行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
卜作嵐材料對高性能輕質骨材混凝土界面區域微觀性質之
研究
研究成果報告(精簡版)
計 畫 類 別 ： 個別型 計 畫 編 號 ： NSC 94-2211-E-151-009- 執 行 期 間 ： 94 年 08 月 01 日至 95 年 07 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立高雄應用科技大學土木工程系 計 畫 主 持 人 ： 林仁益 共 同 主 持 人 ： 王和源 計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理：江洛亭、方聖棻、蔡宗霖、施靜傑 處 理 方 式 ： 本計畫涉及專利或其他智慧財產權，2 年後可公開查詢中 華 民 國 95 年 12 月 14 日
行政院國家科學委員會補助專題研究計畫
□
ˇ成 果 報 告
□期中進度報告
卜作嵐材料對高性能輕質骨材混凝土界面區域微觀性質之研究
計畫類別：□ 個別型計畫
□ 整合型計畫
計畫編號：NSC 94 － 2211 － E － 151 － 009
執行期間：
94 年
8 月
01 日至
95 年
7 月
31 日
計 畫 主 持 人 ：林仁益
教授
共 同 主 持 人 ：王和源
副教授
計畫參與人員：江洛亭
小姐
成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：□精簡報告 □完整報告
本成果報告包括以下應繳交之附件：
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□赴大陸地區出差或研習心得報告一份
□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份
□國際合作研究計畫國外研究報告書一份
處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、列
管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢
□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢
執行單位：國立高雄應用科技大學 土木工程與防災科技研究所
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行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告
計畫編號：94-2211-E-151-009 執行期限：自民國 94 年 08 月 01 日起至 95 年 7 月 31 日 計畫主持人：林仁益 國立高雄應用科技大學 土木工程與防災科技研究所 教授 共同主持人：王和源 國立高雄應用科技大學 土木工程與防災科技研究所 副教授 一、中文摘要 本研究針對水庫淤泥製成之輕質骨材 採用緻密配比法製作高性能輕質骨材混凝 土，設計四組水膠比﹝0.28，0.32，0.36， 0.40﹞，固定拌和水量 170kg/m3添加適量飛 灰、爐石及強塑劑；另以常重骨材拌製高性 能混凝土作為對照組；此外，固定水膠比 0.36，固定拌合水量 170kg/m3，以輕質及常 重骨材拌製控制組；於不同之齡期 1 天，3 天，7 天，28 天，56 天時，對混凝土界面區 域進行微觀試驗，包括場發型電子顯微鏡 (FSEM)觀測、X 光粉末繞射分析(XRPD)、熱 重分析(TGA)、壓汞式孔隙測定(MIP)及固態 核磁共振試驗(NMR)，並配合力學性質試驗 及浸泡硫酸鈉耐久性質試驗進行佐證，探討 添加卜作嵐材料對輕質骨材混凝土界面緻密 之影響。 結果顯示：輕質骨材多孔隙特性，使得 界面區域的互鎖能力較佳；隨著水膠比增 加，將增加孔隙率，界面過渡區範圍會增大； 卜作嵐反應消耗氫氧化鈣(CH)，增進 C-S-H 膠體成長。