進階搜尋


 
系統識別號 U0026-0502201317354200
論文名稱(中文) 保麗龍與泥岩對提升控制性低強度回填材料再開挖性之研究
論文名稱(英文) Investigation the Increase of Excavability of CLSM with EPS and Mudstone
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系專班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering (on the job class)
學年度 101
學期 1
出版年 102
研究生(中文) 楊慶元
研究生(英文) Ching-YuanYang
學號 n67991028
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 137頁
口試委員 口試委員-蔡攀鰲
口試委員-許琦
口試委員-李德河
口試委員-柯武德
指導教授-吳建宏
中文關鍵字 泥岩  EPS  CLSM  水膠比  坍流度  超音波  消散耐久性 
英文關鍵字 mudstone  EPS  CLSM  water to binder ratio  slump flow  ultrasonic  slake durability 
學科別分類
中文摘要 近年來,國內引進控制性低強度回填材料 (Controlled Low Strength Materials;CLSM)於回填工程中,已大量採用並普及化。CLSM使用之粒料非常廣泛,可為產製混凝土用粒料、現場開挖土石方或再生粒料;保麗龍(Expandable Polystyrene;EPS)具輕質性、耐壓縮性、吸水性低、低強度性等特性之材料;泥岩具易吸水膨脹致低強度、低耐久性及低滲透性等特性,其配合加入控制性低強度回填材料(Controlled Low Strength Materials;CLSM)中,經配比試樣之評估,具備優異之易再開挖性能,適用於低強度需求之回填工程中。
本文嘗試以水泥、砂、石、泥岩及EPS為配比材料並作有關物性分析,在固定設計參數水膠比W/B=2.8、粗粒料面乾內飽和重量400kg及拌合水重量280kg情況下,調製成制式CLSM、泥岩CLSM及EPS CLSM 等3種配比試樣,透過含氣量、坍流度、超音波、抗壓強度及消散耐久性等一系列試驗,來探討其工作性質、強度性質、變形性質及抗風化性質。
經試驗結果顯示:(一)在工作性質方面,泥岩CLSM、EPS CLSM及制式CLSM,均符合行政院公共工程委員會施工綱要規範03377章控制性低強度回填材料(二)在強度性質方面,EPS CLSM之尖峰強度最低。(三)在變形性質方面,泥岩CLSM及EPS CLSM軸向破壞應變表現佳。(四)在抗風化性質方面,泥岩CLSM、EPS CLSM及制式CLSM,均屬低耐久性(Low Durability)。因之,足堪認定EPS與泥岩有提升CLSM再開挖性之潛能。
英文摘要 The use of controlled low strength Materials (CLSM)in backfilling has gained its popularity in recent years. The application of CLSM pellets is numerous and has been applied to the production of concrete aggregates, site excavation, and recycled aggregate. Expanded Polystyrene (EPS) is the material that has the properties of lightness, compressibility, low absorption capacity, and low strength capacity. The mudstone reveals the characteristics of low intensity, low durability and low permeability when soaked in water.The mixture of EPS and mudstone with controlled low strength Materials (CLSM)has shown to be advantageous in re-excavation performance after the ratio of sample assessment. It is suggested that the mixture is applicable to the needs of the low-intensity backfilling.
The three proportioning materials mixes—conventional CLSM, mudstone CLSM and EPS CLSM—are made under the circumstances of (a) fixed variable of water to binder ratio (W/B=2.8) (b) saturated surface dry (S.S.D 400kg) and (c) 280kg water. Series of experiments are conducted via air content, slump flow, ultrasonic, compressive strength and slake durability to investigate workability, strength capacity, deformation capacity and durability in this study.
Four study results have been concluded as follows. First, mudstone CLSM, EPS CLSM and modified CLSM reach the Outline of the construction of the Public Construction Commission, Executive Yuan 03377, controlled low strength materials in terms of work capacity. Second, EPS CLSM reveals the lowest peak strength capacity among all in terms of the strength capacity. Third, mudstone CLSM, EPS CLSM and modified CLSM demonstrates the best compressibility overall in terms of the transformation capacity. Fourth, modified mudstone CLSM and EPS CLSM show their low durability in terms of the weathering prevention. Based on the results aforementioned, it can be confirmed that EPS and mudstone can enhance the potentiality of CLSM excavation.
