高吸水性聚合物(水膠)作為混凝土養護劑已有許多研究成果，有文獻開發出飛灰複合水膠，可改善水膠釋水後混凝土內留下孔隙之缺陷。矽灰粒徑較飛灰為細，更具填充孔隙與卜作嵐反應效果。因此，本文旨在研發新型矽灰複合水膠，評估其對水泥砂漿的養護成效。研究規劃上，以水膠單體重量0 %~20 %的矽灰量，合成聚丙烯水膠過程置於水膠內部，針對合成水膠研磨不同粒徑顆粒，探討不同溶液(自來水、去離子水、0.3~0.6水泥漿抽取式孔隙溶液、0.3化學調配式孔隙溶液)中之吸水及釋水行為。之後，取水泥重量比0%~0.4 %的水膠，添加於不同水灰比(0.3~0.6)水泥砂漿，進行新拌性質、力學性質、體積穩定性，及微觀結構等測試。同時進行控制組試驗，以評估矽灰複合水膠對水泥砂漿工程性質之影響。 試驗結果顯示，矽灰複合水膠於自來水中吸水率變化於33~174 g/g之間，其中10 %矽灰含量水膠有最高吸水率，但均較聚丙烯水膠為低；小粒徑水膠則有較高之吸水率。在水泥漿抽取式孔隙溶液中，水灰比0.6降低至0.3，溶液中離子數增加，水膠吸水率降低約20%。化學調配式孔隙溶液與抽取式溶液水膠吸水率結果相似。水膠釋水行為受環境相對濕度影響較大，水膠顆粒大小與矽灰含量則影響較小。水膠添加於水泥砂漿量越多，需增加水量或強塑劑方可維持砂漿工作性，且會增長砂漿的凝結時間。矽灰複合水膠添加率由0~0.4 %時，28天水泥砂漿抗壓強度變化於408~490 kgf/cm2，以0.2 %者為最高。在28天乾燥收縮試體量測值變化於67~109 μm/m，隨著水膠添加率越高收縮量越小。當新型水膠之矽灰含量由0 %提高至20 %時，高水灰比(0.5、0.6)水泥砂漿，28天齡期砂漿抗壓強度平均增加15 %，在低水灰比(0.3、0.4)組別增加約20 %，顯示新型水膠用於低水灰比水泥砂漿較有利。由掃描式電子顯微鏡觀察出，水膠中矽灰與水泥漿體產生卜作嵐反應，可填補水膠釋水產生的孔隙。

隨著玻璃纖維廣泛應用，廢棄玻璃纖維量也將逐漸增加，如何再利用將成為重要研究課題。為此，本文考慮使用玻璃纖維原料，以高溫燒結法再製為輕質粒料，以期開創廢棄玻璃纖維之再利用方向。研究規劃上，首先以不同尺寸玻璃纖維粉末作為原料，進行輕質粒料的試燒；其次，以玻璃纖維粉末分別混合不同比例(0%、20%、50%、80%、100%)火山泥或大理石材廢泥混合後進行試燒。本研究採預熱與培燒兩段式燒結，其中預熱溫度與時間固定，變化五個不同焙燒溫度(1000、1100、1150、1200、1250℃)與四種不同培燒時間(2.5、5、7.5、10分鐘)作為變數。其後進行顆粒密度、吸水率、筒壓強度與微觀結構等測試，藉以評估純玻璃纖維，或其混合火山泥、大理石材廢泥作為原料，燒製輕質粒料之可行性。 試驗結果顯示，玻璃纖維長度小於0.55 mm時可成功造粒，而長度大於4 mm時較難造粒，不適合作為造粒型輕質粒料之原料。玻璃纖維於不同培燒製條件下，均可成功燒製為輕質粒料，其顆粒密度介於1430~1928 kg/m3，吸水率為2.6~6.7 %，筒壓強度為16~24 MPa；其質輕效果較差，適合於結構用輕質混凝土。當玻璃纖維混合不同比例火山泥(以氧化矽)為原料時，可製成輕質粒料，測得顆粒密度變化於500~1865 kg/m3，吸水率為2.2~8.7 %，筒壓強度為0.6~11.6 MPa。當火山泥取代率固定為20%時，焙燒溫度由1000 ℃提高至1250 ℃，粒料顆粒密度由1826 kg/m3降至670 kg/m3；焙燒時間2.5分延長至10分時，粒料顆粒密度從1523 kg/m3降至705 kg/m3。增加培燒溫度與時間均會降低粒料顆粒密度。玻璃纖維混合以氧化鈣為主成分之大理石材廢泥，廢泥取代率越高粒料膨脹效果越佳，可得最低380 kg/m3顆粒密度，粒料吸水率亦高達60%，筒壓強度低於1.0 MPa。當取代率高於80%時，無法成功燒製出輕質粒料。掃描式電子顯微鏡觀察可知，輕質粒料內部生成有連通孔隙時，會增加粒料吸水率。粒料表殼玻璃質越厚，則可降低吸水率與提升筒壓強度。

