第五章 結論與建議
照片 3 – 10 高強度效益之輕質預鑄牆板
（資料來源：本研究拍攝）
第四章 高壓灌漿工法產製超高強度預鑄牆板
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第四章 高壓灌漿工法產製超高強度預鑄牆板
第 一 節 試 驗 計 畫
壹 、 高 壓 灌 漿 工 法本研究乃欲開發超高強度預鑄牆板的新工法，此工法之概念與傳統混凝土的拌製方 式完全不同。一般混凝土的拌製方式是將粗細骨材與水泥漿體先拌和均勻後，再填充灌 製於所需之試體模具內。而此工法係將一般常重粗骨材緻密填充於密閉模具內，再將水 泥 (砂) 漿以高壓擠入方式將漿體灌入其中，使之填充於粗骨材間的粒間空隙，以探討 在不同配比水泥 (砂) 漿條件下，漿體之工作度及施作過程中之振動方法、振動時機等 因素與硬化後混凝土抗壓強度間的相互關係，藉此找出水泥 (砂) 漿之最適當配比，以 及施作過程中之振動方法與時機，使其達到最佳的強度。此工法之詳細施作流程如下：
1. 將骨材洗淨後自然乾燥，使處於氣乾的狀態。
2. 將骨材填滿密閉模具 (照片 4-1、照片 4-2)，在填入模具的過程中需分二層搗 實，以使骨材更均勻填充於模具內，如照片4-3 所示。
3. 依設計配比以大型拌和機進行漿體之拌製。
4. 啟動高壓灌漿機 (照片 4-4)，關閉壓力艙前端之灌漿管路筏門使其保持密閉，
將漿體倒入壓力艙上方之漏斗中後啟動倒退開關，使漿體緩慢吸入壓力艙內，
隨後啟動前進開關將空氣壓出。
5. 打開筏門並啟動前進開關，將漿體以高壓力擠壓方式，灌入模具內填充於骨材 顆粒間之空隙，由於模具係處於密閉狀態，漿體灌滿時僅有水份會從模具組合 之縫隙噴出 (照片 4-5)，漿體如能成功順利灌入，時間約 2 ~ 3 秒內即可完成。
6. 關閉筏門，分開模具與高壓灌漿管後取走模具，拆卸灌漿機徹底清洗及保養。
7. 試體拆模後進行養護。
本研究之試體尺寸均為直徑10 cm、高度 20 cm 之圓柱試體。
貳 、 試 驗 項 目 與 方 法
本研究之各項相關試驗方法、詳細施作流程及步驟如下所述：
1. 粗骨材乾搗單位重試驗
本研究採三種不同粒徑組合之骨材，以 1/2〞及 3/8〞之配比為例說明，先各別 測出1/2〞及 3/8〞骨材之乾搗單位重，再各依其體積之 25% + 75% (1/2〞+ 3/8〞)、
50% + 50%、75% + 25%比率各換算成重量，骨材量需放大 1.05 倍，再混合均勻，分 三層搗實裝入單位重測試鋼筒中，稱重後即可經計算求得該骨材粒徑組合配比之乾 搗單位重。本研究將取粗骨材乾搗單位重最大者，進行後續之灌漿試驗，以得骨材 最緻密之堆積及用漿量最少之要求。
2. 新拌混凝土單位重試驗
模具填滿骨材後 (先測得骨材用量) 於灌漿前秤重紀錄，灌漿後再秤重紀錄，可 以得到灌入之漿體量，因為骨材重量已知，可進而推估每立方公尺各種材料之使用 量，並求得新拌混凝土單位重。
3. 混凝土抗壓強度試驗
試體於試驗前，先從養生室取出後將其表面乾燥，再以石灰蓋平，設定萬能試 驗機之試驗參數，隨即進行抗壓試驗以求得抗壓荷重。
第四章 高壓灌漿工法產製超高強度預鑄牆板
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第 二 節 高 壓 灌 漿 工 法 產 製 超 高 強 度 預 鑄 牆 板 (質 輕 效 益 )
壹 、 配 比 研 擬
為產製具質輕效益之超高強度預鑄牆板，除需選取強度較高之天然骨材外，高強度 之水泥漿體亦不可或缺，本研究初步設定0.38、0.34、0.30、0.26、0.22 五組水膠比之水 泥漿進行試灌組 (代號 A0) 之配比設計及試作，依據不同水膠比下水泥漿之試灌結果及 混凝土 7 天之抗壓強度，經評估並適度調整後選用 0.34、0.30、0.28，共 3 組水膠比配 比進行正式試驗 (依選用骨材粒徑大小分 A、B、C 三組)。為顧及漿體之流動性，並降 低單位重及成本，本研究參酌前節輕質預鑄牆板之試驗成果，選定添加30%卜作嵐材料 取代部分水泥 (其中爐石 20%、飛灰 10%)。若漿體流動性不佳時，則添加適量之強塑 劑以增加流動性。另外，亦考慮添加部分細砂以節省膠體材料，經試驗測試後，以粒徑