水膠比 0.36 時，添加卜作嵐材料 減少約 5%之毛細孔隙體積；齡期 56 天時， 減少約 8%之氫氧化鈣(CH)，增加約 19%之 膠體空間比；聚矽陰離子鍵長隨水膠比增加 而減少。而水化程度與抗壓強度及超音波波 速趨勢具顯著相關性，可藉由混凝土水化程 度瞭解巨觀特性。 AbstractIn this research, based on the densified mixture algorithm, four different water to bi nder rat ios (W / B＝ 0.28 , 0.32, 0.36, 0.40),one kinds of mixture water volumes (170 kg/m3), and two types of specific gravity of aggregate (1.5, 2.65) are prepared to mix with appropriate fly ash, slag powder and super plasticizer for producing the high performance
light-weight aggregate concrete. Especially, the lightweight aggregate is chosen from the sludge of the reservoir. Meanwhile, the other kind of concrete with W/B ratio of 0.36, but no pozzolan for test purpose. At ages of 1, 3, 7,28 and 56 days, the high performance light-weight concrete were tested respectively by Field E m i s s i o n G u n S c a n n i n g E l e c t r o n Microscopyope test (FSEM), X-ray powder diffactometer test, TGA test, MIP test , NMR test with Mechanics test and durability test for the micro observation study. All related data will be collected and analyzed in order to study the dense effect of pozzolan material to the light weight aggregate concrete. The results indicated that rough surface pores of the lightweight aggregate make the interlocking of ITZ is better than normal aggregate. Percentage of pores and the range of ITZ were Grew with the adding W/B. fly ash and s l a g p o wd er re s u l t C -S -H gel b y consuming calcium hydroxide. When the 0.36 water to binder ratios(W/B=0.36), can reduce the Capillary Pores Volume of 5% .On 56 days, reduce the consuming calcium hydroxide of 8% and accrue the Gel/Space ratio of 19% . As the W/B add the Psi accrued. However, the Degree of Hydration is related to Compressive Strength and Pulse Velocity . Understanding macro-observation structure by Degree of Hydration.
