利用超音波量測結構體強度與水泥含量評估混凝土品控水準

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研究生：	陳明宏 Min-hung Chen
論文名稱：	利用超音波量測結構體強度與水泥含量評估混凝土品控水準 The estimation of concrete quality control by using Ultrasonic to measure construction strength and cement content
指導教授：	林志棟 Zhi-dong Lin
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 土木工程學系在職專班 Executive Master of Civil Engineering
畢業學年度：	96
語文別：	中文
論文頁數：	180
中文關鍵詞：	脈波速度、精確度、超音波、品質控制
外文關鍵詞：	Ultrasonic, Quality controls, Precision, Velocity of pulse
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本試驗擬先期於試驗室內建置同料源、不同水灰比(w/cm)之混凝土配比設計，求得混凝土模製圓柱試體之抗壓強度、齡期與超音波速以及90天齡期之水灰比、硬化混凝土水泥含量與實際水泥用量關係曲線。
擇某工程所規定之同料源混凝土等級，澆置混凝土結構體，並求得模製圓柱試體之抗壓強度、齡期與超音波速以及硬化混凝土水泥含量，結構體超音波與齡期等彼此相關性迴歸曲線後，藉此對結構體作長期重覆性超音波量測來評估結構體混凝土強度；以及檢測硬化混凝土水泥含量來評估預拌廠品質控制水準與均勻性，進而擬訂定相關檢測規範之可行性試驗。

This experiment plan draw up in advance in laboratory inside build put with same materical sources each''s different cement-water ratio (w/ cm) match than concrete designer, seek concrete mold column body compressive strength, age with Ultrasonic ''s wave velocity and 90 day age cement-water ratio, hardened concrete cement content and practical cement quantity.
Select certain''s engineering stipulation with same materical source concrete grade, pour put concrete ''s structure, and seek concrete mold column body compressive strength, age with Ultrasonic ''s wave velocity and hardened concrete cement''s content, structure''s Ultrasonic ''s wave velocity with age for each other''s relativity regression curve behind, herewith to structure do long-term repeatability''s Ultrasonic ''s wave velocity measure evaluate structure concrete intension; and checkout hardened concrete cement content evaluate in advance re-mix factory quality control lever and equality , and furthur draw up relative to checkout normalize feasibility experiment.

摘要………………………………………………………………………І
ABSTRACT ………………………………………………………………Ⅱ
目錄  ………………………………………………………………… Ⅲ
圖目錄  ………………………………………………………………ⅩV
表目錄 ………………………………………………………………ⅩⅦ
第一章  緒論……………………………………………………………1
1 前言…………………………………………………………………1
2 試驗動機及目的……………………………………………………2
2.1 試驗動機……………………………………………………2
2.2 試驗目的……………………………………………………4
3 試驗範圍……………………………………………………………4
3.1 超音波與抗壓強度…………………………………………4
3.2 水泥含量與預拌廠品控……………………………………5
3.3 試驗室配比設計模製試體…………………………………5
3.4 工地現場模製試體…………………………………………5
3.5 工地現場樑結構體…………………………………………5
4 試驗步驟  …………………………………………………………6
第二章 文獻回顧 ………………………………………………………8
1 混凝土之品質管制 ……………………………………………… 8
1.1 混凝土及混凝土用粒料詞彙  ……………………………8
1.2 混凝土驗收準則……………………………………………9
1.3 混凝土品質管制 …………………………………………11
2 非破壞超音波量測   ……………………………………………14
2.1何謂超音波…………………………………………………14
2.2.波動原理及波式 …………………………………………14
2.3 超音波衰減作用 …………………………………………15
2.4 檢測參數之選擇 …………………………………………15
2.5 量測不確定度 ……………………………………………16
2.6 檢測方法及不確定度評估 ………………………………20
3 硬固水泥含量檢測 ………………………………………………25
3.1 卜特蘭水泥及卜作嵐材料 ………………………………25
3.2 硬化混凝土水泥含量試驗 ………………………………25
4 其他文獻  ……………………………………………………… 28
4.1 抗壓強度試驗能力評估 …………………………………28
4.2 預拌廠品質認證制度 ……………………………………30
4.3 相關文獻 …………………………………………………32
第三章 試驗方法………………………………………………………38
1 料源材質檢驗 ……………………………………………………38
2 配比設計與試拌 …………………………………………………41
2.1 材質檢驗 …………………………………………………42
2.2 結構體設計 ………………………………………………42
2.3 選擇坍度 …………………………………………………42
2.4 要求平均強度 ……………………………………………43
2.5 標稱最大粒徑 ……………………………………………44
2.6 用水量及含氣量 …………………………………………44
2.7 抗壓強度與水灰比 ………………………………………46
2.8 水泥用量 …………………………………………………48
2.9 粗粒料乾搗體積 …………………………………………48
2.10 細粒料用量  ……………………………………………49
2.11 調整游離水用量  ………………………………………50
2.12 廠試拌及調整……………………………………………50
2.13 室內配比設計……………………………………………50
3 預拌廠廠驗及相關試驗 …………………………………………51
3.1拌和均勻性試驗 …………………………………………54
3.2 磅稱校正及設備查驗 ……………………………………55
3.3 駐廠品控 …………………………………………………56
4 隨機抽樣計畫 ……………………………………………………56
4.1 隨機抽樣方法 ……………………………………………56
4.2 隨機抽樣計畫 ……………………………………………57
5 超音波儀器及檢測方法 …………………………………………59
5.1 超音波儀器 ………………………………………………59
5.2 超音波檢測 ………………………………………………59
6 試驗區域、項目與方法  …………………………………………61
6.1 試驗室室內試驗 …………………………………………61
6.2  現場工地試驗……………………………………………64
6.3  結構體試驗………………………………………………64
第四章、試驗結果、分析與驗證………………………………………65
1 試驗室抗壓強度、超音波與水泥含量試驗結果…………………65
2 工地現場抗壓強度、超音波與水泥含量試驗結果………………75
3 工地現場結構體樑超音波試驗結果 ……………………………77
4  抗壓強度、超音波與水泥用量分析……………………………78
4.1 超音波與抗壓強度分析 …………………………………84
4.2 水泥含量檢測值與實際用量分析 ………………………84
5 試驗結果之檢定 …………………………………………………85
5.1 五數＆盒形圖與常態分位圖尋找離群值 ………………88
5.2 檢定試驗數據之隨機性 …………………………………90
5.3 檢定試驗數據之趨勢性 …………………………………90
5.4 檢定試驗數據之常態性 …………………………………91
5.5 無母數統計推論平均數信賴區間 ………………………92
5.6 無母數統計推論標準差信賴區間 ………………………92
6 試驗結果之討論 …………………………………………………93
6.1工地現場結構體驗證 ……………………………………93
6.2水泥含量檢測數量 ………………………………………93
6.3 料源變異 …………………………………………………94
6.4 水灰比之精確度 …………………………………………94
6.5 跳越級配 …………………………………………………94
6.6 小於75um含量規定 ………………………………………94
6.7 成熟度法預估強度 ………………………………………95
6.8 強度驗收規定 ……………………………………………98
6.9 混凝土管制評估準則……………………………………100
6.10 高強度混凝土管制 ……………………………………103
6.11 平均數之信賴區間 ……………………………………104
第五章 結論與建議 …………………………………………………107
1 結論………………………………………………………………107
2 建議………………………………………………………………110
參考文獻………………………………………………………………112

                                

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