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研究生: 郭同旭
Kuo, Tung-Hsu
論文名稱: 巨積混凝土溫度變化之試驗研究-以南化水庫為例
Study of Temperature Change of Mass Concrete with Time -A Case Study of Nanhua Reservoir
指導教授: 倪勝火
Ni, Tony
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系碩士在職專班
Department of Civil Engineering (on the job class)
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 103
中文關鍵詞: 巨積混凝土水化熱絕熱溫昇心表溫差
外文關鍵詞: mass concrete, hydration heat, adiabatic temperature rise, core temperature difference
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  • 本研究係以「南化水庫防淤隧道工程」之圍堰巨積混凝土為研究區域,進行巨積混凝土溫度場分析,巨積混凝土因面積及體積大,甚至本案為特殊形狀,對於混凝土水化熱的表現,除以電腦模擬外,只能以縮尺模型確認各種混凝土對於巨積混凝土可能造成的絕熱溫昇情形,然縮尺模型亦因考量工程預算及實驗空間,因此無法以 1:1 方式模擬實際結構之尺寸,故本研究以長×寬×高為1.0 m × 1.0 m × 1.0 m 之縮尺模型,模擬結構可能造成的絕熱溫昇情形,再以實際結構量測之數值比對,藉以得出二者關係,並與電腦模擬比較,並爲日後大型結構體水化熱之行為提供參考。
    縮尺模型及實際結構量測皆以資料收集器讀取並記載溫度變化,電腦模擬數值分析使用套裝有限元素分析軟體,以設定之絕熱溫昇溫度場,分析求得最高心溫及心表溫差。
    由研究結果得知,縮尺模型、實際結構及數值分析等三種類型於絕熱溫昇、心表溫差、最高心溫之比較,其主要造成差異之因素為:體積差異、現況差異及形狀差異,本研究並結論縮尺模型與實際結構間之關聯性,以其作為後續研究之參考。

    SUMMARY
    This study is to measure and analyze of the temperature field of the mass macadam concrete in cofferdam for the cofferdam project of "Nanhua Reservoir Anti-Silt Tunneling Project". Due to the large mass volume, and the monolithic concrete with a special shape, in this case, concrete hydration heat performance can only be confirmed by the scale model to the possible adiabatic temperature rise of concrete caused by various types of concrete. Actual structure cannot be built because of the consideration of the project budget and experimental space size. The scale model with length by width by height of 1.0 m by 1.0 m by 1.0 m is used to simulate the actual structure that it may result in adiabatic temperature rise. Then, the result of measurement and numerical analysis are compared to draw the relationship between the measurement data and the computer simulation result. This will provide a reference for the concrete behavior of hydration in the large structures for the future.

    摘要 Extended Abstract 誌謝 目錄 表目錄 圖目錄 第一章 緒論1 1.1 背景與目的1 1.2 研究方法3 1.3 論文內容4 第二章 文獻回顧5 2.1 混凝土之水化熱5 2.2 混凝土溫度應力種類6 2.3 巨積混凝土使用卜作嵐材料對水化熱影響7 2.3.1 卜作嵐材料7 2.3.2 卜作嵐材料種類8 2.3.2.1 爐石粉8 2.3.2.2 飛灰9 2.3.2.3 矽灰10 2.3.3 卜作嵐材料於結構強度之表現與影響11 2.4 熱傳導係數及比熱15 2.5 熱傳導方程式16 2.6 南化水庫氣溫、水位變化曲線17 2.7 溫度場數值分析18 2.8 溫度場數值分析結果20 2.9 水泥水化熱預估公式21 第三章 研究試驗設備與方法23 3.1 試驗設備23 3.2 縮尺模型試驗流程23 3.3 縮尺模型熱偶線安裝位置26 3.4縮尺模型各強度水化溫度27 3.5 縮尺模型成果說明29 3.6 南化水庫圍堰結構介紹30 3.7 實際結構溫度監測計畫32 3.7.1 溫度監測結構平面圖介紹33 3.7.2 測點示意圖33 3.7.3 量測流程說明36 3.8 配比表38 3.9 水泥水化熱預估39 第四章 試驗結果與討論41 4.1 現場量測結果與分析41 4.2 南化水庫平均氣溫變化對量測結果之影響44 4.3 實際結構與縮尺模型量測與數值分析結果比較44 第五章 結論及建議48 5.1結論48 5.2 建議49 參考文獻50 附錄、現場溫度量測紀錄表54

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