二、緣由與目的 台灣地處亞熱帶氣候區，四面環海，終 年高溫多濕，再者受到溫室效應之影響，使 得都市用電量屢創新高；而台灣水庫數眾 多，近年淤積情況嚴重，必須進行清淤動作， 以維持其蓄水功能。有鑑於此，台灣學者將 水庫淤泥燒結成輕質骨材，並應用於混凝土 中，不斷發展及改善，至今此技術已漸趨成 熟。不但解決台灣砂石短缺問題，亦節省淤
2 泥處理之資源及費用。 在混凝土中添加卜作嵐材料可增加耐久 性、改善工作度、提高強度，並可取代水泥 及粒料，具有持續之水化反應而有封孔效 應，並增加緻密性[1]。 Bentur指出 [2]，砂漿沿著骨材與水泥漿 體間的接觸界面存在一層約只有1μm~2μm 厚的複式膜(duplex film)。而於複式膜後方約 20μm~100μm 的 區 域 則 為 大 量 CH 的 填 充 體、孔隙與少部分的C-S-H 膠體及鈣釩石所 組 成 ， 此 區 域 稱 為 孔 隙 轉 置 區 (porous transitionzone)；這兩區域合併起來則是通稱 的界面過渡區(interfacial transitionzone，簡稱 ITZ)。複式膜區域，主要影響緻密性的因素 為漿體與骨材的鍵結效果，因此就物理性質 而言為骨材表面的粗緻度，而以化學性質而 言，則與骨材和漿體之間是否成為共價結構 有關。因此若骨材表面光滑且不易與漿體形 成鍵結效應，則緻密性會偏低。孔隙轉換區 則因其大部分為CH填充體，並不具黏結能 力，所以並不是一個連續的緻密體[3]。 過渡區存在的孔隙體積和微裂縫，對混 凝土的剛性或彈性模數有很大影響。若單純 就骨材而言，骨材本身強度若依於複式膜及 孔隙過渡區兩個漿體不連續區強度，則混凝 土承受壓力時會因骨材的破裂而引起膠體中 空隙裂紋成長，進而導致混凝土破壞。原因 在於當骨材含量增加時，ITZ的體積便因骨材 表面積增加而增加，且骨材表面周圍游離水 的增加，導致ITZ水灰比升高，使得膠結母體 本身的水灰比下降更多[4,5]；添加添加卜作 嵐掺料摻料可減小毛孔，使得毛細孔比例減 小，CH結晶和鈣釩石減少，且C-S-H膠體和 鈣釩石的發展變得更密集[6]。 而高性能混凝土品質良好與否與界面區 發展情形息息相關，而為能增加界面緻密 性，卜作嵐材料在此則扮演重要角色。有鑑 於此，本研究以內部微觀結構分析配合巨觀 試驗，對輕質骨材混凝土進行探討，以期提 供各界運用之參考。 三、結果與討論 本研究以緻密配比法，粗骨材採用台灣 南部阿公店水庫之淤泥，經脫水、造粒、燒 結、製成顆粒密度 1500kg/m3 之輕質粒料， 如圖 1 所示。配比設計表如表 1 所示。 (一)力學性質 1.1 抗壓強度 如圖 2 所示，水化初期未添加卜作嵐材 料者，在相同水膠比情況下，水泥含量較高 性能輕質骨材混凝土為高，乃由於高性能輕 質骨材混凝土添加了卜作嵐材料，取代部分 水泥，減少水泥與水接觸機率。齡期 7 天時， 高性能輕質骨材混凝土抗壓強度為 56.1MPa 低於未添加卜作嵐材料之輕質骨材混凝土 60.0MPa，顯示高性能輕質骨材混凝土早期強 度較未添加卜作嵐材料之輕質骨材混凝土為 低；另外，卜作嵐材料在齡期 28 天時開始與 水化生成物-氫氧化鈣(CH) 反應，產生 C-S-H 膠體填塞孔隙，形成高性能輕質骨材混凝土 晚 期 強 度 較 高 之 趨 勢 ， 齡 期 56 天 時 達 58.8MPa(+13%)，顯示卜作嵐材料添加對晚 期強度有很大助益。 1.2 超音波波速 如圖 3 所示，齡期 1 天時，未添加卜作 嵐輕質骨材混凝土之超音波波速發展趨勢與 高性能輕質骨材混凝土有相同趨勢，而未添 加卜作嵐材料者，超音波波速為 3436m/s， 較高性能輕質骨材混凝土之 3380m/s 高；至 7 天齡期時，其超音波波速發展速率趨緩； 齡期 28 天時，高性能輕質骨材混凝土超音波 波速成長迅速，其波速高於未添加卜作嵐材 料者，高出 1.6%的幅度，與抗壓強度有相似 趨勢，顯示卜作嵐材料不但有助於晚期抗壓 強度的發展，超音波波速的成長更反應出 C-S-H 膠體的形成，提高了混凝土內部緻密 性。 (二)微觀性質 2.1 場發型電子顯微鏡觀測(FSEM) 如圖 4 所示，隨著水膠比提升，界面過 渡區之 範圍有 擴大 之 現象 ， 亦印證 Tulin Akcaoglu 等人之研究[9]，發現高水膠比之界 面過渡區較低水膠比為明顯，過渡區之範圍 亦較大。圖 3 為未添加卜作嵐材料之輕質骨 材混凝土在齡期 1 天時，C-S-H 膠體呈現點 狀分佈，鈣釩石(Aft)沿其外圍團聚。齡期 3 天時，C-S-H 膠體漸漸聚集，微量之六角薄 板狀單硫型鋁酸鈣(Afm)形成，水化持續進
