| 姓名 |
鄒睿嘉(Lai-cha Tsou)
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畢業系所 |
土木工程學系 |
| 論文名稱 |
台灣東部骨材的鹼反應檢測與詮釋
(Alkali-aggregate Reaction Tests and Results Interpretation on Aggregates from East Taiwan)
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| 摘要(中) |
鹼－骨材反應為一長期的混凝土劣化問題。過去研究發現，台灣東部的海岸山脈所出產的安山岩存在此問題，並有現地案例佐證。然而過去研究與案例調查多著重在東部花蓮以南的海岸山脈及花東縱谷，在花蓮以北地區出產以變質岩為主的砂石則較少相關研究。本研究即針對宜蘭、花蓮地區各河川包含蘭陽溪、東澳溪、南澳溪、立霧溪、三棧溪、和平溪、花蓮溪、木瓜溪等河川所產砂石進行鹼反應評估與案例調查；另外並對和平溪骨材中幾種主要岩種，包含石英脈、片麻岩、綠色片岩、變質基性岩與大理岩等進行鹼反應性檢測試驗，以找出此區域反應性的主要岩種。研究結果發現，這些河川出產以變質岩為主的骨材均具有鹼反應性的潛能，並且相較於海岸山脈安山岩此類骨材的鹼反應性屬於晚期膨脹型，具有在低鹼量環境下即可發生鹼－骨材反應與長期仍持續膨脹的特性，在工程使用上應多加注意。 |
| 摘要(英) |
The Alkali-aggregate reaction (AAR) is a kind of concrete deleterious problem. From past investigations, it was found that rocks quarried from the east area of Taiwan could be highly reactive for the presence of affected concrete structures. Since the investigations were focused on Coast Mountains in south of Hualien and Hualien-drift valley,the aggregates composed of metamorphous rocks from north of Hualien are lacking of examinations.
The AAR potential evaluations of aggregates were carried out by laboratory tests and site investigations. Besides, five kinds of major rocks in Her-ping river, including quartz vein, gneiss, green schist, metabasite, and marble, were also investigated to determine the primary affective mineral.The researches show that aggregates from metamorphic rocksfrom river basins in this area are regarded as high AAR potentials. Unlike the andesite from Coast Mountains area, these aggregates are classified as
late-expansion type, and will be deleterious under low alkali content.Using these aggregates in constructions should be with cautions. |
| 關鍵字(中) |
★ 鹼-骨材反應 變質岩 試驗流程 |
關鍵字(英) |
★ metamorphic rocks
★ alkali-aggregate reaction |
| 論文目次 |
目錄................................................................I
圖目錄............................................................III
表目錄..............................................................X
照片目錄...........................................................XI
第一章 緒論..................................................... 1
1.1 研究動機..................................................1
1.2 研究內容..................................................2
1.3 論文架構..................................................2
第二章 鹼－骨材反應概述....................................... 3
2.1 鹼－骨材反應機制與分類....................................3
2.2 鹼－骨材反應特徵..........................................4
2.3 影響鹼－骨材反應的因素....................................8
2.4 鹼－骨材反應相關規範與試驗法.............................14
2.4.1 美國材料與試驗協會（ASTM）.............................15
2.4.2 美國州公路及運輸官員協會（AASHTO）.....................15
2.4.3 Fourier 與Berube 骨材反應性檢測建議流程................16
2.5 台灣的鹼－骨材反應問題研究...............................18
2.5.1 台灣的鹼－骨材反應案例.................................20
2.5.2 鹼－骨材反應資料庫.....................................23
2.6 蘇澳花蓮段地質與地層概述.................................25
2.6.1 地層分佈...............................................26