論文目次 摘要 I
Abstract III
誌謝 V
目錄 VI
表目錄 X
圖目錄 XIII
照片目錄 XV
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究流程及各章概述 3
第二章 文獻回顧 6
2.1 控制性低強度回填材料(Controlled Low Strength
Materials;CLSM) 6
2.1.1 CLSM之定義 6
2.1.2 CLSM之成分 6
2.1.3 CLSM之基本特性 17
2.1.4 CLSM與傳統碎石級配之回填工法比較 21
2.1.5 CLSM與一般混凝土之異同 22
2.1.6 CLSM之國內外規範及相關研究 25
2.2 發泡性聚苯乙烯(EPS) 34
2.2.1成分 34
2.2.2 EPS之基本特性與應用 37
2.3 泥岩 40
2.3.1成分 40
2.3.2 泥岩之基本特性 42
第三章 試驗計畫 44
3.1 試驗材料及基本性質試驗 44
3.2 CLSM之配比設計 60
3.2.1 配比設計方法 60
3.2.2 配比設計結果 70
3.3 試驗計畫與試體製作 71
3.3.1試驗計畫 71
3.3.2試體製作 71
3.4 試體養護 76
3.5 試驗設備與試驗方法 77
3.5.1 試驗設備 77
3.5.2 試驗方法 81
第四章 試驗結果與分析 88
4.1 含氣量試驗 88
4.2 坍流度試驗 90
4.3 超音波試驗 92
4.4 單軸抗壓試驗 98
4.5 消散耐久性試驗 111
第五章 結論與建議 115
5.1 結論 115
5.2 建議 118
參考文獻 119
附錄一 行政院公共工程委員會施工綱要規範第03377章控制性低強度回填材料(V5.0版,2010/12/09) 128

附錄二 三種CLSM配比之齡期28天單壓試體破壞照片 135
參考文獻 【1】太固實業股份有限公司,「低強度回填材料報價單」,2012。
【2】台北市政府,「CLSM作為管溝回填材料之品質控制要項」,2000。
【3】台灣營建研究院,「高性能低強度材料之開發與輔導」期末報告,經濟部工業局八十八年度協助國內傳統工業技術升級計畫,1999。
【4】台灣自來水公司,「台灣自來水公司控制性低強度回填材料施工說明書」,2003。
【5】行政院公共工程委員會,「施工綱要規範第03377章控制性低強度回填材料」,V5.0版,2010。
【6】行政院公共工程委員會,「公共工程施工綱要規範使用說明」,V3.0版,2004。
【7】行政院農業委員會,「農田水利第02335章CLSM施工規範」,2006。
【8】交通部台灣區國道新建工程局,「施工技術規範」,2008。
【9】李春穎,許煙明,陳忠明,「材料科學與工程」中文譯本,台北市,美商麥格羅.希爾國際股份有限公司,1998。
【10】李德河、紀雲曜、田坤國,「泥岩基本特性及泥岩邊坡之保護措施」,地工技術,第48期,第35~47頁,1994。
【11】李維峰、鄭瑞濱,「控制性低強度材料於土木工程之應用」期末報告,財團法人台灣營建研究院,2003。
【12】何泰源,「EPS輕質填土工法之特性與應用案例」,台灣公路工程,第32卷,第11期,第22~42頁,2006。
【13】余德全,「台灣南部地區剩餘土拌合之控制性低強度材料於回填工程應用之探討」,國立屏東科技大學土木工程系碩士論文,2002。
【14】吳坤達,「下水道污泥作為道路基層及CLSM材料之工程特性研究」,國立成功大學資源工程研究所碩士論文,2006。
【15】林讚生,「台灣高雄周橋子滾水坪泥火山噴發化學成分」,台灣地學記事,第五卷,第6-7號,第51~55頁,1943。
【16】邱啟東,「營建污泥拌製控制性低強度材料可行性之研究」,國立台灣科技大學營建工程系碩士論文,2001。
【17】紀宗男,「淨水污泥餅資源化應用於管溝回填材料之研究」,淡江大學土木工程系碩士論文,2003。
【18】胡家珩,「水災淤泥應用於控制性低強度材料之可行性研究」,國立屏東科技大學土木工程系碩士論文,2010。
【19】桂田台南實驗室,「低強度回填材料抗壓強度試驗報價單」,2012。
【20】翁明偉,「脫硫渣與水淬爐石資源化於無卜特蘭水泥CLSM可行性之研究」,國立高雄應用科技大學土木工程系碩士論文,2007。
【21】許琦、林宗曾、張祖恩、鄭志鴻,「泥岩吸水回脹行為及機制」,第八屆大地工程學術研究討論會論文集,第125~1135頁,1999。