#50 ~ #100 號篩間之細砂取代 25%水泥漿體積 (代號 A1組，粗骨材粒徑同A 組)，唯漿 體之流動性需在可接受之範圍，因此同時添加適量之強塑劑，其添加與否及添加量多 寡，則依試驗結果決定之。
貳 、 產 製 技 術 開 發
超高強度預鑄牆板由於使用之漿體極為黏稠，小型空壓機提供之能量已不敷所需，
因此本研究另開發油壓式灌漿機具，壓力艙鋼筒直徑30 公分、長 86 公分，灌漿管路內 徑為5/8〞、外徑為 1〞，其灌漿壓力可達 140 kgf/cm2 (即 2000 psi) 以上，故基本上只要 可以拌合成漿，且漿體流動性足以順利進入灌漿機之壓力艙內，即可進行高壓灌漿。
模具方面則不留出漿孔，空氣考慮由模具組合之間隙間排出，以確保施工之安全性 及完成灌漿之機率。試體鋼模採用四部份鋼材組合而成，鋼模上方預留一處內徑為 5/8〞、外徑為 1〞之灌漿口，試體鋼模尺寸外觀尺寸為 13 cm × 13 cm × 23 cm，內部為 直徑10 cm、高度 20 cm。
以下分別就粗骨材粒徑組合的選用、漿體的配比選擇、試體振動方法與時機等三大 部分進行探討。
1. 粗骨材粒徑組合的選用
為使高強度之天然骨材用量達到最高，取三種不同粒徑大小之骨材進行級配 (1/2〞 0.34、0.30、0.26 者，此結果可能肇因於漿體的流動性對壓力灌漿過程中之流暢程度造 成影響，水膠比越高之漿體在灌漿的過程越能順暢地灌入模具內，即越能使漿體順利充
0.30、0.28 三組為後續正式壓力灌漿試驗之配比，並視試驗結果酌量添加強塑劑調整之。
其中 A、B 兩組及 C 組水膠比 0.34 者均不需添加強塑劑，C 組之水膠比 0.30 者添加水
第四章 高壓灌漿工法產製超高強度預鑄牆板
混凝土單位重為2342 kg/m3、2369 kg/m3，A1組中之水膠比0.34、0.30、0.28 者則分別
第四章 高壓灌漿工法產製超高強度預鑄牆板
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較A、B 組稍低，其原因為漿體中有細砂之介入，漿體與骨材間之總握裹面積增加，出 現弱面之機率亦隨之增加，雖然強度值稍低，但就經濟層面而言，添加細砂可降低水泥 用量，其經濟效益將大幅增加。
值得特別注意的是A 組採水膠比 0.30 以下，其 56 天抗壓強度將大於 742 kgf/cm2 (約 73 MPa 以上)，B 組採水膠比 0.28 者，其 28 天抗壓強度就可達 713 kgf/cm2 (約 70 MPa)，
且其56 天之抗壓強度，無論水膠比為 0.34、0.30 或 0.28，其結果皆已超過 710 kgf/cm2 (即 約70 MPa) 以上。其中 B 組水膠比 0.28 這組 56 天之抗壓強度更高達 831 kgf/cm2 (約 82 MPa)，此結果證明了本研究所提工法產製超高強度混凝土有其可行性。
另外，在破壞情形方面，就一般強度之常重混凝土而言，骨材強度並非控制及影響 其強度的主要因素，原因在於骨材本身強度遠大於水泥漿體強度和骨材與水泥漿體之間 的界面強度，然而，以本工法所產製之超高強度混凝土，漿體強度與骨材強度相近，因 此在進行抗壓強度試驗時，破壞面將貫穿骨材 (如照片 4-8 所示)，與一般混凝土破壞於 界面之情形不同，此結果顯示，若選用較高強度骨材，將可產製更高強度之預鑄牆板混 凝土。
肆 、 強 度 效 益 評 估
就混凝土單位重與抗壓強度之關係可發現，大致上混凝土抗壓強度隨單位重之增加 而升高。進一步分析強度效益，本研究所灌製的試體其56 天抗壓強度約在 65 ~ 80 MPa 之間，試體之單位重大約介於 2340 ~ 2430 kg/m3 之間，強度效益約為 0.027 ~ 0.033 MPa/(kg/m3)，與市面上常見之一般強度混凝土強度效益值約 0.010 MPa/(kg/m3) 及預力 用高強度混凝土強度效益值 0.015 MPa/(kg/m3) 相比較，利用高壓灌漿工法所生產之超 高強度預鑄混凝土，其強度效益值可謂絕佳。
伍 、 應 用 於 建 築 工 程 上 之 適 用 性 分 析
