一、方法概要
本方法係參考混凝土圓柱試體抗壓強度之檢驗法,測定海洋棄置及再
利用之固化事業廢棄物的單軸抗壓強度。
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二、適用範圍
本方法適用於經固化處理後之事業廢棄物的模鑄試體及鑽心試體,其
單軸抗壓強度在 100Kgf/c㎡ 以上者(註 1)。
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三、干擾
進行比較試驗時,應注意下列各項因素並將其控制在相同條件下,否
則檢驗結果將導致誤差。
(一)試體尺寸、高度與直徑比(L/D)。
(二)試體乾濕狀況。
(三)試體受壓面與垂直軸之垂直度。
(四)試體受壓面之平面度。
(五)加壓速率。
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四、設備
(一)單軸抗壓強度試驗機:
1.可為任何形式具足夠荷重容量之單軸抗壓強度試驗機。應為動
力操作式且準確度不得超出指示荷重之± 1.0 %。 試驗進行
中應保持連續加壓,不得發生中斷或震動現象。其校正應符合
試驗機驗證之規定;校正頻率為至少每 12 個月校正一次,裝
機、移機、修理或數據變異大時隨時校正。
2.試體承壓塊一般性質:試驗機須具有承壓面淬硬達洛氏硬度 H
RC55 以上之上、下兩片鋼製承壓塊。上承壓塊之一面成球形
座,另一面為平面狀做為承壓面覆於試體之上以推壓試體,下
承壓塊用以承載試體,其承壓面的最小尺度,至少須比試體直
徑大 3%以上。承壓塊之承壓面在直徑 152mm 範圍內之平面
度須在0.25mm 以下。新製成之承壓塊,其平面度則應在 0.0
125 mm以內,當上承壓塊之承壓面直徑超過試體直徑 13mm 以
上時,承壓面上同心圓之深度不得超過 0.8mm,其寬度不得超
過 1.2mm,以使中心與底部承壓面中心相合。
3.下承壓塊之規定:
(1)下承壓塊係特別為試驗機加壓時,維持一特定表面狀況而設
計。承壓塊之上下表面應保持平行,承壓塊固定於試驗機之
支承臺,其水平尺度至少須較試體直徑大 3%以上。於第 2
節中所提之同心圓製作,下承壓塊同心圓之直徑可任選製作
。
(2)當下承壓塊用作協助試體定位時,承壓塊上若具有同心圓或
同心記號,則其中心必須位於上承壓塊球形座中心之正下方
。一般而言市售試驗機之加壓臺上,此中心點位置均已作標
定。
(3)下承壓塊之厚度,新製者不得小於 25mm ,經研磨整平之舊
承壓塊則不得小於 22.5mm (註 2)。
4.上承壓塊之規定:
(1)懸吊球形支承座之上承壓鋼砧鈑,其承壓面之最大直徑須如
下表所示。方形之承壓塊亦可使用,但其內接圓之直徑不得
超過下表之規定。
單位:mm 事業廢棄物固化試體直徑承壓面最大直徑
51102
76127
102165
152254
203279
(2)上承壓塊背面球形座之球心應位於承壓鈑面上,其許可差應
在球形座半徑±5 %以內。如圖一所示,且球形座直徑應大
於試體直徑 75 %以上。
(3)上承壓塊之曲面承窩及球形座間應保持清潔,並以石油系油
類如普通機油類潤滑,不得使用壓力式油脂類潤滑。當試驗
機之上承壓塊以微壓和試體接觸時,球形座不容許產生明顯
之偏斜。
(4)若球形座之半徑小於最大試體之半徑,則上承壓塊鈑面之厚
度( T) 不得小於最大試體之半徑(R) 及球形座半徑(r
)之差。換言之,即承壓面之尺度應大於試體之直徑,如圖
一所示。
(5)上承壓塊之活動部份應與球形承窩相密接,但承壓面之設計
應容許在任何方向做大於 4 度之微小轉動及偏斜。
5.度盤:
(1)混凝土抗壓強度試驗機之度盤,其刻度至少應可讀至全刻度
荷重之 0.1%。在荷重範圍內,其準確度應在指示荷重之 1
%以內。荷重範圍不得低於度盤最小感應量之 100 倍。如
試驗機採用數位顯示器亦適用。
(2)度盤應標明零點位置之刻度線及以此為準之刻度讀數。指針
應具足夠長度達到刻度線上,指針尖端寬度不得大於最小刻
度之淨距。每一度盤應具可從盤外歸零之設備及附有最大荷
重之指示針(準確度在 1%以內)。為便於讀數,指針尖端
在度盤弧形部份之寬度為 0.8mm。
(二)拌和機
(三)試體模具
(四)搗捧
(五)濕養室
(六)鑽心機
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五、試劑
略。
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六、採樣及保存
(一)試體:須依混凝土試體在實驗室模製及養護法( CNS1230),或
工地混凝土試體之製作及養護法(CNS1231) 之規定製作;或依
混凝土鑽心試體及切鋸試體抗壓及抗彎強度試驗法 (CNS1238)
之規定取樣。圓柱試體高度最好為其直徑之 2倍。
(二)各種固化處理方法每產出 100 的固化物,至少應製作固化試體
兩只,供單軸抗壓強度試驗所需。
(三)處理不同性質污泥時,每批次至少採樣一次。
(四)連續性固化過程中,每天至少採樣一次。
(五)以鑽心機鑽取試體時,每次應鑽取三只試體。
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七、步驟
(一)試體自濕養室取出後,應立即進行抗壓試驗。試體兩端之面應在
試體中心軸之垂直面 0.5 度內,其平面度大於 0.05mm 時,應