【22】黃兆龍,「混凝土性質與行為」,詹氏書局,台北,第129~134頁,2002。
【23】陳俊价,「古亭坑層泥岩含水量對力學特性影響之研究」,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2008。
【24】陳仙州、劉英偉「低強度回填材料規範於工程實務之可行性探討」,第七屆鋪面再生材料學術研討會論文集,第1-11頁,2002。
【25】陳澤毅,「磁化水對飛灰應用於CLSM工程性質之研究」,國立雲林科技大學營建工程系碩士論文,2001。
【26】陳嘉男,「黏土/粉土與污泥灰對CLSM工程性質之影響」,義守大學土木與生態工程學系碩士論文,2008。
【27】陳世杰,「高雄垃圾焚化廠底渣應用於CLSM之力學行為研究」,國立屏東科技大學土木工程系碩士論文,2005。
【28】葉昆麟,台南台地基盤泥岩物性及遇水弱化行為之研究,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2010。
【29】葉峻維,「古亭坑層泥岩潛變行為之研究」,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2008。
【30】詹穎雯、鄭瑞濱、胡志誠,「CLSM之材料特性與工程應用」,高性能混凝土在結構工程應用之研討會論文集,第63~74頁,2005。
【31】廖正傑,「南部軟岩於環形剪力試驗及力學特性之研究」,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2004。
【32】廖政彥,「底灰、淤泥、剩餘土方應用於CLSM之可行性研究」,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文,2007。
【33】蔡金郎,「台灣西南部泥岩層礦物等之研究」,行政院國家科學委員會計劃報告,NSC-73-0414-P006-011,1984。
【34】潘昌林、鄭瑞濱,「控制性低強度材料(CLSM)之工程應用」,財團法人台灣營建研究院,台北市,台灣,2001。
【35】樺正實業股份有限公司,「樺正牌發泡性聚苯乙烯之介紹」,http//www.huajengeps.com.tw/,2012。
【36】環球水泥股份有限公司,「水泥品質檢驗報告表」,2012。
【37】龍崎鄉公所,「龍崎鄉懷」,台南縣,台灣,1999。
【38】CNS 61,「卜特蘭水泥」,經濟部標準檢驗局,2005。
【39】CNS 61R2001,「卜特蘭水泥」,1997。
【40】CNS 386,「試驗篩」,經濟部標準檢驗局,1984。
【41】CNS 487,「細粒料比重及吸水率試驗法」,經濟部標準檢驗局,1993。
【42】CNS 488,「粗粒料比重及吸水率試驗法」,經濟部標準檢驗局,2008。
【43】CNS 1231,「工地混凝土試體製作及養護法」,經濟部標準檢驗局,2005。
【44】CNS 1237,「混凝土拌合用水試驗法」,經濟部標準檢驗局,1997。
【45】CNS 1240,「混凝土粒料」,經濟部標準檢驗局,2009。
【46】CNS 3091,「混凝土用輸氣附加劑」,經濟部標準檢驗局,1986。
【47】CNS 12283,「混凝土用摻料」,經濟部標準檢驗局,2001。
【48】CNS12833,「流動化混凝土用摻料」,經濟部標準檢驗局,1991。
【49】CNS 13407,「細粒料中水溶性氯離子含量試驗法」,經濟部標準檢驗局,1998。
【50】CNS 14842,A3400「高流動性混凝土坍流度試驗法」,2004。
【51】ACI Committee 229,“Controlled Low Strength Materials(CLSM) (ACI 229R-99 Report),”Concrete International, 1999.
【52】ACI Committee 229,“Controlled Low Strength Materials(CLSM) (ACI 229R-99 Report),”Concrete International, 2005.
【53】ACI Committee,“Standard Practice for Selecting Proportions for Normal,Heavyweight, and Mass Concrete,” ACI Material Journal, ACI 211.1-91, 2002.