本計畫開發之超高強度預鑄混凝土，其強度效益值 (強度/單位重) 高，可有效縮小 構件斷面，且可將尺寸標準化，便於現場之施工組裝，為高性能之新型營建材料，值得 進一步研究開發，並推廣應用於建築工程上。
表4 - 1 A0試灌組、A 組、A1組骨材乾搗單位重試驗結果 (1/2" ~ 3/8")
0.01488 14.20
35.43 21.23
21.19 1424
35.54 21.34
3/8" 25 35.72 21.52
#4 75
0.01488 14.20
35.89 21.69
21.52 1446
35.97 21.77
3/8" 50 35.90 21.70
#4 50
0.01488 14.20
35.97 21.77
21.75 1461
35.77 21.57
3/8" 75 35.90 21.70
#4 25
0.01488 14.20
36.02 21.82
21.70 1458
35.79 21.59
3/8" 100 35.90 21.70
#4 0
0.01488 14.20
36.00 21.80
21.70 1458
（資料來源：本研究整理）
第四章 高壓灌漿工法產製超高強度預鑄牆板
0.01488 14.20
35.19 20.99
20.87 1402
35.70 21.50
#4 25 35.81 21.61
#8 75
0.01488 14.20
35.94 21.74
21.62 1453
36.19 21.99
#4 50 36.32 22.12
#8 50
0.01488 14.20
36.49 22.29
22.13 1487
36.03 21.83
#4 75 36.23 22.03
#8 25
0.01488 14.20
36.32 22.12
21.99 1478
35.22 21.02
#4 100 35.23 21.03
#8 0
0.01488 14.20
35.41 21.21
21.09 1417
（資料來源：本研究整理）
表4 - 4 A0試灌組 (1/2" ~ 3/8") 試灌結果及 7 天抗壓強度
第四章 高壓灌漿工法產製超高強度預鑄牆板
表4 - 9 各組抗壓強度試驗結果 (kgf/cm2)
第四章 高壓灌漿工法產製超高強度預鑄牆板
0:100 25:75 50:50 75:25 100:0
1/2"骨材：3/8"骨材
0:100 25:75 50:50 75:25 100:0
3/8"骨材：#4骨材 乾搗單位重 (kg/m3 )
圖 4 - 2 B 組骨材乾搗單位重與級配關係圖
（資料來源：本研究整理）
1380 1400 1420 1440 1460 1480 1500 1520 1540
0:100 25:75 50:50 75:25 100:0
#4骨材：#8骨材 乾搗單位重 (kg/m3 )
圖 4 - 3 C 組骨材乾搗單位重與級配關係圖
（資料來源：本研究整理）
310 320 330 340 350 360 370 380 390
0.24 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.36 0.38 0.40 水膠比
抗壓強度 (kgf/cm2 )
圖 4 - 4 A
0試灌組 (1/2" ~ 3/8") 7 天抗壓強度與水膠比之關係
（資料來源：本研究整理）
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400 500 600 700 800 900
0.26 0.28 0.3 0.32 0.34 0.36
水膠比 抗壓強度 (kgf/cm2 )
56天 28天 7天
圖 4 - 7 C 組 (#4 ~ #8) 各齡期抗壓強度與水膠比之關係
（資料來源：本研究整理）
400 500 600 700 800 900
0.26 0.28 0.3 0.32 0.34 0.36
水膠比 抗壓強度 (kgf/cm2 )
56天 28天 7天
圖 4 - 8 A
1組 (1/2" ~ 3/8"、添加細砂) 各齡期抗壓強度與水膠比之關係
（資料來源：本研究整理）
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