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研究生: 范揚凱
Fan, Yang-Kai
論文名稱: 鎂鋁氧化物於水泥砂漿中之氯離子吸附能力
The feasibility of using Mg-Al oxides as chloride arrestors in cement mortars
指導教授: 黃忠信
Huang, Jong-Shin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 94
中文關鍵詞: 鎂鋁氧化物氯離子鎂鋁層狀雙氫氧化物
外文關鍵詞: Chloride, Mg-Al oxide, Mg-Al layered double hydroxides(MgAl-LDHs)
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  • 本研究將依據鎂鋁氧化物可吸附陰離子形成鎂鋁層狀雙氫氧化物之概念,探討鎂鋁氧化物應用於土木材料中之可行性。首先將鎂鋁層狀雙氫氧化物煅燒製成鎂鋁氧化物,再將其添加於水泥砂漿中,分析此種摻料是否能達到吸附氯離子之功能性。本研究規劃兩種不同氯離子含量,並利用海砂作為細粒料之配比,拌合後即進行相關試驗,包括氯離子含量及抗壓強度試驗,以探討添加鎂鋁氧化物對水泥砂漿中氯離子之吸附能力,同時,建議可使鎂鋁氧化物有效吸附水泥砂漿中氯離子之拌製方式。為評估鎂鋁氧化物應用於水泥砂漿之適用性,將試驗水泥砂漿於添加鎂鋁氧化物後之流度、抗壓強度及新拌及硬固水泥砂漿氯離子含量等,並由試驗結果加以分析比較,同時探討鎂鋁氧化物於水泥砂漿中之吸附能力及最有效之應用方式。此外,利用掃描式電子顯微鏡及元素光譜分析儀觀測鎂鋁氧化物及鎂鋁層狀雙氫氧化物,其微結構和內部元素成份含量與分佈,同時配合進行熱重量分析試驗,以燒失量多寡分析鎂鋁層狀雙氫氧化物煅燒前後及吸附氯離子前後之成份含量差異,最後利用雷射粒徑分析儀量測實驗室製備之鎂鋁氧化物粒徑分佈,瞭解其顆粒是否有機會可以填入毛細孔隙中並吸附其中之Cl-陰離子。

    With the property of anion exchange reaction, Mg-Al layered double hydroxides (MgAl-LDHs) can be used as chloride arrestors in cement mortars. MgAl-LDHs can be transformed to Mg-Al oxides when they are calcined at a high temperature of 500oC. The resulting Mg-Al oxides can be further intercalated by some other aggressive anions to become MgAl-LDHs. In this study, the feasibility of using Mg-Al oxides as chloride arrestors in cement mortars is investigated and thus presented. In order to evaluate the effects of Mg-Al oxides on the microstructure and properties of cement mortars, the flow value, compressive strength and chloride content of cement mortars were determined. In addition, measurements of SEM, EDS, TGA and particle size analysis were performed to characterize the microstructures, chemical compounds and particle size distributions of MgAl-LDHs and Mg-Al oxides, respectively. Finally, an effective way of enhancing the effects of Mg-Al oxides on the reduction of chloride content in cement mortars is proposed here.

    摘要...........................................Ⅰ 誌謝...........................................Ⅲ 目錄...........................................Ⅵ 表目錄.........................................Ⅷ 圖目錄.........................................Ⅹ 第一章 緒論.....................................1 1.1 研究動機與目的............................1 1.2 本文組織與內容............................2 第二章 相關理論與文獻回顧.......................5 2.1 氯離子對鋼筋混凝土結構物之影響............5 2.1.1 氯離子來源與檢測標準..................5 2.1.2 氯離子對鋼筋混凝土之侵蝕..............8 2.1.3 超量氯離子的防制與防蝕技術...........10 2.2 層狀雙氫氧化物...........................13 2.2.1 層狀雙氫氧化物之相關結構與特性.......13 2.2.2 層狀雙氫氧化物之應用.................14 2.3 鎂鋁氧化物...............................15 2.3.1 鎂鋁氧化物之特性.....................15 2.3.2 鎂鋁氧化物之應用.....................17 2.3.3 鎂鋁氧化物應用於混凝土工程...........18 第三章 試驗方法與步驟..........................30 3.1 試驗規劃.................................30 3.2 試體材料及試驗設備.......................31 3.2.1 材料分析.............................31 3.2.2 試驗設備.............................33 3.3 試驗流程及方法...........................37 3.3.1 鎂鋁氧化物製備.......................37 3.3.2 鎂鋁氧化物應用於氯化物及海砂溶液.....37 3.3.3 配比設計.............................38 3.3.4 製作試體.............................39 3.3.5 流度試驗.............................39 3.3.6 新拌及硬固水泥砂漿中水溶性氯離子含量試驗...................................40 3.3.7 抗壓強度試驗.........................40 3.3.8 熱重分析試驗.........................41 3.3.9 SEM觀測與EDS分析.....................41 3.3.10雷射粒徑分析.........................41 第四章 試驗結果與討論..........................59 4.1 鎂鋁氧化物對綠化物及海砂溶液之影響.......59 4.2 流度試驗.................................60 4.3 氯離子含量試驗...........................61 4.3.1 新拌水泥砂漿氯離子含量試驗...........61 4.3.2 硬固水泥砂漿氯離子含量試驗...........62 4.3.3 氯離子含量試驗之總和討論.............63 4.4 抗壓強度試驗.............................64 4.5 熱重分析試驗.............................66 4.6 SEM觀測及EDS分析.........................67 4.7 雷射粒徑分析.............................68 第五章 結論與建議..............................91 參考文獻.......................................93

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    下載圖示 校內:2007-07-18公開
    校外:2007-07-18公開
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