聚丙烯混合型纤维混凝土之工程性质课件

宋佩瑄鋼-聚丙烯混合型纖維混凝土之工程性質

1宋佩瑄鋼-聚丙烯混合型纖維混凝土之工程性質1混凝土乃相當脆性材料，為改善其工程性質，最佳方法即在其內加入纖維材。纖維種類甚多，但實際上沒有一種纖維混凝土具備完美之工程性質。混凝土繼添加單一種纖維之後，同時添加二種不同材質或型式之纖維所製成之混合型纖維混凝土漸為研究趨勢。一.前言2混凝土乃相當脆性材料，為改善其工程性質，最佳方法即在其內加入聚丙烯及鋼纖維材料，為目前混凝土運用最普遍之材料。纖細之聚丙烯纖維其主要用途是抑制混凝土之塑性裂縫與微觀裂縫。鋼纖維因其強度高勁度大，可有效束制混凝土之宏觀裂縫，延緩試體之破壞行為，提高混凝土之強度。一.前言3聚丙烯及鋼纖維材料，為目前混凝土運用最普遍之材料。一.前鋼-聚丙烯混合型纖維混凝土，當鋼與聚丙烯纖維含量固定時，若以不同型式之纖維混合時，是否亦會對混凝土工程性質造成影響。一.前言4鋼-聚丙烯混合型纖維混凝土，當鋼與聚丙烯纖維含量固定時，若以符合ASTMC150之卜特蘭Ⅰ型水泥粗骨材最大粒徑2.54cm細骨材之細度模數2.86材料配比：水泥、水、細骨材、粗骨材，重量分別為300，192，850，1050kg/m3，

28天抗壓強度4000psi。

(二)試驗材料5符合ASTMC150之卜特蘭Ⅰ型水泥(二)試驗材料5indentedhooked-end試驗纖維型式staplefiberwithcrimpS1S2P16indentedhooked-end試驗纖維型式stap7FibertypeSteel-fiberPolypropyleneFiberno.S1S2P1Fibergeometryindentedhooked-endstaplefiberwithcrimpFiberLength(mm)505010~25(combination)Diameter

/*Denier1mm/0.75mm//2.5Denier＊Number/Kg240056002×108TensileStrength(MPa)8001000550SpecificGravity1Elasticmodulus200GPa200GPa3.5GPa＊1Denier＝0.05g/450m試驗用鋼纖維與聚丙烯纖維之物理性質比較表77FibertypeSteel-fiberPolypr(二)澆置與養護將所完成之新拌混凝土，分別填入各式試驗鋼模後，依ASTMC31規範，搗實抹平，靜置24小時後拆模，即將試體移置23±1℃之水櫃中養護，俟28天後進行各種工程性質試驗。8(二)澆置與養護將所完成之新拌混凝土，分別填入各式試驗鋼模後9混凝土強度試驗ASTMC39圓柱狀混凝土試體抗壓強度試驗法

ASTMC496圓柱狀混凝土試體劈裂強度試驗法油壓機荷重控制於每秒0.3MPa每分鐘劈裂拉應力增加率為900KPa99混凝土強度試驗ASTMC39圓柱狀混凝土試體抗壓強度試驗10混凝土試體破裂模數與韌性指數實驗依ASTMC1018纖維混凝土撓曲及初裂強度試驗法以三分點載重並以位移控制方法進行試驗

