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系統識別號 U0026-0812200913564337
論文名稱(中文) 混凝土橡膠粉掺料與配比影響阻尼比之研究
論文名稱(英文) A Study of Rubber Admixture in Concrete on Damping Ratio Property
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 建築學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Architecture
學年度 95
學期 2
出版年 96
研究生(中文) 林俊宏
研究生(英文) Jiun-Hong Lin
電子信箱 n7694123@mail.ncku.edu.tw
學號 n7694123
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 98頁
口試委員 指導教授-姚昭智
口試委員-曾俊達
口試委員-杜怡萱
中文關鍵字 阻尼比  抗壓強度  自振頻率  彈性模數 
英文關鍵字 Young’s Modulus  natural frequency  compression strength  damping ratio 
學科別分類
中文摘要 前人的研究中顯示,廠房內部機器及管線的振動,經由樓板傳至機座,導致機台生產良率降低。因此,為解決樓板振動問題以確保廠房高精度設備儀器之正常運行,本研究乃探討於混凝土中添加#10、#40橡膠粉掺料與改變配比對混凝土阻尼比之影響。但改變掺料及配比亦會影響混凝土強度,故本文規劃了圓柱試體進行抗壓強度試驗,測得其抗壓強度及彈性模數,探討橡膠粉掺料及配比對抗壓強度及彈性模數之影響;另一方面規劃懸臂試體進行衝擊槌試驗,探討掺料、配比、搗實方式及混凝土齡期對阻尼比之影響;衝擊槌試驗之方法為以模態衝擊槌,經敲擊試體量得其自由衰減反應,以對數遞減法估測試體之阻尼比。
試驗結果顯示:

1. 混凝土的抗壓強度及楊氏係數隨著橡膠粉添加比例的增加而降低。以#10橡膠粉添加量在7.5%以下時強度最多會下降27%;以#40橡膠粉添加量在7.5%以下時強度最多會下降41%。
2. 激振力不同時,所測得之阻尼比亦不同,激振力較大時其伴隨著反應的阻尼比也較大;隨著振幅的衰減,阻尼比隨之降低。
3. 於混凝土配比中添加橡膠粉,有助於阻尼比的提升。以#10橡膠粉添加量在7.5%以下時,阻尼比最多可提昇111%;以#40橡膠粉添加量在7.5%以下時,阻尼比最多可提昇140%。
4. 灌漿時使用搗棒搗實之試體阻尼比會比使用振動棒搗實之試體,阻尼比提升約160%,但抗壓強度則會下降約15%。
5. 灌漿時於混凝土配比中添加輸氣劑約可提升阻尼比40%。
6. 混凝土隨齡期的增長,其內部水分子會隨著水化及蒸發作用的影響,使材料內部結合更緊密,導致混凝土阻尼比下降。
7. 由實驗結果,推論材料內產生阻尼的機制:「材料內部界面間的結合」與「內部材料間的摩擦力」。
英文摘要 Previous research revealed that the vibration of machines and pipelines in the factory transferred to foundation via floor caused reduction in production rate and quality of the product. Thus, the vibration problem of the floor needs to be solved so as to ensure the normal operation of the precision equipment and instrument in the factory.

The aim of this study is to explore the influence of rubber admixture, including #10 and #40, and air entraining agent, in concrete on damping ratio property. However, adding the rubber admixture will somehow reduce the compression strength (fc’). Therefore, the first part of this study is to discuss the parameter of mixing-ratio to determine the mechanical properties, such as the compression strength (fc’) and the Young’s Modulus, of the concrete cylinder with different admixture.

The second part of this study is to perform the impulse test to determine the damping ratio of the cantilever beam specimen made of concrete to identify the influences of different admixture, mixing-ratio, tamping method, and age effect. The impulse test is to impact the specimen by impulse-force hammer and measure the response of the specimen by an accelerometer mounted on the cantilever end of the specimen. Acceleration values during free vibration decay response were measured and analyzed by logarithmic decrement calculation to estimate the damping ratio.

The experimental results show that:
1.The compression strength and the Young’s Modulus of the concretes are lower with the rising of the mixing-ratio of the rubber powder. For the rubber admixture added not exceeding 7.5%, the strength reduced at most 27% with adding #10 rubber powder, 41% with adding #40 rubber powder, respectively.
2.The peaks of the vibration influence the damping ratio of the reaction of the cantilever beam specimen. The larger excitation brings about the higher damping ratio. With reducing amplitudes, the damping ratio of the specimen is lower.
3.The admixture of rubber powder is useful in raising the damping ratio of the concrete. For the rubber admixture added not exceeding 7.5%, the damping ratio increased at most 110% with adding #10 rubber powder, 140% with adding #40 rubber powder, respectively.
4.Tamp down by tamping rod while constructing the specimen can increase the concrete’s damping ratio by 160%, but reduce 15% of the compression strength (fc’) of the concrete specimen.
5.The admixture of air entraining agent are useful in raising the damping ratio of the concrete, for the air contained in the concrete increase 6%, the damping ratio increase 40%.
6.With the aging of the concrete, the damping ratio decreases due to the influence of hydration and evaporation of water molecules in the concrete.
7.Results of this study showed that the improvement in damping may be due to the interfacial debonding and the subsequent interfacial friction.
論文目次 ■中文摘要 I
■英文摘要 II
■誌謝 V
■目錄 VII
■表目錄 XI
■圖目錄 XII
■照片目錄 XIV

第一章 緒論
1-1 研究背景與目的 1-1
1-2 文獻回顧
1-2-1 振動量測系統識別1-2
1-2-2 相關論文研究 1-2
1-3 研究方法與內容1-7

第二章 基本理論
2-1 含阻尼之自由振動2-1
2-2 對數遞減法理論分析 2-4
2-3 懸臂樑自振頻率之預估 2-6

第三章 試驗計劃
3-1 試體規劃
3-1-1 抗壓強度試驗試體 3-1
3-1-2 衝擊槌試驗試體3-3
3-2 試驗材料3-5
3-3 試體製作3-9
3-4 試驗設備 3-11
3-5 試驗方法
3-5-1 抗壓強度試驗 3-13
3-5-2 彈性模數試驗 3-13
3-5-3 衝擊槌試驗 3-17

第四章 試驗結果與分析
4-1 混凝土的靜力性質
4-1-1配比與抗壓強度之關係 4-1
4-1-2配比與彈性模數之關係 4-4
4-2 混凝土的動態性質
4-2-1衝擊槌試驗結果4-7
4-2-2 振幅與阻尼比之關係4-9
4-2-3 配比對阻尼比之關係 4-14
4-2-4 搗實方式對阻尼比與自振頻率之影響4-15
4-2-5 摻料對阻尼比之影響 4-19
4-2-6 混凝土齡期對阻尼比之影響4-21

第五章 電腦模擬分析
5-1 前言5-1
5-2 電腦模擬分析流程 5-1
5-3 電腦模擬模型建立5-2
5-4 電腦模擬分析結果
5-4-1 模態與自振頻率 5-3
5-4-2 反應歷時紀錄 5-4
5-4-3 動態剛度 5-5
5-5 小結 5-6

第六章 結論
6-1 結論 6-1
6-2 建議與後續研究 6-4

參考文獻
參考文獻

附錄
附錄A
參考文獻 1.鍾立來、王彥博、李建良,“高科技廠房之微振動量測技術與理論分析”,高科技廠房震害防治研討會,2003。
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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2007-08-22起公開。
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