Title

耐高溫無機聚合樹脂黏接材料之開發研究

Translated Titles

Development of Heat Resistance Inorganic Geopolymer Bonded Materials

DOI

10.6841/NTUT.2006.00156

Authors

朱庭賢

Key Words

無機聚合樹脂 ; 黏接材料 ; 火災高溫 ; 包覆補強 ; geopolymer ; boned material ; high temperature in a fire ; jacketing

PublicationName

臺北科技大學土木與防災研究所學位論文

Volume or Term/Year and Month of Publication

2006年

Academic Degree Category

碩士

Advisor

吳傳威;黃昭勳

Content Language

繁體中文

Chinese Abstract

目前在結構修復補強中,經常使用環氧樹脂作為粘接或修補材料。環氧樹脂屬於有機質材料,其粘接補強之效果雖尚佳,但不耐高溫之性質,所造成之後果就可能十分嚴重。前期研究已顯示混凝土試體所包覆之CFRP若以環氧樹脂作為黏接劑,在溫度達250℃~300℃時將失去圍束效果。近年來國外正逐步開發一種「矽鋁無機聚合物」材料,應用於包括混凝土及防火隔熱等方面,而國內除了材料科學領域稍有涉及之外,在其他應用方面之發展尚有限。本研究則嘗試開發相關之粘接材料,定名為「無機聚合樹脂」,以一系列的實驗研究探討其替代環氧樹脂的可行性。首先以強度、粘接性、耐高溫性、及低施工敏感性之角度,開發調製聚合樹脂之配比。其次則進行包覆CFRP混凝土試體之強度及高溫性能實驗研究。結果顯示無機聚合樹脂對於CFRP之粘接性能雖未及環氧樹脂,但確可發揮圍束補強效果。而其在耐高溫方面之性能則遠超過環氧樹脂,初步顯示在溫度達到800℃時仍未失去圍束效果,充分展現了潛能。此外,由於無機聚合樹脂之配方可包含飛灰或玻璃粉等環保材料,使其在經濟性方面較其他傳統粘接材料更具有競爭力。

English Abstract

So far, epoxy has been massively used during structure retrofit. Epoxy is an organic material, the properties of poor temperature would cause serious problems. The result of preceding research revealed that for concrete cylinders covered by CFRP using epoxy as bonding material, and lost completely when the temperature reached 250~300℃. Presently, a new material, namely geopolymer is under development worldwide for making concrete and isolation products. In Taiwan, such materials have only been studied in material science. The proposed research was tried to develop boned material, called 「geopolymer」, aimed at this direction doing experimental study to replace epoxy. First, the geopolymer will be developed in views of strength, durability, bonding property, error sensitivity, as well as cost. Secondly, it is using geopolymer applied between concrete cylinder, CFRP jacket and the high temperature study. The result was poor than epoxy on boned properties, but it is better than epoxy on the resisting high temperature properties, and the result revealed that geopolymer is not abolish on 800℃. Besides, the formula of geopolymer can comprise green materials like fly ash or glass dust, and it will become better than conventional materials in economic.