1010混凝土試體破裂模數與韌性指數實驗依ASTMC1018韌性指數韌性指數之數值一般混凝土彈塑性材料纖維混凝土I51.05.01to6I101.010.01to12I301.020.01to2511ASTMC1018對韌性指數之建議11韌性指數韌性指數之數值一般混凝土彈塑性材料纖維混凝土I51.12Mixtureno.Steel-fiberPolypropylene-fibersFibertypeFibercontent(kg/m3)FibertypeFibercontent(kg/m3)PC--0--0P1--0P10.6S11S115--0S12S120--0S13S125--0S21S215--0S22S220--0S23S225--0S11-P1S115P10.6S12-P1S120P10.6S13-P1S125P10.6S21-P1S215P10.6S22-P1S220P10.6S23-P1S225P10.6聚丙烯-鋼纖維混合型混凝土各組試體編號與纖維含量配比表共14組試驗pc1組，聚丙烯1組鋼纖6組，混纖6組1212MixtureSteel-fiberPolypropyl13Mixtureno.CompressivestrengthSplittingtensilestrengthModulusofruptureMeasured(MPa)Strength-effectiveness(％)Measured(MPa)Strength-effectiveness(％)Measured(MPa)Strength-effectiveness(％)PC28.02.44.6PS1S1232.917.73.025.75.315.6S1333.921.23.025.85.417.4S2133.419.42.8S227.35.418.0S2334.65.520.1S11-P132.917.92.920.85.08.6S12-P133.55.417.3S13-P134.924.73.337.25.723.9S21-P134.322.53.025.25.316.1S22-P135.45.621.9S23-P136.530.43.439.86.439.1各型式纖維混凝土之抗壓強度、劈裂抗拉強度及破裂模數聚丙烯纖維增加強度2~4%S2鋼纖增加強度20~30%S2混纖增加強度30~40%S1鋼纖增加強度17~26%S1混纖增加強度23~37%1313MixtureCompressivestrengthS14不同類型纖維混凝土之抗壓強度較純混凝土之增量S2混纖增加30.4%最高1414不同類型纖維混凝土之1415不同類型纖維混凝土之劈裂抗拉強度較純混凝土之增量S2混纖增加39.8%最高1515不同類型纖維混凝土之1516不同類型纖維混凝土之破裂模數較純混凝土之增量S2混纖增加39.1%最高1616不同類型纖維混凝土之16密佈之纖細聚丙烯纖維可疏解裂縫尖端微應力纖細聚丙烯纖維被拉斷或拉脫高勁度鋼纖維發揮橋架作用171718不同類型纖維混凝土抗彎載重-變形曲線S2混纖韌性最高1818不同類型纖維混凝土抗彎載重-變形曲線1819Mixtureno.I5I10I30PC1.01.01.0PSS123.85.811.9SSS224.36.312.3S234.66.514.1S11-P13.85.610.4S12-PS13-P14.76.712.8S21-P13.95.911.2S22-PS23-P14.96.815.3各型式纖維混凝土之韌性指數聚丙烯纖維提升不多S1混纖大幅提升韌性S2混纖提升韌性最多1919Mixtureno.I5I10I30PC1.01.01混合型纖維混凝土中，以S2鋼-聚丙烯混合纖維混凝土表現最佳。混合纖維混凝土隨鋼纖維含量之增加，其抗壓、劈裂抗拉強度及破裂模數較純S2鋼纖維混凝土分別提昇3.1％~6.6％、5.1％~9％及2.9％~19％。1結論

20混合型纖維混凝土中，以S2鋼-聚丙烯混合纖維混凝土表現最佳。混凝土添加鋼纖維或鋼-聚丙烯混合纖維後，可明顯改變混凝土之韌性行為，且纖維整體含量愈多，韌性指數越大。添加S2纖維之混合纖維混凝土其提高韌性指數效益高於S1纖維。2結論21混凝土添加鋼纖維或鋼-聚丙烯混合纖維後，可明顯改變混凝土之韌宋佩瑄鋼-聚丙烯混合型纖維混凝土之工程性質

22宋佩瑄鋼-聚丙烯混合型纖維混凝土之工程性質1混凝土乃相當脆性材料，為改善其工程性質，最佳方法即在其內加入纖維材。纖維種類甚多，但實際上沒有一種纖維混凝土具備完美之工程性質。混凝土繼添加單一種纖維之後，同時添加二種不同材質或型式之纖維所製成之混合型纖維混凝土漸為研究趨勢。一.前言23混凝土乃相當脆性材料，為改善其工程性質，最佳方法即在其內加入聚丙烯及鋼纖維材料，為目前混凝土運用最普遍之材料。纖細之聚丙烯纖維其主要用途是抑制混凝土之塑性裂縫與微觀裂縫。鋼纖維因其強度高勁度大，可有效束制混凝土之宏觀裂縫，延緩試體之破壞行為，提高混凝土之強度。一.前言24聚丙烯及鋼纖維材料，為目前混凝土運用最普遍之材料。一.前鋼-聚丙烯混合型纖維混凝土，當鋼與聚丙烯纖維含量固定時，若以不同型式之纖維混合時，是否亦會對混凝土工程性質造成影響。一.前言25鋼-聚丙烯混合型纖維混凝土，當鋼與聚丙烯纖維含量固定時，若以符合ASTMC150之卜特蘭Ⅰ型水泥粗骨材最大粒徑2.54cm細骨材之細度模數2.86材料配比：水泥、水、細骨材、粗骨材，重量分別為300，192，850，1050kg/m3，