石墨材料已廣泛地應用於日常生活，隨著奈米石墨烯材料的開發更成為熱門且先導性之一。本研究採用石墨粉、石墨烯、2 %氧化石墨烯、10 %氧化石墨烯等材料，添加於水泥砂漿中，探討材料分散性與其對水泥砂漿工程性質的影響。首先，考慮使用四種不同減水效能(18 %、27 %、28 %、30 %)之羧酸類強塑劑，來作為石墨材料的分散劑。同時，將各種石墨系材料以水泥重量百分率(0~0.4 %)添加於水泥砂漿，進行新拌性質、力學強度、熱電性能與微觀結構等試驗，藉以探討石墨系材料對水泥砂漿工程性質之影響。 試驗結果顯示，石墨烯系材料於水泥漿溶液之分散度可利用紫外線光譜儀(UV)吸光度作為分散指標。相同強塑劑用量下，石墨烯系材料分散性未與減水率有正相關，強塑劑羧酸根離子數越高對石墨烯分散效果越佳。強塑劑用量由石墨材料0倍增加到6.6倍時，吸光度變化在0.52~1.93 A.U，其中以4倍用量分散程度為最佳。10 %氧化石墨烯對水泥砂漿力學強度提升最為明顯；當添加率由0 %提高至0.4 %時，28天齡期水泥砂漿抗壓及抗彎強度分別變化於305~418 kgf/cm2及56~75 kgf/cm2，其中以0.15%添加率為最佳。2 %氧化石墨烯對水泥砂漿導電與導熱性能影響較大，當添加率為0 ~0.4 %，28天齡期水泥砂漿導電率的變化於34~106 S/m間，熱傳導係數介於0.97~1.63 W/mK，添加氧化石墨烯可提高水泥砂漿導電與導熱性能。固定0.15添加率下，添加石墨粉、石墨烯、2%氧化石墨烯、10 %氧化石墨烯水泥砂漿之總孔體積分別為0.136、0.119、0.106，以及0.102 ml/g，控制組為0.132 ml/g。石墨粉會增加孔隙量，石墨烯與氧化石墨烯均能降低孔隙體積，以10 %氧化石墨烯改善最為明顯，可降低約30%。由掃描式電子顯微鏡觀察可知，石墨烯系材料的添加不僅可有效填補漿體孔隙，使水泥砂漿更緻密，尚能與水化產物膠結，增加水化產物的成核點，促進水化反應。

混凝土收縮造成體積不穩定為其缺點之一。一般混凝土收縮量測多採長度變化為主，惟受限於量測方法，需於24小時脫模後始能對試體進行量測，無法量得1天齡期內之收縮量。為此，本文採波紋管法進行收縮及溫度量測，藉以瞭解自充填混凝土(SCC)超早齡期(拆模前)的收縮行為。在材料組成律考慮上，SCC水膠比固定為0.37，取用三種不同卜作嵐材料取代率(20 %、45 %、70 %)及四種不同飛灰與爐石粉重量比(0 %、20%、50 %、100 %)，製作波紋管及標準試體，以進行乾燥收縮、自體收縮，及溫度之量測。 試驗結果顯示，波紋管法可成功量得自充填混凝土1天齡期內的收縮量；各齡期收縮值扣除1天齡期收縮量，則波紋管法結果與標準試驗者相接近。波紋管試驗結果可知，1天齡期SCC自體收縮量變化於17~82 μm/m，10天齡期者為91~188 μm/m，平均占比為40 %；1天乾燥收縮量介於27~81 μm/m之間，10天乾縮量則為185~374 μm/m，占比約為20 %。SCC於1天齡期均有發生自體收縮與乾燥收縮，且自體收縮影響相較乾燥收縮者為明顯。在SCC配比中，卜作嵐材料取代水泥重量百分率由20 %增加至70%時，1天齡期自體收縮量及乾燥收縮量分別變化於82~17 μm/m及73~57 μm/m，兩種收縮量分別降低79 %及22 %。顯示添加卜作嵐材料可減緩早齡期SCC收縮量。當飛灰與爐石粉重量比由0 %提高至100 %時，1天齡期之自體收縮量及乾燥收縮量分別為 73~44 μm/m及81~27 μm/m；完全使用飛灰者(100 %)相對於完全爐石粉者(0 %)，SCC自體收縮量與乾燥收縮量分別可降低39 %及68 %，顯示低水化反應的飛灰使用，對抑制SCC收縮發生較為顯著。溫度量測結果顯示，卜作嵐材料取代率由20 %提高至70 %時，SCC最高溫度由29.4 降至26.1 ；當飛灰與爐石粉重量比由0 %提高至100 %時，最高溫度由25.4 降至24.8 ；兩變數對SCC溫度之影響均不明顯。