行。齡期 7 天時，C-S-H 膠體凝聚成團狀， 呈現半透明之塊狀膠體，方塊狀水化石榴石 散佈於四周。而晚齡期時，飛灰中的矽(Si) 或鋁(Al)與水泥漿體中的水化物 CH 結合，卜 作嵐反應進行，生成低密度膠體之 C-S-H 及 晶狀之鈣鋁水化物 C-A-H，填塞漿體內部孔 隙。顯示早齡期時，未添加卜作嵐材料之輕 質骨材混凝土水化速率較高性能輕質骨材混 凝土來得快，C-S-H 膠體提早生成；而高性 能輕質骨材混凝土在晚齡期時，C-S-H 膠體 及 C-A-H 晶體快速成長，成為一完整連續膠 體面，使界面過渡區更為緊密；而未添加卜 作嵐材料之輕質骨材混凝土在此階段 C-S-H 膠體雖持續成長，但較不顯著。因此添加卜 作嵐材料於輕質骨材混凝土中，有助於其晚 期界面過渡區之緻密性。 2.2 X 光粉末繞射分析(XRPD) 如圖 5 所示，高性能輕質骨材混凝土各 水膠比之元素峰皆有相同之情形，隨著水膠 比增加，C-S-H 峰繞射強度有減少之趨勢， 顯示當水量固定情況下，水膠比愈高，水泥 量會愈少，則產生水化反應之機率亦減少， C-S-H 膠體之密度及含量相對會降低。然 而，在 13 度繞射角(2θ)顯示鋁酸鈣鹽類的產 生，而其生成量隨水膠比之增加而有減少之 趨勢。另外，在各水膠比中，皆存有未參與 反應之 C3S，可以得知，水化初期反應很快， 但水化反應是隨著齡期增加而不斷進行，由 水與水泥接觸開始約 1 天的時間水化最為迅 速，此時水泥漿體內仍存在許多未水化之 C3A，待齡期增加而漸漸水化。 2.3 熱重分析(TGA) 圖6所示，以水膠比0.36時，水泥顆粒與 水接觸的剎那，水化反應快速進行，早齡期 (1天)以後，水化程度隨著齡期增加而緩慢上 升，而高性能輕質骨材混凝土水化發展略低 於常重混凝土。到56天時，成長約2%。圖7 所示，以齡期1天時，高性能輕質骨材混凝土 水膠比愈小，水化程度愈高。在水量固定之 情況下，水膠比較低者，其包含之水泥量較 多，水分吸收速率較快，加速水化反應。 圖8所示，以水膠比0.36，高性能輕質骨 材混凝土早齡期時，CH快速增加，齡期7天 之後，卜作嵐反應產生，漸漸消耗CH，到齡 期56天時，將CH減少(8%)，並轉為C-S-H膠 體及C-A-H晶體，有助於強度的提昇。圖6所 示，HLWAC早齡期(1天)時，氫氧化鈣(CH) 及抗壓強度隨著水膠比增加而有減少。在固 定水量情況下，水膠比愈低，則水泥量愈多， 其中水泥顆粒中的C3S及C2S亦相對較高，當 水泥與水發生水化反應時，產生CH之水化物 會較少。 圖 9 所示，隨著齡期增加，膠體空間比 漸漸提昇。早齡期時，膠體空間比發展迅速， 隨著齡期增加，發展漸趨平緩；齡期 3 天到 56 天增加 19%，顯示卜作嵐反應促進水泥漿 體內水化物不斷增長，膠體空間比會隨之增 加。如圖 7 所示，隨著水膠比愈高，則膠體 空間比愈低，此趨勢與水化程度之曲線相 當；當水膠比愈高，表示其水泥量較少，水 化程度隨之較低，故膠體空間比亦較低；而 高性能常重混凝土膠體空間比略高於高性能 輕質骨材混凝土。高性能輕質骨材混凝土不 同水膠比情況下，膠體空間比及抗壓強度與 水膠比皆呈現反比關係，且迴歸曲線近乎重 合，顯示趨勢相似度甚高。 2.4 固態核磁共振試驗(NMR) 如圖10所示，水化隨著齡期增加而持續 進行，可看出聚矽陰離子鍵長度隨著齡期增 加而有上昇之趨勢。而早齡期3至7天時，高 性能輕質骨材混凝土聚矽陰離子鍵長度發展 速率較高性能常重混凝土為緩慢；齡期28天 時，高性能輕質骨材混凝土聚矽陰離子鍵長 度以相同速率持續成長，高性能常重混凝土 之發展速率轉緩成長；晚齡期時，高性能輕 質骨材混凝土聚矽陰離子鍵長度迅速發展， 較高性能常重骨材混凝土有較大之聚矽陰離 子鍵長度。顯示卜作嵐材料對輕質骨材混凝 土而言，晚期強度受到C-S-H膠體迅速成長緣 故，使得在強度及緻密性有很大助益。 聚矽陰離子鍵長度代表 C-S-H 膠體含量 的多寡，如圖 11 所示，水膠比增加時，聚矽 陰離子鍵長會隨之降低，可知提昇水膠比將 使水泥量減少，C2S 及 C3S 較低水膠比者為