2.6.2 水系...................................................27
第三章 研究方法及步驟........................................ 29
3.1 試驗規劃.................................................29
3.2 試驗用材料...............................................30
3.2.1 卜特蘭水泥.............................................30
3.2.2 骨材的採集.............................................30
3.3 試驗方法與步驟...........................................33
3.3.1 粒料之岩象分析 (ASTM C295).............................33
3.3.2 粒料反應潛能之化學分析試驗(ASTM C289)..................33
3.3.3 水泥砂漿棒試驗 (ASTM C227).............................39
3.3.4 加速水泥砂漿棒試驗 (ASTM C1260)........................42
3.3.5 混凝土角柱試驗 (ASTM C1293) ...........................44
第四章 試驗結果............................................... 47
4.1 台九線蘇澳－花蓮段沿線案例調查............................47
4.2 鹼反應潛能試驗結果........................................56
4.2.1 化學法試驗(ASTM C289)..................................57
4.2.2 水泥砂漿棒試驗 (ASTM C227).............................59
4.2.3 加速水泥砂漿棒試驗 (ASTM C1260)........................64
4.2.4 混凝土角柱試驗 (ASTM C1293)............................66
4.2.5 反應潛能綜合研判.......................................72
4.3 和平溪單一岩種反應潛能試驗結果...........................74
4.3.1 岩象分析試驗...........................................75
4.3.1.1 石英脈..............................................75
4.3.1.2 片麻岩..............................................77
4.3.1.3 大理岩..............................................79
4.3.1.4 變質基性岩..........................................79
4.3.1.5 反應潛能研判........................................81
4.3.2 化學分析試驗(ASTM C289)................................82
4.3.3 水泥砂漿棒試驗 (ASTM C227).............................84
4.3.4 加速水泥砂漿棒試驗 (ASTM C1260)........................86
4.3.5 混凝土角柱試驗 (ASTM C1293)............................87
4.3.6 和平溪單一岩種鹼質與粒料反應潛能評估...................89
4.4 台灣地區骨材的鹼反應性檢測建議...........................91
第五章 結論與建議............................................. 93
5.1 結論........................................................93
5.2 建議........................................................94
參考文獻................................................ 95 |
| 參考文獻 |
1. 王櫻茂、吳振成、李驊登、田永銘、張文隆，「研製混凝土用混合材料以改進混凝土耐久性」，行政院國科會專題研究報告，共105 頁 (1988)。(NSC-77-0410-E006-12)。
2. 王櫻茂、吳振成、楊宏儀、田永銘、陳裕新，「台灣地區鹼-骨材反應特性之研究」， 行政院國科會專題研究報告，NSC78-0410-E006-20，共98 頁（1989）。
3. 王櫻茂，吳振成，楊宏儀，田永銘，許智能 (1990) 以普蜀蘭混合材料防治鹼-骨材反應 (一)：行政院國科會專題研究報告，共98 頁。
4. 王櫻茂，吳振成，楊宏儀，田永銘，許智能 (1991) 以普蜀蘭混合材料防治鹼-骨材反應 (二)：行政院國科會專題研究報告，共101 頁。
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9. 田永銘、楊世和、彭柏翰、王淑慧，「台灣的鹼-骨材反應問題與對策」，土木水利，第二十六卷，第一期，第78-94 頁（1999）。
10. 張文恭、田永銘、陳維民，「花蓮溪和木瓜溪之鹼-骨材反應研究」，中國地質學會八十九年年會暨學術研討會論文集，台北，第436～438 頁 (2000)。
11. 田永銘、王淑慧、陳仁達、林晏吉，「台灣東部鹼反應性骨材之悲極效應研究」，中國地質學會八十九年年會暨學術研討會論文集，台北，第430～432頁 (2000)。
12. 田永銘、王淑慧、陳仁達、彭柏翰，「花東地區海岸構造物之鹼-骨材反應調查研究」，第十一屆水利工程研討會論文集，台北，第I-81～I-87 頁 (2000)。
13. 田永銘、王淑慧、彭柏翰、賴武德，「台灣安山岩質骨材之鹼反應行為」，第五屆結構工程研討會，台中，第643-651 頁（2000）。
14. 田永銘、楊世和、王淑慧，「台灣東部骨材鹼反應潛能研究」，中國土木水利工程學刊，第十三卷，第一期，第217~226 頁（2001）。
15. 田永銘、張庭華，「海岸山脈安山岩之鹼-骨材反應特性及抑制方法」，2001公共工程學術研討會論文集，台南成功大學，第205~214 頁 (2001)。
16. 田永銘、潘亮宇、徐豐裕，「花蓮溪安山岩之鹼—骨材反應特性」，第六屆結構工程學術研討會，編號：C58，墾丁(2002)。