高吸水性水膠作為混凝土內部養護劑，有留下孔隙使強度折減之缺點。為此，本文將水膠合成過程中加入飛灰，製成所謂飛灰複合水膠。研究上，在一般聚丙烯水膠中摻入0%、5 %、10 %、20 %飛灰，探討吸水與釋水行為。其後，考慮四種水膠添加率(0 %、0.1 %、0.2 %、0.4 %)，分別拌製於四種不同水灰比(0.3、0.4、0.5、0.6)水泥砂漿。最後，測試水泥砂漿之新拌性質、力學性質、體積穩定性及微觀結構觀測等，藉以評估新型飛灰複合水膠對水泥砂漿工程性質之影響。 由試驗結果可知，在高相對濕度的環境中，當水膠中飛灰含量越多，其內部離子濃度改變越大則釋水率越高，但水膠之釋水行為主要受環境濕度影響較明顯。另外，飛灰含量由0 %提高至20 %時，水膠吸水率下降62 %。水膠摻入水泥砂漿需額外加水或強塑劑始能維持工作性。飛灰複合水膠添加率由0 %~0.4 %時，其56天水泥砂漿抗壓強度變化於189 kgf/cm2~705 kgf/cm2，以0.2 %者為最高。在56天乾燥收縮試體量測值變化於65μm/m~318μm/m，隨著水膠添加率越高收縮量越小。當新型水膠之飛灰含量由0 %提高至20 %時，高水灰比(0.5、0.6)水泥砂漿， 56天齡期砂漿抗壓強度平均增加8.5 %，在低水灰比(0.3、0.4)組別增加約20 %，顯示新型水膠用於低水灰比水泥砂漿較有利。由掃描式電子顯微鏡觀測出，水膠中飛灰會與水泥漿體產生卜作嵐反應，可用以填補水膠釋水產生的孔隙。

系統鷹架主要由主桿、橫桿、斜桿及調整座接合而成，可作為施工架或是模板支撐使用。系統鷹架承載力會受接頭強度及勁度的影響，但因接頭之力學試驗資料較少，影響系統鷹架在設計分析之精確度，致使系統鷹架存在倒塌之風險。本研究針對國內常用系統鷹架之各類接頭進行承載力與勁度試驗，並對兩層單排單跨系統鷹架進行承載力測試，藉此了解接頭強度及勁度變化對系統鷹架承載力之影響。 試驗結果顯示，主桿與主桿之接合裕度愈寬鬆其承載力則愈低，最大降幅可高達約65%；當主桿插入套管之深度變化，其承載力變化為-74%~+132%。調整座底鈑平整度及螺桿垂直度對主桿承載力影響較明顯，而接合裕度及插入深度對其影響較小。橫桿與主桿接頭水平旋轉面勁度較大，為垂直旋轉面勁度的11.31倍。斜桿與主桿接頭無法提供繞主桿旋轉面勁度，垂直旋轉面勁度可達100 kN-cm/rad；另外兩層單排單跨系統鷹架結構系統有配置斜桿時，承載力則提高1.04倍。

混凝土發生中性化通常會對其耐久性產生不利的影響，主要原因為空氣或水分的滲入，產生溶解與析晶現象，使混凝土內的pH值降低，進而影響其耐久性。本文將中性化的主要生成物(碳酸鈣)礦化成奈米尺度顆粒，使混凝土表面具有疏水、防水以及自潔的功能，進而改變中性化之負面影響。本文使用0.6水灰比之混凝土試體，配以不同礦化條件(前處理方式、碳化溫度以及碳化壓力)，進行混凝土之仿生礦化，其後進行表面接觸角、微觀結構、強度以及耐久性測試等，藉以了解仿生礦化對混凝土強度與耐久性之影響。 試驗結果顯示，混凝土經高溫高壓養護之仿生礦化處理，可擁有較高的早齡期抗壓強度。由微觀結構觀察得知，仿生礦化可將中性化生成之碳酸鈣表面形體由立方狀改變成針棒狀，並於混凝土表面形成奈米碳酸鈣，使其表面接觸角介於約80°~140°，最高可達超疏水性，並具備防水功效。在混凝土耐久性測試中，仿生礦化混凝土於快速氯離子滲透、透水性以及耐強酸試驗表現，均優於一般混凝土，顯示混凝土經過仿生礦化處理，可使其擁有較優異之強度與耐久性能。

