 2.0337 2.6275 2.3164 56 days 1.6083 2.5578 2.1467 NC：常溫養護，P：0% Slag Addition。

NC：常溫養護，S20：20% Slag Addition。

NC：常溫養護，S40：40% Slag Addition。

表6-12 50℃蒸氣養護下不同爐石取代水泥混凝土之熱傳導係數

K(W/m℃) T50P T50S20 T50S40

1 day 1.198 1.1904 1.3659

7 days 1.1633 1.0017 1.3137

14 days 1.0964 0.862 1.21

28 days 0.81 0.6652 1.12

56 days 0.6695 0.62 1.0435

T50：50℃，濕度 95%，P：0% Slag Addition。

T50：50℃，濕度 95%，S20：20% Slag Addition。

T50：50℃，濕度 95%，S40：40% Slag Addition。

表6-13 70℃蒸氣養護下不同爐石取代水泥混凝土之熱傳導係數

K(W/m℃) T70P T70S20 T70S40

1 day 2.1771 1.3197 1.8912 7 days 1.7307 1.1346 1.7022 14 days 1.5398 1.1168 1.3165 28 days 1.501 0.9736 0.996 56 days 1.4785 0.8828 0.8601 T70：70℃，濕度 95%，P：0% Slag Addition。

T70：70℃，濕度 95%，S20：20% Slag Addition。

T70：70℃，濕度 95%，S40：40% Slag Addition。

表6-14 0%爐石取代不同養護條件下混凝土之熱傳導係數

K(W/m℃) NCP T50P T70P

1 day 3.0783 1.198 2.1771 7 days 2.8494 1.1633 1.7307 14 days 2.449 1.0964 1.5398 28 days 2.0337 0.81 1.501 56 days 1.6083 0.6695 1.4785 NC：常溫養護，P：0% Slag Addition。

T50：50℃，濕度 95%，P：0% Slag Addition。

T70：70℃，濕度 95%，P：0% Slag Addition。

表6-15 20%爐石取代不同養護條件下混凝土之熱傳導係數

K(W/m℃) NCS20 T50S20 T70S20

1 day 3.0994 1.1904 1.3197 7 days 3.0051 1.0017 1.1346 14 days 2.8703 0.862 1.1168 28 days 2.6275 0.6652 0.9736 56 days 2.5578 0.62 0.8828 NC：常溫養護，S20：20% Slag Addition。

T50：50℃，濕度 95%，S20：20% Slag Addition。

T70：70℃，濕度 95%，S20：20% Slag Addition。

表6-16 40%爐石取代不同養護條件下混凝土之熱傳導係數

K(W/m℃) NCS40 T50S40 T70S40

1 day 2.9336 1.3659 1.8912 7 days 2.5942 1.3137 1.7022 14 days 2.5106 1.21 1.3165 28 days 2.3164 1.12 0.996 56 days 2.1467 1.0435 0.8601 NC：常溫養護，S40：40% Slag Addition。

T50：50℃，濕度 95%，S40：40% Slag Addition。

T70：70℃，濕度 95%，S40：40% Slag Addition。

表6-9 一般養護下不同爐石取代水泥混凝土之抗壓強度

MPa NCP NCS20 NCS40

1 day 25.54 19.29 12.17 7 days 45.08 50.98 49.27 14 days 49.36 58.85 60.41 28 days 54.13 61.43 64.99 56 days 56.11 65.21 68.1 NC：常溫養護，P：0% Slag Addition。

NC：常溫養護，S20：20% Slag Addition。

NC：常溫養護，S40：40% Slag Addition。

表6-10 50℃蒸氣養護下不同爐石取代水泥混凝土之抗壓強度

MPa T50P T50S20 T50S40

1 day 36.63 43.18 33.13 7 days 41.68 44.95 39.49 14 days 46.12 52.88 39.88 28 days 54.29 54.03 47.43 56 days 55.16 56.56 48.03 T50：50℃，濕度 95%，P：0% Slag Addition。

T50：50℃，濕度 95%，S20：20% Slag Addition。

T50：50℃，濕度 95%，S40：40% Slag Addition。

表6-11 70℃蒸氣養護下不同爐石取代水泥混凝土之抗壓強度

MPa T70P T70S20 T70S40

1 day 35.64 37.19 32.28 7 days 42.39 46.25 33.37 14 days 43.03 51.68 38.81 28 days 45.03 52.1 43.44 56 days 48.74 52.39 45.14 T70：70℃，濕度 95%，P：0% Slag Addition。

T70：70℃，濕度 95%，S20：20% Slag Addition。

T70：70℃，濕度 95%，S40：40% Slag Addition。

表6-12 0%爐石取代不同養護條件下混凝土之抗壓強度

MPa NCP T50P T70P 1 day 25.54 36.63 35.64

7 days 45.08 41.68 42.39 14 days 49.36 46.12 43.03 28 days 54.13 54.29 45.03 56 days 56.11 55.16 48.74 NC：常溫養護，P：0% Slag Addition。

T50：50℃，濕度 95%，P：0% Slag Addition。

T70：70℃，濕度 95%，P：0% Slag Addition。

表6-13 20%爐石取代不同養護條件下混凝土之抗壓強度

MPa NCS20 T50S20 T70S20

1 day 19.29 43.18 37.19 7 days 50.98 44.95 46.25 14 days 58.85 52.88 51.68 28 days 61.43 54.03 52.1 56 days 65.21 56.56 52.39 NC：常溫養護，S20：20% Slag Addition。

T50：50℃，濕度 95%，S20：20% Slag Addition。

T70：70℃，濕度 95%，S20：20% Slag Addition。

表6-14 40%爐石取代不同養護條件下混凝土之抗壓強度

SCC NCP NCS20

在文檔中水泥質材料凝結期間及硬固後熱傳機理及分析之研究(III) (頁 96-114)

第五章 水泥砂漿熱傳導係數

6.9 蒸氣養護 70℃下不同爐石添加量混凝土之抗壓強度

6.10 0%爐石取代之混凝土於不同養護條件下之抗壓強度

6.11 20%爐石取代之混凝土於不同養護條件下之抗壓強度

6.12 40%爐石取代之混凝土於不同養護條件下之抗壓強度

age(days)

Th er m al C onduc ti vi ty (W /m

C)

age(days)

Th er m al C onduc ti vi ty (W /m

C)

age(days)

Th er m al C onduc ti vi ty (W /m

C)

age(days)

Th er m al C onduc ti vi ty (W /m

C)

age(days)

Th er m al C onduc ti vi ty (W /m

C)

age(days)

Th er m al C onduc ti vi ty (W /m

C)

age(days)

Co m p ress iv e s tren gt h (M Pa )

第五章水泥砂漿熱傳導係數