4 少，所產生之 C-S-H 膠體含量亦較低。而高 性能輕質骨材混凝土較高性能常重混凝土之 趨勢具有規則性，在水膠比 0.32 時，兩種骨 材混凝土之聚矽陰離子鍵長相近，顯示此時 C-S-H 膠體含量相當。聚矽陰離子鍵長度及 抗壓強度與水膠比呈現負相關之趨勢，即隨 著水膠比增加，則抗壓強度及聚矽陰離子鍵 長度會隨之減少。 2.5 壓汞式孔隙測定(MIP) 由圖12所示，水膠比0.36時，添加卜作嵐 材料能有效減少孔隙率，並由於卜作嵐材料 與氫氧化鈣(CH)作用形成之-C-S-H膠體具填 塞孔隙作用，能將大孔隙轉為較小孔隙，小 孔隙轉為C-S-H膠體，增加界面緻密，有助於 強度之提升。 如圖 13 所示，添加卜作嵐材料於輕質骨 材混凝土，水膠比 0.36 時，將能減少 5%之 毛細孔隙體積，顯示卜作嵐材料能有效減少 孔隙體積，而隨著齡期增加，卜作嵐反應將 會不斷反覆進行，直到水化物氫氧化鈣(CH) 完全被消耗為止，有助於長期強度之發展。 (三)耐久性質 高性能輕質骨材混凝土硫酸鹽循環浸 泡重量變化之比較如圖 11 所示。就骨材方 面，常重混凝土及輕質骨材混凝土在循環初 期有相同之趨勢，混凝土剛接觸硫酸鈉溶液 時，硫酸鈉溶液中的硫酸根離子( )與水泥 中之水化產物氫氧化鈣(Ca(OH)2)起反應，形 成石膏(CaSO4‧2H2O)，使混凝土內部膨脹， 造成混凝土重量增加；而在 1 循環之後，重 量開始減少，乃由於石膏不斷膨脹，達一限 度下，混凝土開始出現微細裂縫，內部受孔 隙漸漸擴大，形成重量損失的現象。常重混 凝土到了第 8 循環時，Ca2+與硫酸鹽溶液反 應生成石膏結晶，附於試體上，隨著循環次 數增加，則重量漸漸提高，之後內部微裂縫 及孔隙加速硫酸根離子( )之入侵，使得再 次反應形成石膏(CaSO4‧2H2O)，造成試體快 速膨脹，至第 11 循環時崩裂；輕質骨材混凝 土於第 6 循環時，內部快速膨脹，至第 10 循 環時崩裂。輕質與常重骨材混凝土於循環初 期差異不大，但輕質骨材混凝土由於骨材屬 多孔隙及較脆質地，故面對硫酸鹽侵蝕時， 硫酸根離子( )入侵速率較快，使其較常重 混凝土先行崩裂，重量損失較大；而常重混 凝土骨材較堅硬，吸水率較輕質骨材低，故 於第 11 循環才產生崩裂。水膠比方面常重混 凝土及輕質骨材混凝土皆隨著水膠比愈大， 重量損失大之現象，乃由於漿體之水量較 多，形成相對密度較低之水泥漿體，使得內 部孔隙較大，造成重量損失較高。 四、結論與建議 (一)結論 1.本高性能輕質骨材混凝土使用水庫淤泥 燒結之輕質骨材，其多孔隙特性，表面質 地粗糙，使得界面區域的互鎖能力較佳， 界面過渡區範圍較常重混凝土為小；此 外，隨著水膠比增加，界面過渡區範圍會 增大。 2.輕質骨材混凝土添加飛灰及爐石時，齡期 7 天開始逐漸形成低密度 C-S-H 膠體及 C-A-H 晶體，有助於減少界面孔隙，增加 界面區域鍵結能力，此外，卜作嵐材料的 添加，能相對減少水泥中之鋁酸三鈣(C3A) 含量，可提昇抗硫酸鹽侵蝕之能力。 3. 輕 質 骨 材 多 孔 隙 特 性 加 快 離 子 交 換 速 率，使高性能輕質骨材混凝土之 C-S-H 峰 較常重者之繞射強度略高。而隨著水膠比 增加，C-S-H 峰繞射強度有減少之趨勢。 4.高性能輕質骨材混凝土熱重分析(TGA) 之水化程度、氫氧化鈣(CH)含量及膠體空 間比與水膠比呈反比關係，而齡期 56 天 時卜作嵐反應，將減少約 8%之 CH。 5. 高 性 能 輕 質 骨 材 混 凝 土 固 態 核 磁 共 振 (NMR)試驗水化程度與水膠比呈正比關 係；聚矽陰離子鍵長與水膠比呈反比關 係，皆隨齡期增加而有上升之趨勢。 6.水化程度與抗壓強度及超音波波速趨勢 具顯著相關性，可藉由混凝土水化程度瞭 解巨觀特性。 7.水膠比的提昇，將增加孔隙率；而卜作嵐 2 4 SO 2 4 SO 2 4 SO
