三、 柱構材反復載重試驗
3.2 試體製作
考量試體製作與施工之空間,故將 6 根試體分成 2 次施工,
另一方面亦可節省模板製作之費用,將其過程分成鋼筋整備,續 接器加工,箍筋加工,貼佈應變計,模板 element 預組,鋼筋籠 組立,模板組立,灌漿、養護及拆模等步驟,以下分項說明。
3.2.1 鋼筋整備、續接器加工
首先須計算鋼筋長度與所需數量,由 於柱部分之主筋需使用特定 降伏強度之鋼筋故需分別將號數、降 伏強度、與長度、數量分別統計 之;基座之主筋僅需為 SD420W 就可符合需求,但是基座之鋼筋需彎 折成所需之形狀,將以上表列圖示之,並連絡廠商進場時間;鋼 筋進 場後須先將其清點分類,柱 主筋需再加工續接器,予以編號(續接器兩 端之鋼筋均要編號,避免加工錯誤,亦可以於加工回場後檢核之)並紀 錄之,加工完畢回場後,清點並依照 鋼筋組立之順序,分開存放。
3.2.2 箍筋加工
依照設計計算所需箍筋型式與數量,箍筋型式如圖 3-3 剖面 1-1 所 示 , 為 一 大 兩 小 之 閉 合 箍 筋 , 其 彎 鉤 型 式 為 標 準 彎 鉤(D13 之 箍 筋 90°&135°彎 鈎 , 彎 曲 內 徑 為 3db=3.8cm , 135°彎 鈎 自 由 端 伸 展 長 度 6db=7.6cm),根據繪圖軟體概估所需長度,經試彎後調整長度需求,
並試組鋼筋籠,以 確定箍筋之尺寸可符合需求,之後即可依所需數量 統一裁切、彎折;加工彎折後之箍筋完成品,見圖 3-8 所示。
因 為 使 用 標 準 彎 鈎 製 作 箍 筋 , 所 以 角 隅 之 主 筋 位 置 須 稍 向 內 調 整,而且鋼筋表面有突出之竹節與脊,需將其考慮在內,適當放大箍 筋之尺寸,否則箍筋太小會造成組裝鋼筋籠之困難;由 於鋼筋彎折機 老舊,相 同設定之下,機器會彎出尺寸稍有差異之箍筋,除了以技術 彌補以外,另外仍須將欲彎折之箍筋數量提高 20%,以篩選出可用於 組裝之箍筋。
-16-3.2.3 貼佈應變計
應 變 計 貼 佈 之 位 置 如 圖 3-9 所 示 , 先 於 欲 貼 佈 應 變 計 之 位 置 標 記,以砂輪機用號數較小之砂輪片,將鋼筋表面之竹節磨平,再 進一 步用砂輪機前端小幅前後移動將長約 2cm,寬 0.5~1cm 之範圍磨成平 面,再以號數較大之砂輪片,使其粗糙之表面光滑,以 上即完成表面 之 處 理 , 若 處 理 完 之 平 面 無 法 馬 上 貼 上 應 變 計 , 以 電 工 膠 布 將 其 貼 住,可使其不至於快速氧化。
將表面已經處理成光滑,可以貼應變 計之位置,先以棉花棒沾酒 精將表面之灰塵、雜質清除,再將應變計表面滴上瞬間膠,迅速以膠 紙按在鋼筋表面,持續 5~10 分鐘,以確保應變計完全密貼於鋼筋表 面,再以束帶將應變計一小段線固定於鋼筋上,其餘的線收好暫時固 定於鋼筋上(應變計使用附 3m 長之導線之應變計);由於鋼筋須經歷 綁紥、灌 漿並封在混凝土中達 1 個月以上,所以其表面須再以石蠟保 護,確保應變計之水密性,石蠟之防水性乃是由石蠟與鋼筋接觸並固 化而達到,但是由於鋼筋導熱性佳,石蠟在快速降溫凝固時,其 與鋼 筋接觸面之黏結性與水密性,可能打折扣,最 好再以銲槍將石蠟之外 圍確實融化,使其分布範圍更大一點,確實達到防水之功效;再 於石 蠟表面以電工膠布保護之,避免石蠟因碰撞而遭刮除。
貼應變計使用之膠水,根據實地比較 後,發覺應使用應變計專用 之膠水,瞬間膠雖然可以黏的很緊,但是膠水凝固後,剛性太大,無 法承受太大的應變,應變計因為膠脫落而失效,應變計專用之膠水凝 固後似乎較有彈性,以應變計專用膠 水貼的應變計可以讀到較大之應 變。
3.2.4 模板 element 預組
由於實驗內空間有限,無法待鋼筋籠 組立完成後,再組模板,所 以 須 先 將 裁 切 好 之 木 心 板 、 角 材 先 行 組 立 成 基 本 的 element,以節省 堆置空間,並於預定穿過螺桿之位置鑽孔,待 鋼筋籠組立完成後再將 由木心版與角材組成之 element 拼成圖 3-6 所示之模板系統。
3.2.5 鋼筋籠組立
基於施工便利性,將柱之鋼筋與基座之鋼筋籠分開組立,先組立
三、 柱構材反復載重試驗
-18-始終保持完整,裂 縫如預期般被控制住,這也是一種經驗:加入適當 之補強鋼筋可以有效控制裂縫。
3.2.6 模板組立
將已經預組好的 element 依照底板上之標記,由下而上組立模板 單元,並 於以鑽好之孔以螺桿穿過,兩端露出模板少許長度以便螺帽 旋入拉住兩側模板,並將其旋緊,使 螺桿產生適當預拉力,當模板承 受混凝土之側推力時,不至於使模板 單元之間間隙被撐開而漏漿,混 凝土除了側推模板外,也會產生上舉力,使模板上升,但是由於模板 設計時已經超出需求強度很多,造成模板相當厚重,上 舉力尚不足以 舉起模板,故底板與模板間並不加以固定。
3.2.7 灌漿、養護及拆模
由於鋼筋籠之鋼筋相當密,而且基座 上方有些部份以模板覆蓋,
灌漿與搗實之空間很有限,故使用高流動性混凝土,以 避免因混凝土 工作性不佳而振動又不確實,導致漿體無法完全充填模板,經使用高 流動性混凝土後,果然使灌漿作業順利進行;基座混凝土圓柱試體取 樣數量共 18 個,柱部份之混凝土共取樣 24 個,圓柱試體澆置分三層 搗實,每層搗實 25 下,最後以刮刀抹平靜置,待所有灌漿作業結束 後,再移至試體旁存放。
由於灌漿時,正值寒流,恐怕低溫不利混凝土強度發展,故於灌 漿後 7 天內,均以塑膠布覆蓋混凝土,並定期補充水分,使水化反應 完全,於灌漿時製作之混凝土圓柱試體也採用相同之方法予以養護,
並補充水分。
灌漿後 7 天,混凝土應該已達到可移動之強度,即可進行拆模,
拆模後發現果然用高流動性混凝土是對的,試 體表面僅有小氣泡與邊 緣少部分因小小漏漿,而使混凝土中之極細粒料流失之現象;大致而 言,試體表面平整,臨界斷面之底部清楚。