28天抗壓強度4000psi。

(二)試驗材料26符合ASTMC150之卜特蘭Ⅰ型水泥(二)試驗材料5indentedhooked-end試驗纖維型式staplefiberwithcrimpS1S2P127indentedhooked-end試驗纖維型式stap28FibertypeSteel-fiberPolypropyleneFiberno.S1S2P1Fibergeometryindentedhooked-endstaplefiberwithcrimpFiberLength(mm)505010~25(combination)Diameter

/*Denier1mm/0.75mm//2.5Denier＊Number/Kg240056002×108TensileStrength(MPa)8001000550SpecificGravity1Elasticmodulus200GPa200GPa3.5GPa＊1Denier＝0.05g/450m試驗用鋼纖維與聚丙烯纖維之物理性質比較表287FibertypeSteel-fiberPolypr(二)澆置與養護將所完成之新拌混凝土，分別填入各式試驗鋼模後，依ASTMC31規範，搗實抹平，靜置24小時後拆模，即將試體移置23±1℃之水櫃中養護，俟28天後進行各種工程性質試驗。29(二)澆置與養護將所完成之新拌混凝土，分別填入各式試驗鋼模後30混凝土強度試驗ASTMC39圓柱狀混凝土試體抗壓強度試驗法

ASTMC496圓柱狀混凝土試體劈裂強度試驗法油壓機荷重控制於每秒0.3MPa每分鐘劈裂拉應力增加率為900KPa309混凝土強度試驗ASTMC39圓柱狀混凝土試體抗壓強度試驗31混凝土試體破裂模數與韌性指數實驗依ASTMC1018纖維混凝土撓曲及初裂強度試驗法以三分點載重並以位移控制方法進行試驗

3110混凝土試體破裂模數與韌性指數實驗依ASTMC1018韌性指數韌性指數之數值一般混凝土彈塑性材料纖維混凝土I51.05.01to6I101.010.01to12I301.020.01to2532ASTMC1018對韌性指數之建議32韌性指數韌性指數之數值一般混凝土彈塑性材料纖維混凝土I51.33Mixtureno.Steel-fiberPolypropylene-fibersFibertypeFibercontent(kg/m3)FibertypeFibercontent(kg/m3)PC--0--0P1--0P10.6S11S115--0S12S120--0S13S125--0S21S215--0S22S220--0S23S225--0S11-P1S115P10.6S12-P1S120P10.6S13-P1S125P10.6S21-P1S215P10.6S22-P1S220P10.6S23-P1S225P10.6聚丙烯-鋼纖維混合型混凝土各組試體編號與纖維含量配比表共14組試驗pc1組，聚丙烯1組鋼纖6組，混纖6組3312MixtureSteel-fiberPolypropyl34Mixtureno.CompressivestrengthSplittingtensilestrengthModulusofruptureMeasured(MPa)Strength-effectiveness(％)Measured(MPa)Strength-effectiveness(％)Measured(MPa)Strength-effectiveness(％)PC28.02.44.6PS1S1232.917.73.025.75.315.6S1333.921.23.025.85.417.4S2133.419.42.8S227.35.418.0S2334.65.520.1S11-P132.917.92.920.85.08.6S12-P133.55.417.3S13-P134.924.73.337.25.723.9S21-P134.322.53.025.25.316.1S22-P135.45.621.9S23-P136.530.43.439.86.439.1各型式纖維混凝土之抗壓強度、劈裂抗拉強度及破裂模數聚丙烯纖維增加強度2~4%S2鋼纖增加強度20~30%S2混纖增加強度30~40%S1鋼纖增加強度17~26%S1混纖增加強度23~37%3413MixtureCompressivestrengthS35不同類型纖維混凝土之抗壓強度較純混凝土之增量S2混纖增加30.4%最高3514不同類型纖維混凝土之1436不同類型纖維混凝土之劈裂抗拉強度較純混凝土之增量S2混纖增加39.8%最高3615不同類型纖維混凝土之1537不同類型纖維混凝土之破裂模數較純混凝土之增量S2混纖增加39.1%