材料能有效減少孔隙體積，水膠比 0.36 時，添加卜作嵐材料將能減少約 5%之毛 細孔隙體積。 (二)建議 1.若能於後續研究針對不同水膠比及不同 卜作嵐添加量進行探討，將有助瞭解水膠 比及卜作嵐添加量對於高性能輕質骨材 混凝土之影響。 2.未來可針對界面處取樣，進行微觀試驗， 並配合微硬度試驗，做更精確之研究。 3.日後可進行氯離子滲透電量試驗，探討卜 作嵐材料對透水性影響。 五、計畫成果自評 本研究採用緻密配比法拌製高性能輕質 骨材混凝土進行各項微觀試驗，並配合力學 及耐久性質試驗進行佐證，藉以探討高性能 輕質骨材混凝土微結構情形。分別從學術與 實務角度來驗證本研究成果之可行性，其成 果與貢獻之自評如下： (一) 學術研究成果 本研究利用水庫淤泥製成輕質骨材，因 此可提升國內應用輕質骨材混凝土工程技 術，領先國際上先進的混凝土科技水準。以 卜作嵐材料如飛灰、爐石之應用，開發具經 濟價值之高性能輕質混凝土。其微觀結構與 力學及耐久性質有著相互關係，對於台灣區 高性能輕質骨材混凝土資料庫能有更完整的 參考。 (二) 實務運用成效 運用輕質骨材混凝土將減少天然骨材之 需求壓力，紓解國內南部地區嚴重的土石短 缺問題。將水庫淤泥所製成的輕質骨材混凝 土落實於國內重大工程建設上，提升公共工 程品質。而對於環保方面，將水庫淤泥清除 的成本降低，相對的減少國庫的支出，讓資 源能得到最大的使用效益；此外，飛灰及爐 石為國內工業廢棄物，用來作為混凝土添加 之卜作嵐材料，能節省處理飛灰爐石之費用 成本，亦可達到結構物強度及耐久性需求。
參考文獻
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6 表 1 試驗配比表 Aggretate Mix code specific
gravity UW W/B Coarse Fine Cement Slag Fly ash Water Superplasticizer HL28 1967 0.28 609.2 582.0 493.0 25.9 89.2 161.32 8.94 HL32 1936 0.32 632.0 603.8 417.2 22.0 92.5 165.24 4.90 HL36 1912 0.36 649.8 620.8 358.5 18.9 95.1 166.71 3.39 HL40 1.5 1893 0.40 664.2 634.5 311.6 16.4 97.2 167.25 2.83 HN28 2415 0.28 932.3 708.7 474.6 25.0 108.6 160.34 9.96 HN32 2402 0.32 967.1 735.1 398.2 21.0 112.6 164.31 5.87 HN36 2391 0.36 994.3 755.8 338.9 17.8 115.8 166.12 4.00 HN40 2.65 2383 0.40 1016.3 772.5 291.6 15.3 118.4 166.68 3.42 CL36 1.5 1922 0.36 633.9 633.9 472.5 - - 166.29 3.82 CN36 2.65 2400 0.36 871.1 871.1 472.6 - - 166.09 4.03 圗 1 水庫淤泥燒結之輕質骨材 (kg/m3) 1 10 3200 3600 4000 4400 4800 HN36 HL36 CN36 CL36 P u ls e V e lo c it y (m /s ) Age(Days) 圖 3 高性能輕質骨材混凝土不同齡期超音波波速 圖 2 高性能輕質骨材混凝土不同齡期抗壓強度 1 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 C o m p re s s iv e S tr e n g th (M p a ) Age(Days) HN36 HL36 CN36 CL36 圗 4 高性能輕質骨材混凝土不同水膠比 界面之 FSEM 晶相圖(1 day，×200) W/B=0.28 W/B=0.36 W/B=0.32 W/B=0.40
