第三章 試驗計畫
第三節 試驗方法
3-3-1 新拌性質試驗 凝結時間試驗
參考規範：CNS 14220
將拌合好的混凝土以試驗 #4 篩(φ4.75 mm)依溼篩法將混凝土之砂漿分離，置於吸水平板 上，並將漿體攪拌均勻至於容器內以搗棒搗實，使其內部空氣排出，最後在將表面抹平，或是 直接置於震動台上震動，將試樣存放於溫度20~25 ℃範圍內，或以工地條件放置大氣條件下。
將貫入阻抗儀裝入一適合尺寸之貫入針，使其針面與試體表面接觸，緩緩的施加一垂直向 下力於儀器上，直到標示25 ±1.5 mm 止，應在 10 ±2 sec 完成貫入步驟，並紀錄貫入時間，時 間則為水與水泥接觸為初始點至貫入之時間，且貫入針痕跡之間淨距，應至少為針面直徑2 倍 以上且不得小於13 mm，與容器邊緣淨距不的少於 25mm，且試驗每 30 分鐘實施一次，直到阻 抗超過4000 psi 為止。
貫入阻抗與時間關係繪製凝結速率曲線圖，此圖可用來判斷混凝土之初終凝時間。
坍度試驗
參考規範：CNS 1176
將坍度模表面以抹布溼潤，置於鍍鋅鐵板上，以足踏緊，以防底部發生滲水現象。並將拌 好之混凝土分三層填入坍度模，每一層約為全體積之1/3，亦即各層面距底板面約 6 cm、15 cm、
30 cm，每一層並以搗棒搗實，搗實深度為棒端達至下層之頂面即可，至填滿為止。
搗棒將模頂刮平或滾平，並立即將坍度模向上穩定垂直舉起，其速度約為5 ±2 秒內完成，
並以尺測量取混凝土坍下之高度，坍度即為坍下後之高度與原有高度之差。讀值以0.5 cm 為單
位，當遇試體坍陷不平時，可取其平均。試驗應於 2.5 分鐘內完成。反覆試驗二次，取其平均 值。
長度變化試驗
參考規範 CNS A3383
本試驗依據CNS A3383 之試驗步驟，進行長度變化試驗，主要目的了解爐石粉完全取代卜 特蘭水泥後，以及之後添加H3PO4後，對於整個鹼活化爐石粉混凝土長度變化之影響，製作試 體尺寸為285×75×75 mm3將鹼活化爐石粉混凝土灌入模具中於試體齡期24 ±0.5 hours 後脫模，
脫模時如果遇到試體強度不足時，則脫模時間改為48 ±0.5 hours 後脫模，放置大氣、飽和石灰 水溶液(相對溼度 100%)、蒸氣(相對溼度 80%、溫度 60 oC)三種環境進行養護，在試體齡期 72 ±0.5 hours 時，將養護的試體取出量測其試驗值，在此量測到的數值為試體長度之初始值，之後將試 體在進行養護，並且在7、14、21、28 天量測試體的試驗值，計算試體長度變化公式如下：
(3-1) 其中：
L：試體齡期 n 天時間的長度變化(%) Lx：是試體x 時間之試驗值 (mm) Li：初始試驗值 (mm)
G：試體標距
3-3-2 力學試驗 抗壓強度試驗
參考規範：CNS 1232
每組至少製作三個試體，拌合完成後施以試驗所寫方式養護，抗壓前將凹凸不平表面磨平，
以每秒2 kgf/cm2之加壓速率置於抗壓機作單軸載重試驗，紀錄試體的最大荷重，在以最大荷重 除以受力面積，即為所需之抗壓強度值，抗壓強度試驗完成後，取樣置於 105oC 烘箱中約 24 hours，並提供 SEM 及 EDS 分析使用。
劈裂強度試驗
參考規範：CNS 3801、ASTM C469
本試驗係依據ASTM C469 之規定方法進行劈裂強度試驗。試驗前先繪出試體的直徑及側 面的高度，並記錄其試體三個方向的直徑與高度，試體的上下需墊厚度約 3.2 mm 之木條。若 球座的的承載面長度小於試體的長度，則必須在試體的上下加入承載塊。以每分鐘7 ~14 kgf/cm2 的承載速度進行劈裂試驗，直至試體破壞，然後由以下公式求得劈裂強度值 。
(3-2) T : 劈裂強度(kPa)
P : 最大加載荷重(kN) L : 試體長度(m) d : 試體直徑(m)
