添加聚丙烯短纖混凝土之張力強度研究

The study of tension strength for short P.P fiber reinforced concrete

林春興(Chun-Hsin Lin)

指導教授 ： 林至聰

國立臺北科技大學/工程學院/土木與防災研究所/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2006.00304

摘要

在混凝土中，適量的添加聚丙烯纖維，以改善混凝土的力學行為，在國內外已行之有年。然而，聚丙烯纖維混凝土除了有明顯的抗裂性及對韌性的提昇以外，對於其他力學強度的改善與實用結果，其背景條件並未非常明確的規範，因此可能造成使用錯誤與潛在傷害。
本研究係針對上述之疑慮，藉由實驗結果驗證理論設計之預期性及實務之適用性。研究方法是將四種體積含量(0%、0.1%、0.2%及0.3%)的短聚丙烯纖維束分別加入三種設計強度為210㎏/cm2、280㎏/cm2及350㎏/cm2的混凝土之中，對於直接張力、抗彎、抗壓及劈裂強度進行實驗與比較，每一種實驗分別作3個試體，總共配置成144個試體。
經由實驗結果得知，添加短聚丙烯纖維束的混凝土，其張力強度並非如理論預期會立即隨著纖維含量增加而增強，反而會先有下降情形，在纖維達到相當的含量之後才會再呈現上昇趨勢，造成這種變化的因素很多，在本文中皆有探討之。
整體而言，聚丙烯纖維混凝土確實具有增強的潛力與優異的抗裂性及提升韌性的效果，若在實際的應用上對各項影響参數採取更嚴謹的控管，並對其使用效果的預期性採比較保守的評估，尚不失為一種優異並具實用性的複合材料。

關鍵字

纖維混凝土 ； 聚丙烯纖維 ； 張力強度

並列摘要

It is lasting for long time in many countries that engineers added Polypropylene（p.p）fibers properly into conventional concrete to improve the strength behaviors of concrete. However, except crack resistance and toughness capabilities surely increased, there were not a clear specification to specify the range of strength behaviors improved and the application result. Thus, it might causes wrong applications and potential damages.
This research focuses on the concerning described above, through test results to identify the expectation of design theory and the suitability of actual application. We made 144 specimens totally by adding four dosages of short p.p fiber（0%, 0.1%, 0.2% & 0.3% fiber volume added）into three different kinds of plain concrete（with designed compression strength of 210㎏/cm2、280㎏/cm2 & 350㎏/cm2）, each of three specimens were tested for studying the behavior of direct tensile strength, flexure strength, compression strength and spilt strength separately.
The test results indicated that the mechanical tension of p.p fiber concrete decreased with increasing fiber volume added in the beginning, instead of the higher percentage of volume fiber, the higher mechanical strength. It showed that after certain percentage of volume fiber reached, then the mechanical strength is getting increased. There are many factories to influence the test result, it will be discussed in this research.
However, p.p fiber concrete indeed has very excellent reinforcement potential, crack resistance and toughness capabilities, it will be an excellent composite material with widely applied through much more conscientious controlling to all kinds of influence factories at real application and conservative evaluation to expectation of using effect.

並列關鍵字

Fiber reinforced concrete ； Polypropylene ； tension strength

參考文獻

〔28〕 賴森榮（1983），「纖維混凝土之發展與應用」，財團法人台灣營建研究中心，TR-7211研究報告。

〔27〕 鄭伯乾（2002），「聚丙烯纖維混凝土之抗裂力學行為」，國立成功大學土木工程研究所碩士論文。

〔19〕 洪志武（2002），「纖維直徑分佈對混凝土強度之影響」，國立成功大學土木工程研究所碩士論文。

〔20〕 陳振川，鄭瑞濱（2002），「聚丙烯纖維混凝土構件較抗震嗎？」，財團法人台灣營建研究院，營建知訊雜誌。

〔1〕 Bentur A., Diamond ,S. & Mindess, S.（1985）, “The Microstructure of the Steel Fiber-Cement Interface”, Journal of Material Science, Vol.20, pp.3610-3620.