本研究旨在應用熱分析方法探討由混凝土取樣的水泥漿體於常溫至1050℃之物理與化學反應，以各溫度區間質量損失量比較、熱分析的DTG與DTA圖形與正規化的方式推測前期受火害之混凝土圓柱試體與梁柱複合構件試體曾受過火害之最高溫度，輔以ANSYS軟體進行火害延時之推測與影響，作為混凝土結構物受火害後劣化程度之參考。試驗變數包括：曾受火害的最高溫度、不同水膠比及不同取樣位置等。
　　測試結果經與相關文獻比對後，水泥漿體於各溫度區間之物理與化學反應如下：常溫～105℃為毛細水與孔隙水之蒸發；約105℃為C-S-H膠體開始脫水；400～600℃為Ca〖(OH)〗_2結晶水裂解；約570℃為αSiO_2轉換成βSiO_2；600～750℃為CaCO_3脫碳反應；約800℃為β－CS與β－C_2 S生成。
　　本研究將已知受火害溫度之混凝土圓柱試體進行最高溫度判定，其研究成果以曾受火害溫度200至700℃之試樣溫度判定較為準確。
　　以已知延時之混凝土梁柱複合構件試體，距試體表面不同深度處取樣熱分析進行溫度判定之結果，輔以ANSYS軟體進行火害延時之推測，以距梁表面深度約40mm之保護層處所判定之火害延時較為準確。

The thermal analysis is used to predict the maximum temperature history and exposure time of fire damaged concrete. The specimens taken from the concrete cylinders and beam-column sub-assemblage specimens of previous studies. The physical and chemical reactions of hydrated cement paste tested under elevated temperatures were studied and compared with the existing literature. The ANSYS software was used along with the thermal analysis for the prediction of exposure time. The main parameters considered are maximum temperature, water-binder ratio, and locations of sampling.
　　The physical and chemical reactions observed in the thermal analysis were compared with the existing literature as follows: evaporation of capillary and micro pore water (Ambient temperature-105℃), dehydration of C-S-H gel (105-700℃), decomposition of Ca〖(OH)〗_2 (400-600℃), CaCO_3 (600-750℃), and C-S-H gel into β－CS and β－C_2 S (around 800℃).
　　The normalized weight loss of hydrated cement paste taken from fire damaged concrete cylinder, in various temperature intervals, and the DTG and DTA curves were used to predict the maximum temperature history. The prediction is reasonably correlated to the test results for samples having 200-700℃ temperature history.
　　Accurate prediction of exposure time can be obtained for the samples taken at 40mm depth from surface of specimens.

1. Mindess, S.; Young, J. F. ; and David, D., “Concrete,” second edition, Prentice Hall, 2003, 537 pp.
2. Jazairi, B. E., and Illston, J. M., “The Hydration of Cement Paste Using the Semi-Isothermal Method of Derivative Thermogravity”, Cement and Concrete Research, V. 10, 1980, pp. 361-366.
3. Federation international du beton, “Fire Design of Concrete Structure-Materials, Structures and Modeling,” Bulletin 38, Apr. 2007, 93 pp.
4. 沈進發，陳舜田，張郁慧，「火害延時對混凝土材料性質之影響」，國家科學委員會專題研究計畫，NSC82-0410-E-011-079 研究報告，台北市，1993。
5. Willam, K.; Xi, Y.; Lee, K.; and Kim, B., “Thermal Response of Reinforced Concrete Structures in Nuclear Power Plants,” SESM, No. 2, 2009, 210 pp.
6. Ye, G.; Liu, X.; Schutter, G. De.; Taerwe, L.; and Yuan, Y., “The Microstructure of Self-Compacting Concrete Compared with High Performance Concrete and Traditional Concrete,” RILEM, 2005, pp. 383-394.
7. Shen, J. F.; Chen, S. T.; and Twu, Y. S., “Evaluation of the fire temperature imposed on concrete by the ignition loss method,” The first Japan Symposium on Heat Release and Fire Hazard, Tsukuba, May 1993, pp. II-7-12.
8. 陳舜田，「建築物火害及災後安全評估法」，科技圖書，第85~116頁，台北，1999。
9. Handoo, S. K.; Agarwal, S.; and Agarwal, S. K., “Physicochemical, Mineralogical, and Morphological Characteristics of Concrete Exposed to Elevated Temperature,” Cement and Concrete Research, V. 32, 2002, pp. 1009-1018.
10. Jeremy, P. I., “Application of Petrographic Examination Techniques to the Assessment of Fire-Damaged Concrete and Masonry Structures,” MTL-06516, 2008, pp. 1-10.