17. 田永銘，「台灣混凝土鹼-骨材反應問題」，2002 地球系統科學研討會論文集，桃園中央大學，第G86~G93 頁 (2002)。
18. 田永銘，「台九線豐平橋鑽心試體鹼-骨材反應檢驗報告」，交通部公路局第四區工程處，委託研究報告(2002)。
19. 褚炳麟、顏聰、盧俊寬，「台灣西部地區砂石料源鹼質反應調查研究」，交通部台灣區國道新建工程局研究報告，臺北 (1994)。
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21. 田永銘，「台灣混凝土骨材之鹼反應潛能研究(II)」，行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告，ＮＳＣ 90-2211-E-008-050，中壢(2002) 。
22. 田永銘，「台灣混凝土骨材之鹼反應潛能研究(III)」，行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告，ＮＳＣ 91-2211-E-008-030，中壢(2003) 。
23. 何春蓀，「台灣地質概述台灣地質圖說明書」，經濟部中央地質調查所，台北(1986)。
24. 楊世和．「台灣東部反應性骨材之探討與分析」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系，中壢（1997）。
25. 陳仁達．「花東地區鹼-骨材反應及防治方法」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系，中壢（1998）。
26. 林晏吉，「花東地區鹼-骨材反應之成因探討」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系，中壢（1999）。
27. 王淑慧，「台灣地區岩石之鹼-骨材反應潛能研究」，碩士論文，國立中央大學應用地質研究所，中壢（1999）。
28. 張文恭，「花蓮地區單一岩種之鹼-骨材反應研究」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系，中壢（2000）。
29. 彭柏翰，「花蓮溪安山岩含量之悲極效應研究」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，中壢（2000）。
30. 張庭華，「海岸山脈安山岩之鹼-骨材反應特性及抑制方法」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系，中壢（2001）。
31. 林志寶，「台灣骨材鹼反應潛能資料庫建置」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系，中壢（2002）。
32. 徐豐裕，「鹼-骨材反應引致之破裂行為」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系，中壢（2003）。
33. 王尹廷，「鹼-骨材反應引致裂縫之量測與分析」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系，中壢（2004）。
34. AASHTO T299-93, “Rapid Identification of Alkali Silica Reaction Product in Concrete,” AASHTO Standard.
35. AASHTO T303-96, “Accelerated Detection of Potentially Deleterious Expansion of Mortar Bars Due to Alkali-Silica Reaction,” AASHTO Standard.
36. ASTM C227-97, ”Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Cement-Aggregate Combinations (Mortar-Bar Method),” Annual Book of ASTM Standards, Section 4, Vol.04.02 (2004).
37. ASTM C289-02, “Standard Test Method for Potential Alkali-Silica Reactivity of Aggregates (Chemical Method),” Annual Book of ASTM Standards, Section 4,
Vol.04.02 (2004).
38. ASTM C295-03, “Standard Guide for Petrographic Examination of Aggregates for Concrete,” Annual Book of ASTM Standards, Section 4, Vol.04.02 (1999).
39. ASTM C 586-99, “Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Carbonate Rocks for Concrete Aggregate (Rock Cylinder Method),” Annual book of ASTM standards, pp.282-285 (2004).
40. ASTM C1260-01, “Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Aggregates (Mortar-Bar Method),” Annual book of ASTM Standards, pp. 644-647 (2004).
41. ASTM C1567-04, “Standard Test Method for Determining the Potential Alkali-Silica Reactivity of Combinations of Cementitious Materials and Aggregate (Accelerater Mortar-Bar Method),” Annual Book of ASTM Standards (2004).
42. ASTM C1293-01,“Standard Test Method for Concrete Aggregates by Determination of Length Change of Concrete due to Alkali-Silica Reaction,”Annual Book of ASTM Standards, pp.648-653 (2004).
43. B |
| 指導教授 |
田永銘(Yun-ming Tien)
|
審核日期 |
2007-7-24 |
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