圖 5 高性能輕質骨材混凝土 X 光粉末繞射分析圖 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5 5 6 3 2 1 1 1 4 3 1 Age - 1day W/B=0.28 2? 1.Ca(OH)2 2.C-S-H 3.C3S 4. SiO2 5.C3AH6 6.C3AHx In te n s it y W/B=0.32 W/B=0.40 W/B=0.36 Lightweigh concrete 0.1 1 10 0 10 20 30 40 50 60 W/B - 0.36 D e g re e o f H y d ra ti o n (% ) Age(Days) HL36 HN36 圖 6 高性能輕質骨材混凝土不同齡 期之水化程度 0.28 0.32 0.36 0.40 0 10 20 30 40 Y =103.78 - 166.55 X R2 =0.95162 Y =37.885 - 76.75 X R2 =0.94264 Y = 39.21 - 7.03 X R2 =0.8941 Y =62.4 - 100 X R2 =0.95562 Degree of Hydration Calcium Hydroxid
Water - to - Binder Ratio (W/B)
N o .( % ) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Compressive Strength Gel / Space Ratio
C o m p re s s iv e S tr e n g th (M p a ) 圖 7 高性能輕質骨材混凝土不同水 膠比之水化程度、CH 含量、 膠體空間比及抗壓強度之關係 0.1 1 10 100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 W/B - 0.36 C a lc iu m H y d ro x id (% ) Age(Days) LWC NC 圖 8 高性能輕質骨材混凝土不同齡期之 CH 含量 0.1 1 10 100 0 10 20 30 40 50 60 70 W/B - 0.36 G e l / S p a c e R a ti o (% ) Age(Days) HL36 HN36 圖 9 高性能輕質骨材混凝土不同齡期之膠體 空間比
8 0.1 1 10 100 0 1 2 3 4 5 W/B - 0.36 P s i Age(Days) HL36 HN36 圖 10 高性能輕質骨材混凝土不同齡期之聚矽 陰離離子鍵長 圖 11 高性能輕質骨材混凝土不同水膠比 與聚矽陰離子鍵長 0.28 0.32 0.36 0.40 2 3 4 5 Psi
Water - to - Binder Ratio (W/B)
P s i 10 15 20 Age - 1day Y =39.21 - 70.03 X R2 =0.8941 Y =0.446 - 9.275 X R2 =0.97103 Compressive Strength C o m p re s s iv e S tr e n g th (M p a ) 10 1 0.1 0.01 0 20 40 60 80 100 Age - 1day CN36 CL36 HN36 HL36 V o lu m e In tr u d e d (% ) Pore Diameter(um) 圖 12 高性能輕質骨材混凝土 MIP 孔隙分 佈圖 HN36 HL36 CN36 CL36 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 W/B - 0.36 Age - 1day P o re s (m l/ g ) No.
Total Intruded Volume Capillary Pores Gel Pores