Topic Category 工程學院 > 土木與防災研究所
工程學 > 土木與建築工程
工程學 > 市政與環境工程
Reference
  1. [3] Crowley M.S., 1956,"Initial Thermal Expamison Characteristics of Insulating Refactory Concrete",Bul. Am. Ceramic Soc. Vol.35, No.12 Dec.
    連結:
  2. [8] Kim,P.,and U.Meier,1991,CFRP Cables for large Structures, Advanced Composite Materials in Bridges and Structures,491-499.
    連結:
  3. [12] Stein Lawrence, 2004, Fire-Resistant Containers Made with geopolymer binder material.
    連結:
  4. [13] T.W.Cheng and J.P.Chiu,2003,Fire-resistant geopolymer produced by granulated blast furnace slag.
    連結:
  5. [14] T.Bakharev, 2004, Resistant of geopolymer materials to acid attack.
    連結:
  6. [16] Van Jaarsveld, J.G.S., Van Deventer,J.S.J. and Schwartzman,A.,1999b,The potential use of geopolymeric materials to immobilise toxic Metals:PartⅡ.Minerals and characteristics,Minerals Engineering,Vol.12,No.1, pp.75-91.
    連結:
  7. [17] Van Jaarsveld, J.G..S. and Van Deventer J.S.J., 1999b, The effect of metal contaminants on the formation and properties of waste-basedgeopolymers,Cement and Concrete Research29,pp.1189-1200.
    連結:
  8. [18] Van Jaarsveld, J.G.S. and Van Deventer J.S.J. ,2004,Effect of the alkali metal activator on the prpoties of fly ash-based gepolymers, International Engineerine Chemical Research,Vol.34,pp.935-940.
    連結:
  9. [19] Xu H. and Van Deventer, J.S.J., 2000, The geopolymerisation of alumino-silicate minerals minerals, International Journal Minerals Process, Vol.59, pp.247-266.
    連結:
  10. [20] Zongjin Li, Yunsheng Zhang and Xiangming Zhou, 2005, Short Fiber Reinforced Geopolymer Composites.
    連結:
  11. [26] 宋中仁,應用EPOXY黏結劑圍束CFRP混凝土定載下高溫性能之研究,碩士論文,台北科技大學土木與防災所,台北,2005。
    連結:
  12. [33] 陳慶修,無機聚合黏貼CFRP包覆試體之高溫性質研究,碩士論文,台北科技大學土木與防災所,台北,2006。
    連結:
  13. [38] 戴詩潔,高嶺石鋁矽酸鹽聚合材料之研究,碩士論文,台北科技大學材料及資源系,台北,2005。
    連結:
  14. [1] ASTM C109-37 標準水泥砂漿抗壓試驗
  15. [2] ASTM C190-72 標準水泥砂漿抗拉試驗
  16. [4] CNS12602 牆版及天花板用接著劑接著強度試驗法
  17. [5] Davidovits, J., 1988, Geoplymer Chemisty and Properties, Proceeding of Geopolymer"88Second International Conference, France, pp25-48.
  18. [6] Davidovits, J., 1999, Chemistry of geopolymeric system terminology, Proceeding of Geopolymer"99 Second International Conference,Editors:Davidovits,J., Davidovits, R. and James,C., France, pp.9-37.
  19. [7] Davidovits, J.,1984,X-ray analysis and X-ray diffraction of casing stones from the pyramids of Egypt and the limestone of the associated quarries, Science In Egyptology Symposia,pp.511-520.
  20. [9] Lin, Chieng-Heng, Shun-Tyan Chen and Chien-An Yomg, 1995, Repair of Fire-Damage RC Columns, “ACI Structural Journal, pp406~411.
  21. [10] M.Weil, K.Dombrowski, A.Buchwald, Development of Geopolymers Supported by System Anslysis.
  22. [11] Richard,E.L.,Balaguru,P.N.,Foden,A.,Sorathia,U ,Davidovits,M.,Davidovits,J.,1997, Fire-resistant aluminosilicate composites,Fire and materials,Vol 21,pp63-73.
  23. [15] The Institution of Structural Engineers,"Fire Resistance of Concrete Structure".
