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中心技術報告

NCREE-2014-026

時間 2014-11-20
標題 碳纖混凝土於結構監測應用之研究(II)
作者 [葉芳耀] [張國鎮] [廖文正] [宋康?] [連婉佑]
摘要 結構物監測是現今土木工程界重要的議題之一,纖維混凝土是目前主要的補強材料,具有高抗張強度、高彈性模數、韌性佳與減少裂縫產生等優點,可增加結構耐震能力與安全性。在混凝土中添加纖維可改善混凝土抗彎、抗張、易脆等特性,現今土木工程界常用之纖維混凝土包括鋼纖維混凝土、玻璃纖維混凝土與碳纖維混凝土(Carbon Fiber Reinforced Concrete, CFRC)等。目前工程界及學術界常用之監測方式,主要是將電子感測元件置入試體內部或是披覆於試體表面上,以進行物理量之量測。然而感測元件的有效期限通常遠低於結構物之使用壽命,耐久性較差。為使感測元件的使用壽命與所監測之結構物相近,本文嘗試以碳纖維混凝土作為結構監測之元件,探討此種材料是否具有感測應變及偵測損壞之能力,研究智慧型碳纖維混凝土於結構監測應用之可行性。試驗結果顯示使用0.2 vol.%碳纖維含量配比之碳纖維混凝土在受拉、受壓及彎曲行為下具有應變量測及損壞預警之能力。實際應用於構架式橋柱試驗中,柱底受壓力時應變計及CFRC均可以量測到壓應變,但CFRC對壓應變的變化較應變計敏感。柱底受張力時應變計對張力應變的量測似乎不準確,而CFRC對張應變的變化有較高的敏感度。橋柱位移增加至30 mm時,CFRC塗層與橋柱表面開始產生裂縫,此時電阻變化率不再改變,CFRC喪失量測應變之功能。
關鍵字 碳纖混凝土、自我感知、應變量測、損壞偵測
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