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研究生: 劉怡君
Liu, Yi-Chun
論文名稱: 輕質陶粒砌塊之抗壓行為-以中粒徑粒料為例
Compressive behaviour and manufacturing optimisation of light-weight aggregate masonry – middle particle
指導教授: 葉玉祥
Yeh, Yu-Hsiang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 規劃與設計學院 - 建築學系
Department of Architecture
論文出版年: 2019
畢業學年度: 107
語文別: 中文
論文頁數: 104
中文關鍵詞: 輕質骨材中粒徑陶粒砌塊抗壓強度
外文關鍵詞: Compressive behaviour, light-weight aggregates, masonry, medium particle
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  • 本論文研究的目的在於分析震盪加壓製程生產非結構性之預鑄型砌塊,其輕質陶粒密度等級與力學性能的關聯性。期許能將試體生產過程加以標準化,使輕質骨材陶粒可更加廣泛運用,以利在牆體圬工構造提供不一樣的材料選擇。

    本研究採用水庫淤泥所燒結而成之輕質骨材,並於前期階段嘗試若干種材料配比進行震盪加壓成型,進而挑選三種不同密度等級(300、500、700)之中粒徑(2.4~9mm) 陶粒作為研究對象,並將陶粒與水泥漿體進行拌合,使其能在砌塊內部形成可立即脫模之拱殼結構。試體尺寸為180*200mm,其高度則隨震盪機具之上模壓力極限為180~210mm不等,試體規劃生產為300、500、700密度等級試體生產各30個。研究最終階段成功利用廠商所提供之原料及設備製成輕質骨材混凝土砌塊,依填充空隙比製作三種密度等級的砌塊,砌塊的填充空隙比為0.13~0.14不等。

    本研究採用中粒徑陶粒,因其粒徑尺寸較為適中,容易控制其單位重,也可經由水泥及陶砂填充其空隙達到良好的握裹性。研究結果顯示輕質骨材混凝土砌塊單位重與抗壓強度呈現正相關,三種等級砌塊之點散佈均呈現線性趨勢,其決定係數在0.45~0.55之間,故各密度等級陶粒藉由控制單位重量所製造之中粒徑砌塊,其抗壓強度具有其可靠性。就實驗結果得出各密度等級之砌塊的平均單位重及平均抗壓強度按密度等級由低至高(300、500、700),平均單位重分別為717.94kg/m3、856.97kg/m3及1424.58 kg/m3,平均抗壓強度則分別為21.03kgf/cm2、32.55kgf/cm2及71.92kgf/cm2,三者的強重比為1:1.3:1.72。

    雖700級砌塊的單位重相對其他兩種密度等級之砌塊高,但其抗壓性能相較之下亦大幅提升,以強重比而論,700級砌塊更具力學效益。而從砌塊的破壞模式下可得出300級主要是以剪力破壞最多,說明了砌塊的內部結構受力不均產生剪切效應,造成剪力破壞。500級的破壞模式則是較為均質,但其破壞模式並無錐形破壞而且最多的是其它破壞模式,佔總砌塊數量的1/3。700級砌塊主要則是以錐形破壞及錐形兼剪力破壞居多,說明其力量在砌塊內部達到有效的傳遞,但偶有些許因受力不均之地方產生剪切效應進而發生剪力破壞。從破壞樣本來看,其砌塊在相同的配比拌合方式下,使水泥漿體有效包裹骨材也與其抗壓強度有關,否則會造成力量傳遞不均。

    The objective of this study was to evaluate the physical properties of different bricks with light-weight aggregates, which were produced in a kiln factory with various amounts of light-weight ceramsite material. In the early stage of the research, several types of material proportions were tried to find out an ideal molding. A medium particle was then selected and mixed with appropriate cement slurry so that an arch-shell molding brick was produced.
    In the later stage of the research, 30 sets of light-weight bricks were formed from sintered medium particles (2.4~9mm) with three different grades (300, 500, 700) of density. The raw materials and equipments provided by the manufacturer were intended for producing the bricks, based on the voids in mineral aggregate(VMA). The VMA of medium-sized particle block can be reduced to 0.13 ~ 0.14.
    The results of the study indicated that the average specific weight of the grade-300 bricks was 717.94 kg/m3 ; the average specific weight of grade-500 bricks was 856.97 kg/m3; the average specific weight of grade-700 bricks was 1424.58 kg/m3. The compressive strength of grade-300 brick was 21.03 kgf/cm2; the outcome of grade-500 was 32.55 kgf/cm2; the strength of grade-700 was 71.92 kgf/cm2. The strength-to-weight ratio was 1:1.3:1.72 for these three types of bricks. Among them grade-700 exhibited the highest mechanical efficiency.
    In conclusion, the study revealed that when the specific weight of the unit increased, the compressive strength also increased. Besides, the dispersion degree of each density-grade brick is more dense and linear. The study also showed that there was a positive correlation between the specific weight and the compressive strength of light-weight aggregates bricks

    摘 要 I 誌謝 VI 目 錄 VII 表 目 錄 IX 圖 目 錄 X 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 研究動機與目的 2 1-3 研究方法與流程 3 第二章 文獻回顧 5 2-1 輕質隔間牆種類 5 2-2 輕質骨材混凝土 10 2-3 輕質骨材的種類與特性 14 2-4 預鑄混凝土砌塊的產製 17 2-5 小結 18 第三章 研究實驗規劃 19 3-1 試驗材料及試體規劃 19 3-2 試驗設備及方法 24 3-3 實驗試體製作流程 29 第四章 實驗結果與分析 33 4-1 輕質陶粒砌塊試驗結果統計 33 4-2 輕質陶粒砌塊試驗結果與分析 37 4-3 單位重與抗壓強度之關係 39 4-4 骨材特性與抗壓強度之關係 42 4-5 試體破壞模式 44 第五章 結論與建議 54 5-1 結論 54 5-2 建議 56 參考文獻 57 附錄 59

    國內參考文獻
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    下載圖示 校內:2022-09-23公開
    校外:2022-09-23公開
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