3-3-3 耐久性質試驗
(3-4)
其中：
Qs : 試體直徑為 95 mm 之總通過電量(庫倫) Qx : 試體直徑為 x cm 之總通過電量(庫倫) x：非標準試體直徑(mm)
圖 3-5 加速氯離子試驗裝置 (資料來源：本研究整理)
試驗所得之電荷通過量，可經由CNS 14795 所建議，如表 3-10 所示，對氯離子之滲透性 進行評估。
連接陽極 連接陰極
0.3N NaOH 3% NaCl
銅網
混凝土試體 橡膠栓
表3-10 電荷通過量評估氯離子穿透性
總電荷通過量(庫倫) 氯離子滲透性
>4000 高
2000-4000 中
1000-2000 低
100-1000 甚低
<100 可忽略
(資料來源：CNS 14795)
健性試驗
參考規範：CNS 1167
將試體置於硫酸鹽溶液中16~18 hours 後取出，放入烘箱內烘乾 24 hours，本研究將作乾溼 循環共5 次，量測試體重量損失及抗壓強度的折减，以觀察混凝土抗硫酸根離子的能力，其計 算方式如下：
(3-5) W0：試驗前試體烘乾重(g)
W1：試驗後試體烘乾重(g)
(3-6) C0：試驗前試體抗壓強度(MPa)
C1：試驗後試體抗壓強度(MPa)
透水試驗
參考規範：CNS A2047
本試驗先將試體利用切割器，切成直徑 10 cm 厚度 5 cm 之試體，並在試體外圍塗一層環氧 樹脂，只要目的試驗時水從孔隙滲出，再將試體量秤重量，試驗配置是將試體上下二面各放置 一塊橡皮襯墊，將試體固定鎖緊後在上方施加水壓(約 1 MPa)一天，後秤重並計算其滲水量，
透水試驗公式如下：
滲水量(g)=M1－M2 (3-7) M1＝試體施做前量測的重量
M2＝試體施加1 Mpa 水壓後量測的重量
壓汞式孔隙量測試驗 參考規範：ASTM D4404
壓汞試驗，係依照 ASTM D4404-84 規範，其原理是利用加壓之壓力使汞佈滿乾燥試體周 圍，然後在施加高壓(油壓)將汞強制灌入試體內，同時測量加壓的壓力與灌入之汞量，進入試 體內之汞量，即是試驗所需要的試體孔隙體積，再由電腦換算可得孔隙體積、尺寸、分佈情形 及孔隙率等資料。
3-3-4 耐火試驗 耐火(高溫)試驗
本試驗是將試體養護28 天後放進高溫爐，試驗步驟為先將 28 天試體上下二面進行研磨到 整平之後，放入高溫爐 (升溫速率約 6 ~ 7 oC/ mins) 升溫至 800、600、400、200oC，定溫燒 1 hours，於大氣中冷卻至常溫後在進行抗壓試驗，探討鹼激發爐石粉混凝土於不同溫度下對力學 性質之差異。
3-3-5 微觀分析 SEM 微觀觀察
本研究微觀結構分析之SEM 觀察，參照下列步驟進行:
(1)裁切取樣試片，試片尺寸約為 10× 10 × 3 mm 大小範圍。
(2)將試片置入 80℃恆溫箱內，烘烤 24 小時，進行乾燥去除水氣程序。
(3)將試片乾燥處理並預抽真空，並濺鍍金鉑以便導電。
(4)置入試體於電子顯微鏡內進行抽真空程序。
(5)場發射電子束掃描試片表面，顯像觀察並且照相。
(6)分析 SEM 之微觀結構：水泥砂漿試體中 SEM 微觀分析倍率以 500 倍 100000 倍為觀察範 圍，觀察並比較其微觀結構之變化。
X 光繞射分析
本研究X 光繞射分析，參照下列步驟進行 (1)均勻選取具代表性之試片粉末約 1 公克。
(2)將試樣置入 100 ±5℃恆溫箱，進行乾燥去除水氣程序 24 小時以上。
(3)試樣黏置於玻璃片上並定位於 XRD 分析儀器中，採銅鈀進行放射以及設定
繞射角度為10°~80°，掃描速率設定為 3 sec./0.05°。
(4)將分析後之 X 光繞射強度圖(intensity diagram)與電腦軟體所有化合物資料 庫進行該試驗之化合物尖峰值(peak)比對。