台灣混凝土彈性模數建議公式研究

A Practical Equation for Elastic Modulus of Concrete in Taiwan

10.6849/SE.201609_31(3).0001

廖文正(W. C. Liao)；林致淳(C. C. Lin)；詹穎雯(Y. W. Chan)

混凝土 ； 彈性模數 ； 粒料 ； 抗壓強度 ； Concrete ； Elastic Modulus ； Aggregate ； Compressive Strength

結構工程

31卷3期（2016 / 09 / 01）

5 - 31

繁體中文

混凝土為由水泥、水及粗細粒料所組成之複合材料，故其彈性模數高低受組成材料等因素影響甚鉅。關於混凝土彈性模數的計算，台灣主要是參照內政部營建署頒佈之「混凝土結構設計規範」，其公式內容是根據美國混凝土學會ACI 318 而定；但從以往研究發現，台灣相較於美國的混凝土彈性模數有明顯偏低的趨勢。有鑑於混凝土彈性模數在工程設計應用上的重要性，以及近年添加高摻量飛灰、水淬高爐爐碴粉等卜作嵐摻料的高性能混凝土被廣泛地使用，本研究乃從混凝土的組成出發，探討影響彈性模數之因子，而後針對台灣本土混凝土材料，蒐集台灣學術機構及現地試驗之彈性模數資料，進行統計迴歸與分析。根據研究成果，本研究建議將ACI318 之彈性模數預測公式乘上一修正因子0.8，適用範圍為抗壓強度在210kgf/cm^2~840 kgf/cm^2 間之混凝土，除了易於業界計算外，並可反映台灣混凝土彈性模數偏低的事實，並做為未來工程規範修訂的參考。

Concrete is a composite material consisting of water, cement, fine and coarse aggregates. The elastic modulus of concrete is highly affected by the properties of its components. The estimation of elastic modulus of concrete in Taiwan is mainly referred to the empirical equation provided in America Concrete Institute, ACI 318. However, it can be found that the elastic modulus of concrete in Taiwan is considerably lower than that in US according to the experimental results due to differences of aggregate properties. The aggregate phase is predominantly accounted for the elastic modulus of concrete. In addition, notable amounts of pozzolanic materials, such as fly ash and slag, are widely used in concrete mixtures in Taiwan. Since the elastic modulus directly influences the stiffness of RC structures, a more accurate prediction of the elastic modulus of concrete in Taiwan to reflect all these characteristics is essential. This paper proposes a formula to estimate the elastic modulus of concrete in Taiwan by collecting and analyzing the related test data. The parametric analysis is also carried out to verify the validity of this formula. This practical formula of elastic modulus of concrete has good agreement with that obtained from the experiments.

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