其中輕質骨材材料包括輕質粗骨材(LWA)及輕質細骨材(LWA Sand)。
並且,添加輸氣劑(AEA)以能有效降低輕質骨材混凝土密度。
表1-6.1 隔熱用輕質骨材混凝土配比
Mix Proportion (kg/m3) Particle
density
(g/cm3) Mix no. w/cm w/c LWA
Sand LWA Cement Fly
Ash Slag Water SP AEA
28.2MPa、及 25.3MPa,以及顆粒密度 0.68g/cm3相應之 56 天抗壓強 度分為分別可達到23.5MPa、16.2MPa、及 9.4MPa。水膠比愈低,水 泥漿「質」愈佳,可發揮較高的強度發展。在相同水膠比情況下,抗 壓強度會隨輕質骨材顆粒密度增加而變大,此因顆粒密度小的輕質骨 材內含有較多孔隙,以致降低強度。
圖1-6.2 所示為固定水膠比為 0.32,添加不同輸氣劑含量為 0﹪、
1﹪、2﹪(或 1.5﹪)的抗壓強度比較。顆粒密度 1.25g/cm3相應之 56 天抗壓強度分別可達到28.2MPa、20.3MPa、及 1.8MPa,以及顆粒密 度 0.68g/cm3 相 應 之 56 天抗壓強度分為分別可達到 16.2MPa、
8.3MPa、及 9.4MPa。用水量分別為 140、150、及 160kg/m3的抗壓強 度比較,輸氣劑「量」愈多,造成輕質骨材混凝土內部空隙增加,將 導致降低強度。
圖1-6.1 隔熱輕質骨材混凝土不同水膠比與抗壓強度關係
0 10 20 30 40
1 10 100
L1228 L1232 L1240
0 10 20 30 40
1 10 100
L6828 L6832 L6840
Compressive Strength (MPa)
Age (days)
圖1-6.2 隔熱輕質骨材混凝土不同輸氣量與抗壓強度關係
6.2 熱傳導
熱傳導係數為一輕質骨材混凝土熱傳導性的一項重要指標,而材 料的熱傳導性又和材料的隔熱效能息息相關,熱傳導性愈差(熱傳導係 數愈低)相對地隔熱效能愈佳。一般的常重混凝土其熱傳導係數為 1.0~1.5 W/m °K, 而一般之輕質骨材為 0.4~0.8 W/m °K 之間。輕質骨 材混凝土較一般常重混凝土熱傳導係數為低,係因輕質骨材本身具有 大量的孔隙,阻隔了熱的傳遞,熱傳導性較差,相對地熱傳導係數也
0 10 20 30 40
1 10 100
L1232 L1232A01 L1232A02
0 10 20 30 40
1 10 100
L6832 L6832A01 L6832A015
Age (days)
Compressive Strength (MPa)
較低,比一般的石材熱傳係數小,在其它材料用量差異不大之情況 下,由輕質骨材所拌製的輕質骨材混凝土相對地熱傳導係數也較低。
隨著乾鬆密度愈低者,輕質骨材顆粒密度愈低,其內部的孔隙就 愈多,熱傳導性就愈差,相對地熱傳導係數就愈低。在相同的水泥漿 質與量時,顆粒密度1.5 g/cm3的骨材,由於骨材本身內部孔隙較少,
混凝土熱傳導係數值在0.56~0.65W/m°K 之間;顆粒密度 0.7 g/cm3的 骨材,由於骨材本身內部孔隙較多,混凝土熱傳導係數值在0.43~0.63 W/m °K 之間。本研究所有配比的混凝土熱傳導係數,其值均在 0.45~0.65 W/m °K 之間。Short and Kinniburgh 指出不同輕質骨材混凝 土含水量的單位重與熱傳導係數之關係,如圖 1-5.8 所示。將本研究 不同輕質骨材混凝土風乾密度的熱傳導係數標示圖 1-5.8 上,顯示,
其本研究所有配比除1 組的熱傳導係數較低外,其餘多落在此兩趨勢 線的範圍內。
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
1400 1600 1800 2000 2200
part icle density=0.7g/cm3 part icle density=1.1g/cm3 part icle density=1.5g/cm3 Dry-1% moist urel [Short and Kinniburgh]
Wet-10% moist urel [Short and Kinniburgh]
LWC Uint Weight(kg/m3)
Thernal Conductivity (W/mK)
圖1-5.8 輕質骨材混凝土氣乾單位重與熱傳導係數之關係
第七節 結論
1.以水庫淤泥製作輕質骨材,可解決台灣水庫淤泥淤積嚴重,且無處堆 置處理淤泥的問題,並且可降低輕質骨材製造成本,符合資源再生利 用及環保的目的。
2.本研究利用水庫淤泥透過燒結技術所製造之表面瓷化輕質粗骨材吸水 率小,可以一般配比設計達到設計之工程性質。顯示各組混凝土均能 符合坍度為230±20mm、坍流度為 500±100mm 的高流動性設計要求,
已達到SCC 之水準。
3.固定水膠比為 0.32,用水量分別為 140、150、及 160kg/m3的抗壓強 度比較,顆粒密度1.5g/cm3相應之抗壓強度(98day)分為分別可達到 59.3MPa、63.3MPa、及 66.3MPa
4.在固定水泥漿質(水膠比=0.32),以緻密配比的水泥強度效益均在在 0.1 MPa/kg/m3 之上,但在 ACI 配比的用水量為 223 kg/m3,水泥強度效 益為 0.06 MPa/kg/m3左右,由此可知緻密配比設計法提高水泥強度效 益約 90%左右。
5.本研究以緻密配比設計使骨材堆積緻密、控制用水量 160kg/m3≦ 及添 加飛灰等卜作嵐材料強化介面,使混凝土內孔隙降低,顯示電阻係數 值在 98 天天分別可達到在 40~70KΩ-cm,而 ACI 配比在拌和水量為 223 kg/m3,水膠比同樣為 0.28、0.32、0.40,但電阻值在 11~12KΩ-cm 之間。
6.所有配比的混凝土熱傳導係數,其值均在 0.35~0.65 W/m℃之間。