【54】ASTM D6023,“Standard Test Method for Unit Weight, Yield, Cement Content, and Air Content (Gravimetric)of Controlled Low Strength Material(CLSM),”ASTM International 2002.
【55】ASTM D4832-02 ,“Standard Test Method for Preparation and Testing of Controlled Low Strength Material(CLSM)Test Cylinder,” ASTM International 2010.
【56】ASTM D2487,“Standard Practice for Classification Soils for Engineering Purposes(Unified Soil Classification System),” ASTM International 1988.
【57】ASTM C595,“Standard Specification for Blended Hydraulic Cements,” ASTM International 2010.
【58】Bensted,J.,“The Hydration of Portland Cement,” World Cement, 1991.
【59】Bogue,R.H.,“The Chemistry of Portland Cement,” 2nd Ed. Reinhold Publishing Co., USA,pp793.1955.
【60】Brown,“Rock Characterization,Testing and Monitoring,”Royal School of Mines,Imperial Science and Technology,
London,England,1981.
【61】F.L.Smidth & Co.A/S ,“FLS-Review,” No.25,Denmark, 1980.
【62】Gamble,J.C.,“Durability-plasticity Classification of Sales and Other Argillaceous Rocks,” Ph.D.Thesis, University of Illinois,USA,1971.
【63】Hansen,W.C.and Offutt,J.S., “Gypsum and Anhydrite in Portland Cement,”United States Gypsum Co.,Chicago, 1962.
【64】Jawed,I.,Skalny,J.,and Young,J.F.,“Structure and Performance of Cements,” Edited by Barnes,P.Applied Science Publishers,p.240,1983.
【65】Lasater,D.V., “Resilient Performance of Controlled Density Fill in Utility Trench Excavations,”Department of Civil Engineering,University of Washington,Master Science Thesis,Seattle,Washington,USA,1990.
【66】Mindess﹐S﹒and Young﹐J﹒F.,“Concrete,”Prentice-Hall Inc﹒Englewood Cliffs﹐New Jersey﹐USA,1981.
【67】Nmai, C.K.,McNeal,F.,and Martin,D., 1997“New Foaming Agent for CLSM Applications,” Concrete International, Vol.19, No.4,pp.44-47,1997.
【68】Naik,T.R.,Singh,S.S., “Flowable Slurry Containing Foundry Sands,” Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 9, No.2,pp.93-102,1997.
【69】Portland Cement Association,“PCA Piches Limestone Cement to ASTM,”Concrete Products,January,USA,pp.11,12,14,30, 1997.
【70】Peindl,R.D.,Janardhanam,R.,and Burns,F.,“Evaluation of Flowable Fly-Ash Backfill.I:Static Loading,”Journal of Geotechnical Engineering,Vol.118,No.3,pp.449-463,1992.
【71】Thomson,S.,and Kjartanson,B.H.,“A Study of Delayed Failure in a Cut Slope in Stiff Clay,”Canada Geotectonic Journal Vol.22,pp.286-297,1985.
【72】Taylor,F.W.,“Cement Chemistry,” Academic Press Limited, USA,1990.
【73】Tikalsky,P.,Gaffney,M.,and Regan,R.,“Properties of Controlled Low-Strength Material Containing Foundry Sand,” ACI Materials Journal, Vol.97, pp.698-702,2000.
【74】日本土木學會,「軟岩調查、設計、施工的基本事例」,1984。
【75】日本工業規格JIS R-5210, “卜特蘭水泥”,1992。
【76】小野吉雄,“顯微鏡法的燒成條件控制與水和強度的預測”,日本水泥製造技術演講報告集,Vol.35,pp.74-83,1978。
【77】鈴木一孝,“水泥的泥漿的水和與其物理性”,混凝土工學,Vol.19,No.11,pp.15-24,1981。
【78】久我 比呂氏、淺賀 喜與志,“無機材料粉末對卜特蘭水泥水合反應的影響”,水泥混凝土論文集,第50回,pp.62-68,1995。
論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2018-02-08起公開。
  • 同意授權校外瀏覽/列印電子全文服務,於2018-02-08起公開。


  • 如您有疑問,請聯絡圖書館
    聯絡電話:(06)2757575#65773
    聯絡E-mail:etds@email.ncku.edu.tw