11. Sepulcre-Aguilar, A., and Hernandez-Olivares, F., “Assessment of Phase Formation in Lime-Based Mortars with Added Metakaolin, Portland Cement and Sepiolite, for Grouting of Historic Masonry,” Cement and Concrete Research, V. 40, 2010, pp. 66-76.
12. Bazant, Z. P., and Kaplan, M. F., “Concrete at High Temperatures: Material Properties and Mathematical Models,” 1991, 411 pp.
13. 胡曄，「利用混凝土判定火場溫度技術」，消防技術與產品信息，武警學院消防工程系，2002。
14. Federation international du beton, “Fire Design of Concrete Structures-Materials, Structures and Modeling,” Bulletin 46, July 2008, pp. 97-110.
15. 鄭弘文，「混凝土化環境中微觀結構與大學行為之研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南，2001。
16. 楊炫智，「非破壞檢測方法應用於高溫作用後混凝土結構之損害評估」，博士論文，國立中興大學土木工程學系，台中，2008。
17. 郭新添，「爐石水泥砂漿受碳化作用之研究」 ，國立成功大學土木工程研究所，碩士論文，台南，2003。
18. Mohamedbhai, G. T. G., “Effect of Exposure Time and Rates of Heating and Cooling on Residual Strength of Heated Concrete,” Magazine of Concrete Research, 1986, pp. 151-159.
19. 彭建文，「以熱分析推測混凝土受火害溫度之研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南，2005。
20. 劉銘璋，林岱瑋，王漢松，張秋玲，「第七章 熱分析」，台灣大學化學系。
21. 大九保信明，「熱分析的基礎與分析」，SII•Nano technology 株式會社。
22. Charsley, E. L., and Warrington, S. B., “Thermal Analysis-Techniques and Application,” Royal Society of Chemistry, 1992, 291 pp.
23. Dodd, J. W., and Tonge, K. H., “Thermal Methods,” Analytical Chemistry by Open Learning, 1987, 337 pp.
24. Pyris Diamond, “TG/DTA Module,” Document No. 0503-230-007E, Rev. 2.1, Dec. 2003, 73 pp.
25. 涂耀賢，「以燒失量試驗法推測混凝土受火害程度之研究」，碩士論文，國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所，1991。
26. 林尚賢，「以X光繞射試驗法推測混凝土受火害程度之研究」，碩士論文，國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所，1991。
27. 劉書明，「高溫高壓蒸氣養護對TAICON火害後性質之研究」，碩士論文，國立交通大學土木工程研究所，第3～25頁，1990。
28. 劉建佑，「非破壞檢測波速量測法應用於火害混凝土強度及波速之探討」，碩士論文，國立中興大學土木工程研究所，第3～9頁，2004。
29. 高金盛，「火害後混凝土構架之力學行為」，碩士論文，國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所，1996。
30. 沈榮村，「混凝土火害溫度推測方法之研究」，碩士論文，國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所，1989。
31. 內政部建築研究所，「建築物構造防火性能驗證技術手冊」，台灣，2008。
32. European Committee, “Eurocode2 : Design of concrete structures - Part 1-2 : General rules - Structural fire design,” ENV 1992-1-2:2004, 97 pp.
33. European Committee, “Eurocode1 : Action on structures- Part 1-2 : General actions on structures exposed to fire,” ENV 1991-1-2:2002, 59 pp.
34. 葉宗益，「鋼筋混凝土梁柱複合構件承受高溫之行為研究 ─ 普通混凝土梁之承力行為」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南，2007。
35. 方怡中，「鋼筋混凝土梁柱複合構件承受高溫之行為研究 ─ 自充填混凝土梁之承力行為」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南，2007。
36. 陳坤樟，「鋼筋混凝土梁柱複合構件於高溫中、後之行為研究 ─ 普通混凝土梁之承力行為」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南， 2008。
37. 王奕程，「鋼筋混凝土梁柱複合構件於高溫中、後之行為研究 ─自充填混凝土梁之承力行為」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南，2008。
38. 邱柏昇，「鋼筋混凝土房屋構架在高溫中、後之行為研究─普通混凝土梁之行為」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南，2009。
39. 周禮緯，「鋼筋混凝土房屋構架在高溫中、後之行為研究─自充填混凝土梁之行為」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南，2009。
40. 張君輔，「鋼筋混凝土梁柱複合構件受高溫之行為研究─普通混凝土梁之行為」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南，2010。
41. 林岱蔚，「鋼筋混凝土梁柱複合構件受高溫之行為研究─自充填混凝土梁之行為」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南，2010。