  24. [21] 內政部消防署網頁
  25. [22] 池田 攻,資源與素材,1998,vol.114,No7.,第497-500頁
  26. [23] 李有豐、施邦築、彭添富、李秉乾,1998,混凝土結構物維修補強方法介紹,土木技術,第5期
  27. [24] 沈進發,陳舜田,林尚賢,1991,"以X射線繞射試驗法推測混凝土受火害程度之研究"國科會專案研究計畫 NSC 80-0410-E011-08研究報告,台北市, p.4-6.
  28. [25] 沈進發,陳舜田,張郁慧,1993,"火害延時對混凝土材料性質之影響"國科會專案研究計畫 NSC82-0410-E011-079研究報告,台北市, p.4-6.
  29. [27] 林至聰,碳纖維貼片補強鋼筋混凝土構件之研究,博士論文,中央大學,中壢,1999。
  30. [28] 林至聰、李有豐、張寬勇、施邦築,1999,碳纖維補強混凝土材料耐久性之研究,土木技術,第20期
  31. [29] 林延宗,碳纖維貼片補強混凝土構件之耐久性性能測試研究,碩士論文,朝陽科技大學營建工程系,台中,2002。
  32. [30] 邱俊萍,利用高爐爐渣製成無機聚合材料之研究,碩士論文,台北科技大學材料及資源系,台北,2002。
  33. [31] 陳舜田,建築物火害及災後安全評估法,第85-112頁
  34. [32] 陳舜田,1996,火害工程研究,結構工程第十一卷第一期,第39-44頁
  35. [34] 陳志弘,以防火版材披覆提高碳纖維補強受損樑抗火能力研究,碩士論文,交通大學土木工程學系,新竹,2001。
  36. [35] 賀福,2004,碳纖維及其應用技術。
  37. [36] 楊旻森、陳舜田、沈進發,第四屆結構工程研討會,軸壓力對混凝土受火害後之力學性質之影響。
  38. [37] 詹景堯,FRP圍束混凝土高溫性能及黏結劑初步開發之研究,碩士論文,台北科技大學土木與防災所,台北,2004。
  39. [39] 薛宏德,複合纖維圍束補強耐高溫性能之研究,碩士論文,台北科技大學土木與防災所,台北,2003。
Times Cited
  1. 陳建辰(2014)。無機聚合物添加紅黏土材料之性能研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2014。1-158。 
  2. 童暐翔(2014)。無機聚合物膠結水庫淤泥之性能探討。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2014。1-86。 
  3. 田友仲(2014)。廢棄矽酸鈣板再利用於無機聚合物之研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2014。1-65。 
  4. 許閎智(2013)。無機聚合物添加飛灰材料之開發研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2013。1-80。 
  5. 黃彧亭(2013)。無機聚合物添加水庫淤泥之齡期強度研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2013。1-91。 
  6. 許太瑋(2009)。發泡無機聚合膠脂包覆FRP補強混凝土耐高溫研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2009。1-184。 
  7. 王奕惟(2009)。發泡無機聚合物之開發及耐熱性能研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2009。1-112。 
  8. 劉金衡(2009)。無機聚合膠脂膠合纖維應用於RC梁剪力補強之耐高溫研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2009。1-183。 
  9. 鄭鵬企(2009)。無機聚合物材料應用於CLSM之研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2009。1-81。 
  10. 吳明修(2008)。無機聚合樹脂應用於RC梁FRP貼片剪力補強之耐高溫研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2008。1-163。 
  11. 楊欽雄(2008)。無機聚合樹脂應用於混凝土試體包覆FRP補強之耐高溫研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2008。1-148。 
  12. 孫添福(2007)。無機聚合樹脂應用於RC梁FRP貼片剪力補強之研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2007。1-146。 
  13. 方禎璋(2009)。無機聚合物耐火性能研究及其在結構補強之應用。臺北科技大學工程科技研究所學位論文。2009。1-155。
  14. 余泓育(2010)。輕質無機聚合物之耐火性能研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2010。1-113。
  15. 黃彥翔(2010)。混凝土在相變高溫之下抗壓強度之研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2010。1-105。
  16. 林韋廷(2010)。珍珠岩無機聚合物披覆混凝土包覆FRP補強之耐高溫研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2010。1-124。
  17. 游礎安(2010)。發泡無機聚合物披覆FRP補強混凝土之耐高溫研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2010。1-173。
  18. 何恭毅(2011)。無機聚合物膠結古蹟夯土材料之物性研究。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2011。1-97。
  19. 江紀儒(2012)。無機聚合物膠合夯土材料應用於古蹟及歷史建築修復之可行性探討。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2012。1-93。
  20. 劉吉邦(2012)。古蹟與歷史建築夯土材料添加無機聚合物之抗剪性能探討。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2012。1-82。