• 沒有找到結果。

4-1 混凝土試體受高溫作用後之外觀變化

由文獻【4】得知,高性能混凝土試體若未經烘乾直接置入高溫 爐加溫,約在430℃時試體產生爆裂,而文獻【11】中也說明,對於 高性能混凝土,隨著含水率增高,其爆裂頻率增加,為避免爆裂現象 發生,本試驗試體均先以105±5℃烘乾 7 天後才進行高溫加熱。本試 驗試體受高溫作用後之外觀變化分為顏色及裂縫二種,其詳細結果下 述如下:

1. 顏色變化

本試驗以高溫600℃及 800℃進行火害試驗,在高溫作用之下,試 體表面形呈白色粉狀固體,其中受溫 800℃之試體粉末多於 600℃

時,經文獻【4】得知其白色粉末為 CaCO3,清除表面粉末之後,

在高溫800℃之下,混凝土呈獻深褐色,如照片 4-1,而在高溫 600

℃之下,混凝土呈現灰褐色,如照片4-2,若將試體進行抗壓作業,

將試驗後之試體從中間切開,由於承受高溫時混凝土溫度由外往 內遞減,受溫不同呈現不同顏色,斷面呈現同心圓狀,圓心處顏

24

25

(2) 加熱目標溫度對混凝土裂縫影響:

本試驗加熱目標溫度分為600℃及 800℃兩種,600℃自然冷 卻之下,普通強度混凝土(照片 4-21、4-22)呈現細微的裂縫,

高強度混凝土(照片 4-13、4-14)呈現明顯的網狀裂縫;而在 目標溫度800℃自然冷卻之下,普通強度混凝土(照片 4-17、

4-18)與高強度混凝土(照片 4-9、4-10)均比目標溫度 600℃自 然冷卻時(照片 4-21、4-22 與照片 4-13、4-14),形成了更加 密集且明顯的網狀裂縫。

(3) 混凝土加熱後冷卻方式對混凝土裂縫影響

本研究中,混凝土加熱後冷卻方式分為自然冷卻及急速冷卻,

自然冷卻下,試體由高溫慢慢降至室溫,裂縫寬度較細,急 速冷卻下(照片 4-7、4-8、4-11、4-12、4-15、4-16、4-19、

4-20),試體表面由高溫快速冷卻,由於試體內外溫差極大,

形成較大的裂縫。

4-2 混凝土試體火害後再養護對其殘餘強度影響

本研究對照組試體分為高強度混凝土、普通強度混凝土兩種討論,

以試體原始強度對試驗強度進行正規化,計算試體殘餘強度百分比,

26

其試驗結果如下:

1. 高強度混凝土

如圖4-1 所示,試體受高溫 800℃後,急速冷卻未再養護之殘餘強 度為10.8%,若急速冷卻後以滯水再養護 90 天其殘餘強度為 15.4%;

自然冷卻未再養護之殘餘強度為16.9%,若自然冷卻後以滯水再養 護90 天其殘餘強度為 18.4%。試體受高溫 600℃後,急速冷卻未 再養護之殘餘強度為31.7%,若急速冷卻後以滯水再養護 90 天其 殘餘強度為50.7%;自然冷卻未再養護之殘餘強度為 34%,若自 然冷卻後以滯水再養護90 天其殘餘強度為 56%。

2. 普通強度混凝土

如圖4-2 所示,試體受高溫 800℃後,急速冷卻未再養護之殘餘強 度為18.4%,若急速冷卻後以滯水再養護 90 天其殘餘強度為 20.8%;

自然冷卻未再養護之殘餘強度為34.8%,若自然冷卻後以滯水再養 護90 天其殘餘強度為 34.3%。試體受高溫 600℃後,急速冷卻未 再養護之殘餘強度為45.9%,若急速冷卻後以滯水再養護 90 天其 殘餘強度為49.3%;自然冷卻未再養護之殘餘強度為 54.2%,若自 然冷卻後以滯水再養護90 天其殘餘強度為 58.3%。