依混凝土圓柱試體蓋平法( CNS11297)之規定蓋平(capping)
。試體自養護室移至試驗機試驗期間,應以最方便方法保持濕潤
狀態,在進行試驗時試體亦應保持濕潤狀態。
(二)在試體高度之中間量測試體兩相互垂直之直徑兩次,量測時需準
確至 0.25mm ,取其平均值為試體直徑,以決定試體之橫斷面面
積。如試體之高度小於直徑之 1.8 倍或大於直徑之 2.2 倍時
,高度之量測應量至直徑之 1/20 為止。試體最小直徑應為 50m
m ,高度與直徑比之範圍為 1-2.5,如試體高度與直徑比小於 2
時,可將求得之抗壓強度,乘以下表之更正因數。下表未列入之
值,可藉插入法求得之。
圓柱試體高度與直徑比 (L/D) 1.751.501.251.101.00
強度更正因數 0.980.950.930.900.87
(三)以由固化處理開始至最終處置止預定之時間間隔,訂定試體試驗
之齡期。
(四)鑽心試體之直徑要求為:直徑大於 72mm 之試體,廢棄物顆粒之
最大粒徑須小於試體直徑之 1/4。測試前先浸水二十四小時。
(五)試體之安置:將下承壓塊置於試驗機之平臺中央,其位置應正對
於上承壓塊背面球形承窩下。以乾淨抹布擦淨上下承壓塊加壓面
及試體上下受壓面。再將試體放置於下承壓塊上,試體之軸心須
與球形座之中心軸相合,當球形座接近試體時,用手慢慢地旋轉
其可動部份,使壓力均勻施加於試體上。
(六)加壓速率:加壓時應連續地增加,不得有振動現象發生。如用螺
旋式試驗機,則其加壓架之移動速率在機器空檔時,其移動速率
應保持約 1.3mm/min。若試驗機為液壓式,其加壓速率應維持在
每秒鐘1.41Kgf/c㎡ 至 3.52Kgf/c㎡之間。在預估最大抗壓荷重
之上半段加壓時間內,可用稍高之速率加壓,當試體即將破壞前
發生快速降伏現象時,試驗機之加壓速率,不得再予調整。
(七)記錄破壞形態:試驗機之加壓逐漸增加,直至試體破壞為止,此
時其所受之最大荷重應予記錄,其破壞式樣及混凝土外觀亦應註
明。
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八、結果處理
(一)單軸抗壓強度
P P
αc =─ ≒ ─
A A。
αc:單軸抗壓強度(Kgf/c㎡)
P :試體破裂時之最大荷重(Kgf)
A :最大荷重時之橫斷面積(c㎡)
A。:試體之最初平均斷面積(c㎡)
(二)養護至規定齡期之試體,依此方法測定其抗壓強度,並以兩只試
體試驗結果之平均值代表該次試驗之結果。
(三)以鑽心機鑽取固化物之代表試體時,每次應鑽取三只試體,並以
三只試體試驗結果之平均值代表該次強度試驗之結果。
(四)各種模製固化試體之全部抗壓強度試驗結果,須合於下列規定:
1.任何連續三次強度試驗結果之平均值不得小於規定強度。
2.任何一次強度試驗之結果不得低於規定強度之 85 %。
(五)以鑽心機鑽取相當數量固化物之代表試體時,每次應鑽取三只試
體,且符合下列規定:
1.三只鑽心試體抗壓強度之平均值,至少須達規定強度之 85 %
。
2.任一只試體抗壓強度之試驗結果不得低於規定強度之 75 %。
(六)檢驗結果數據應全部列出以供參考。
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九、品質管制
略。
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十、精密度及準確度
略。
註 1:海洋棄置時應考慮海水浸蝕性及固化物之單軸抗壓強度,如抗壓強
度為 100Kgf/c㎡ ,則海洋棄置深度不宜超過 1000 公尺。
註 2:試驗機若其加壓平臺之設計、厚度、表面粗糙均符合以上規定時,
則下承壓塊可略去。
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十一、參考資料
(一)經濟部中央標準局,混凝土圓柱試體抗壓強度之檢驗法,中國
國家標準 CNS1232,1982。
(二)經濟部中央標準局,混凝土試體在實驗室模製及養護法,中國
國家標準 CNS1230,1985。
(三)經濟部中央標準局,工地混凝土試體之製作及養護法,中國國
家標準 CNS1231,1982。
(四)經濟部中央標準局,混凝土鑽心試體及切鋸試體抗壓及抗彎強
度試驗法,中國國家標準 CNS1238,1984。
(五)經濟部中央標準局,混凝土圓柱試體蓋平法,中國國家標準 C
NS11297 ,1982。
(六)Annual Bookof ASTM Standards,Vol.04.02;"Standard Tes
t Method for Compressive Strength of Concrete";ASTM;
Philadelphia ,PA;C24-90.
(七)Annual Bookof ASTM Standards,Vol.04.02;"Standard Tes
t Method for Obtaining and Testing Drilled Coresand Sa
wed Beams of Concrete";ASTM;Philadelphia,PA;C42-90
,1991.
(八)Ready-Mixed Concrete,日本工業規格 JIS A5038,1986.
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