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研究生: 杜宗嶽
Tsung-Yueh Tu
論文名稱: 永續性再生資源骨材混凝土之研究
The Study on Recycled Aggregate Concrete of Sustainability
指導教授: 黃兆龍
Chao-Lung Hwang
口試委員: 林仁益
L. E. Lin
蘇南
N. Su
沈得縣
D. H. Shen
顏聰
T. Yon
彭耀南
E. N. Pon
許貫中
K. C. Hsu
學位類別: 博士
Doctor
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 215
中文關鍵詞: 再生資源骨材緻密配比法耐久性永續發展水泥強度效益
外文關鍵詞: Densified Mixture Design Algorithm (DMDA), cement efficiency, sustainable development, durability, recycled aggregates
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混凝土業界與混凝土科學技術必須符合三個條件,才能符合永續發展的精神,分別是1. 減少天然資源的使用,2. 增加工業廢棄物與營建廢棄物於混凝土中再利用之比率與3. 提高混凝土之耐久性。黃氏緻密配比的水泥強度效益可達到傳統ACI混凝土水泥強度效益的3倍左右,如能廣泛推廣黃氏緻密配比法,將可使我國每人每年1258公斤的水泥使用量,減少2/3到達每人每年平均400公斤的新低。黃氏緻密配比法亦有助於提升建築物之耐久性,提高一倍達到先進國家100年生命週期之標準,也可減少國內建築物重建時,所需消耗之地球資源,如水泥與天然骨材等。也因為國內建築物耐久性不佳,國內平均每年有1200~2000萬公噸之營建拆除廢棄物產生,所再製之再生骨材,經利用黃氏緻密配比法拌製而成之高性能再生混凝土,結果顯示符合HPC耐久性之要求,如56天之電阻值高於20KΩ-cm,28天之超音波速優於4000m/s以上,及91天之電滲表現低於2000coulombs。採用緻密配比法之高性能再生骨材混凝土,如能大量在商業市場上被運用,不但對營建拆除廢棄物之處理有很正面的幫助,由於緻密配比法之高水泥強度效益,亦可以有效減少國內水泥每人每年之整體使用量,到400~600公斤的範圍,這對國內環境之永續性將會是極正面之貢獻。


Three strategies can be applied for construction industries and concrete industries towards the concepts conforming the sustainable development. There are to reduce the usage of natural resources, such as cement and natural aggregates, to increase the ratio of industrial wastes and construction demolished wastes in concrete applications, and to enhance the durability of concrete buildings. Concrete of the Hwang’s Densified Mixture Design Algorithm (DMDA) has 3 times higher of cement efficiency than that of ACI concrete does. When DMDA can be widely applied in the designing processes and production of concrete, the using amount of cement will be reduced to around 400kg/year per person in Taiwan. Also, DMDA can enhance the durability of concrete which can further extend the service life of concrete buildings in Taiwan. As the service life of buildings reaches the standards of the developed countries, resources, such as cement and natural aggregates, will be less consumed in Taiwan due to the poorer durability of buildings. Currently, as the durability of buildings is not good enough compared to those in developed countries, there is 1.2~2 billion tones of construction demolished wastes being produced in Taiwan. Recycled aggregates from construction demolished wastes are further produced high performance recycled aggregate concrete (HPRAC) on the basis of DMDA and its durability meets the standards of HPC. These standards are the readings of resisitivity higher than 20kΩ-cm after 56 days, the measurement of ultrasonic velocity higher than 4000m/s after 28 days and the performance of chloride penetration lower than 2000 coulombs after 91 days. Therefore, if HPRAC applied DMDA can be commercially produced in Taiwan, it will not only be helpful to the disposal of construction demolished wastes but also be contributive to the reduction of cement usage in Taiwan as a result of the higher cement efficiency which DMDA can produced.

中文摘要---------------------------------------------- I 英文摘要---------------------------------------------- III 誌謝-------------------------------------------------- IV 總目錄------------------------------------------------ VI 表目錄------------------------------------------------ VIII 圖目錄------------------------------------------------ X 符號說明---------------------------------------------- XIII 第一章前言-------------------------------------------- 1 1-1研究動機--------------------------------------- 1 1-2研究目的與範圍--------------------------------- 4 1-3研究方法--------------------------------------- 6 1-4研究流程--------------------------------------- 6 第二章文獻回顧---------------------------------------- 9 2-1永續發展之起源--------------------------------- 9 2-2京都議定書對營建業之衝擊----------------------- 15 2-3國內綠營建與綠建築之推行----------------------- 18 2-4綠建材與建築廢棄物之現況----------------------- 25 2-5再生骨材與再生混凝土之性質--------------------- 31 2-5-1再生骨材之基本性質-------------------- 32 2-5-2再生資源骨材混凝土之性質-------------- 36 2-5-2-1新拌性質--------------------- 36 2-5-2-2硬固性質--------------------- 38 2-5-2-3耐久性質--------------------- 43 2-6小結------------------------------------------- 48 第三章混凝土配比水泥效益評析------------------------- 65 3-1混凝土配比設計原則----------------------------- 66 3-1-1ACI混凝土配比設計原則---------------- 66 3-1-2自充填混凝土混凝土配比設計原則------- 67 3-1-3高性能混凝土配比設計原則------------- 69 3-2常重混凝土之水泥強度效益------------------------ 71 3-2-1ACI傳統混凝土------------------------ 72 3-2-2自充填混凝土------------------------- 74 3-2-3高性能混凝土------------------------- 77 3-3輕質骨材混凝土之水泥強度效益------------------- 78 3-4小結------------------------------------------- 80 第四章試驗計劃---------------------------------------- 95 4-1試驗流程--------------------------------------- 95 4-2試驗材料--------------------------------------- 95 4-3試驗變數--------------------------------------- 97 4-4配比設計法------------------------------------- 99 4-5試驗方法與設備--------------------------------- 104 4-5-1材料基本物理化學試驗------------------ 104 4-5-2混凝土新拌性質------------------------ 105 4-5-3 混凝土硬固性質------------------------ 106 第五章再生骨材混凝土試驗結果與分析-------------------- 123 5-1新拌性質--------------------------------------- 123 5-1-1坍度---------------------------------- 123 5-1-2坍流度與坍流時間----------------------- 127 5-2硬固性質--------------------------------------- 129 5-2-1抗壓強度------------------------------- 129 5-2-2超音波速------------------------------- 130 5-2-3電阻係數------------------------------- 132 5-2-4氯離子滲透----------------------------- 133 5-2-5硫酸鹽侵蝕----------------------------- 134 5-2-6水泥效益------------------------------- 135 5-3結論-------------------------------------------- 138 第六章再生骨材對高性能混凝土性質之影響---------------- 163 6-1新拌性質--------------------------------------- 164 6-1-1坍度---------------------------------- 164 6-1-2坍流度與坍流時間---------------------- 165 6-2硬固性質--------------------------------------- 166 6-2-1抗壓強度------------------------------- 166 6-2-2電阻係數------------------------------- 167 6-2-3超音波速------------------------------- 168 6-2-4硫酸鹽侵蝕----------------------------- 169 6-2-5 氯離子滲透---------------------------- 171 6-3結論------------------------------------------- 172 第七章結論與建議-------------------------------------- 183 7-1結論------------------------------------------- 183 7-2建議------------------------------------------- 189 參考文獻---------------------------------------------- 195

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