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高摻量飛灰混凝土之力學性能探討工程事務組 黃玉珍

  發刊期數:第0270期/ 發布日期:107/03/16

  飛灰為燃煤工業之副產物,早期飛灰未被妥善利用,往往隨意棄置造成環境污染問題。飛灰為卜作嵐材料,作為混凝土礦物摻料,有降低混凝土水化熱、提高混凝土長期抗壓強度與耐久性,除解決環境污染問題外,更可節省混凝土可觀的成本等優點。

  混凝土中以飛灰取代部分水泥,其早期強度一般會隨添加量的增加而降低,但於晚期強度則反而有增強的效果。由實驗結果,齡期28天前各組的混凝土抗壓強度隨飛灰添加量增加而降低,至齡期56天各組飛灰混凝土強度皆高於無使用飛灰之對照組,飛灰取代率40%較對照組C280-F00高出27%。飛灰取代率60%較對照組C280-F00高出18%,使用高摻量飛灰於晚期仍存在有足夠的Ca(OH)2可以供應飛灰產生卜作嵐反應,晚期強度有顯著增強之趨勢(詳圖1、圖2)。

  目前國內結構用混凝土規範限定飛灰取代水泥量不得大於20%至25%,飛灰為良好之卜作嵐材料,除早期強度較低外,其晚期強度、水密性及耐久性皆較無使用飛灰之混凝土為高。

  透過飛灰材料特性(化學性質、物理性質、新拌飛灰混凝土之特性、硬固飛灰混凝土之性質)、飛灰混凝土抗壓強度等研究,提出建議如下:
(ㄧ)高摻料飛灰混凝土於28天後強度成長比例較無使用飛灰之混凝土高出甚多,惟28天前卜作嵐反應未充分,若飛灰取代水泥量達40%以上,建議以56天作為抗壓強度指標。
(二)燒失量為飛灰品質之重要指標,燒失量越低組織越少、玻璃質比例越高且近似光滑球形,可增加漿體流動性,為品質優良之飛灰,故建議使用飛灰應注意飛灰之燒失量是否符合規範規定。
(三)為確保飛灰混凝土能達到所需設計強度,水膠比應隨飛灰使用量增加而下降,同時藉由減水劑用量的調整以達所需工作度。
(四)飛灰是節能、節省經費又能提升混凝土品質之友善材料,建議提高飛灰使用量,並廣推於公共工程及民間建設,特別對於無需拆模之構造或基礎工程。
  • 圖2 280kgf/cm2混凝土抗壓強度成長柱狀圖