27 後外觀(如照片4-25~4-32),高強度混凝土在 800℃高溫下,無論以 何種冷卻方式,以環氧樹脂補強之試體抗壓外觀皆為柱狀破壞,在 600℃高溫下,急速冷卻試體抗壓外觀近似圍束破壞,由試體底部向 上產生直向裂縫,自然冷卻試體抗壓外觀為柱狀破壞;普通強度混凝 土800℃高溫下,急速冷卻試體以環氧樹脂補強後抗壓外觀仍為柱狀,

28

而自然冷卻試體以環氧樹脂補強後抗壓外觀猶如圍束作用下造成之 挫屈破壞,在600℃高溫下,試體抗壓外觀接近一般未受火害試體之 柱狀破壞。由照片4-33、4-34 所示,本試驗高強度混凝土及普通強 度混凝土未受火害試體之破壞模試皆為柱狀破壞,由此可推論柱狀破 壞試體為混凝土破壞控制、圍束破壞試體為環氧樹脂破壞控制。

4-4 混凝土試體火害後再養護並以環氧樹脂補強之殘 餘強度

本試驗當中,混凝土經不同高溫火害之後,以不同方式再養護,

再以環氧樹脂補強試體,試體之殘餘強度因其實驗條件而有所不同,

以下分為四大主題探討其實驗結果:

1. 高強度混凝土受溫 800℃

(1) 急速冷卻滯水再養護

高強度混凝土在受溫800℃後,急速冷卻並給與滯水再養護再以環 氧樹脂補強殘餘強度(如圖4-3),虛線部分為本試驗對照組,分 別代表高強度混凝土受高溫800℃後,急速冷卻未再養護也未補強 之殘餘強度為原始試體強度的10.8%,以及高強度混凝土受高溫 800℃後,急速冷卻後滯水再養護 90 天但未補強之殘餘強度為原

29

30

31 67.5%,與未經養護且未經補強的試體相較,可提升原強度的 33.5%,

若與經90 天滯水養護的試體相較,可提升原強度的 11.5%;高強 度混凝土受溫600℃後,自然冷卻並且滯水再養 60 天護再以環氧

32

33 34.3%。而本組試驗對照組如下,普通強度混凝土受溫 800℃後,

34

35

36

環氧樹脂補強殘餘強度(如圖4-10),普通強度混凝土受高溫 600

℃後,急速冷卻未再養護也未補強之殘餘強度為原始試體強度的 45.9%;普通強度混凝土受高溫 600℃後,急速冷卻後滯水再養護 90 天但未補強之殘餘強度為原始試體強度的 49.3%。本組試驗對

37

度混凝土受高溫600℃後,自然冷卻未再養護也未補強之殘餘強度 為原始試體強度的54.2%;普通強度混凝土受高溫 600℃後,自然 冷卻後滯水再養護90 天但未補強之殘餘強度為原始試體強度的 58.3%。而本組試驗對照組如下,普通強度混凝土受溫 600℃後,

自然冷卻並且滯水再養7 天護再以環氧樹脂補強,其殘餘強度為 原始試體強度的80.3%,與未經養護且未經補強的試體相較,可提 升原強度的26.1%,若與經 90 天滯水養護的試體相較,可提升原 強度的22%;普通強度混凝土受溫 600℃後,自然冷卻並且滯水再 養28 天護再以環氧樹脂補強,其殘餘強度為原始試體強度的

79.6%,與未經養護且未經補強的試體相較,可提升原強度的 25.4%,

若與經90 天滯水養護的試體相較,可提升原強度的 21.3%;普通

38

39

40

圖(圖4-9、圖 4-12)較不連貫,是由於試體表面所殘留之 CaCO3粉 末經由搬運而掉落,粉末掉落的多寡影響試驗強度所致。

41

相關文件