火山泥與紙渣綠泥之處理多採土地掩埋法，其資源再利用技術研究較少。為此，本研究考慮將其再利用為輕質粒料之原料，以火山泥參配不同比例的紙渣綠泥(0%、10%、20%、30%)進行輕質粒料之製作，並考慮以不同燒結條件(預熱溫度與時間、焙燒溫度與時間)進行輕質粒料之試燒，量測燒結粒料之基本工程性質，藉以探討火山泥及紙渣綠泥為原料燒製輕質粒料之可行性。 試驗結果顯示，火山泥經預熱及焙燒，可成功燒製為輕質粒料，其顆粒密度介於1486 kg/m3~1941 kg/m3、吸水率則介於9.0%~15.5%，其性質可符合一般混凝土用輕質粒料之需求。參配不同比例的紙渣綠泥，在不同燒製條件下，其粒料顆粒密度介於1224 kg/m3~1755 kg/m3、吸水率則介於9.8%~32.8%。研究成果發現，火山泥添加紙渣綠泥可增加燒製時的發泡氣量，可使粒料之顆粒密度降低，但會提高粒料的吸水率；其次，紙渣綠泥含有較高助熔氧化物成分，可降低輕質粒料的焙燒溫度。因此，火山泥加入紙渣綠泥於輕質粒料之燒製，具有節約能源與粒料輕量化之優點。

本文探討不同種類膨脹錨栓於混凝土之拉拔載重，以實驗法進行研究。材料方面考慮變數包含錨栓種類、錨栓尺寸、混凝土強度、裂縫寬度及深度(依照ACI 355規範製作混凝土人工裂縫)，亦探討錨定誤差對拉拔載重之影響，期望可掌握錨栓錨定能力。同時，將試驗結果與規範強度設計值進行比較，以評估錨栓設計值之適用性。 由試驗結果發現，預埋式彎鉤錨栓之埋設間距不足或是未正確扣鎖於鋼筋，其拉拔載重皆會下降。不同種類膨脹錨栓，其於混凝土之錨定能力不同，以外迫型錨栓的拉拔載重最高，套管型為最差。隨著裂縫寬度從0.14 mm增加至1.00 mm時，錨栓拉拔載重平均下降約12%，而隨著裂縫深度從5 mm加深至40 mm時，錨栓拉拔載重平均下降約20%。在錨栓施工誤差方面，後置式錨栓在埋入深度不足及過深時，錨栓未膨脹錨定能力會降低，破壞模式會轉為拔出破壞，尤其在未進行套管膨脹作業時，其錨定載重會下降92%。ACI 規範對於錨栓之強度設計，對於套管型錨栓其安全係數不足，且裂縫混凝土時，未考慮寬度與深度之影響，恐使設計值偏向不保守。

本文主要以取自屏東縣萬丹鄉火山泥為研究材料，以實驗法探究高含量火山泥控制性低強度材料(CLSM)的工程性質。首先，檢測火山泥的基本特性以及研擬材料前處理方式，其後選定兩種0.83與1.15水膠比，分別考量將火山泥之10%、20%、30%、50%、75%、100%重量取代細粒料方式，摻配於CLSM之中，進行新拌與硬固性質試驗，藉以評估其適用性。另以爐石粉取代30 %、50 %、75 %、100 %水泥，並添配不同濃度鹼劑(氫氧化納)作為鹼激發膠結料，拌製火山泥CLSM試體，探討其對工程性質的影響。 由試驗結果可知，火山泥性質相近於普通細粒料，但其粒徑較小，容易吸附拌和水，會影響CLSM工作性。經測試在不加藥劑下，添加火山泥的CLSM，為維持工作性需要外加40%水量。高含水量火山泥漿拌製而成的CLSM，其工作性相較未添加之控制組為佳，並可抑制其泌水。但抗壓強度則隨添加量增加而降低，不過仍可介於20~90 kgf⁄cm2之標準範圍。含有鹼激發膠結料之火山泥CLSM，其具良好工作性，抗壓強度有早強的現象。經分析初步估算，當火山泥製成之CLSM，其材料成本較低，使其具經濟效益。

本文以大理石石材廢泥為研究材料，將其取代細粒料拌製成CLSM。研究配比考慮有兩種水膠比(0.8、1.2)、四種大理石石材廢泥重量取代量（25%、50%、75%、100%）及鹼溶液濃度(5%、10%、20%)等，依照配比計算結果進行CLSM拌製與試體製作，其後進行新拌與硬固性質試驗，藉以評估其適用性。 由試驗結果可知，添加大理石石材廢泥之CLSM，高廢泥取代量對低水膠比(0.8)CLSM之坍度、坍流度與管流度影響不大，但均優於控制組之工作性，28天抗壓強度則大幅降低，取代100%者強度約為40 kgf/cm²，為控制組之25%，但仍符合CLSM強度大於20 kgf/cm²之要求。若以爐石粉取代水泥配合氫氧化鈉作為膠結料，拌製之高含量大理石石材廢泥CLSM，其仍具良好工作性，但會縮短凝結時間，抗壓強度發展迅速，而有早強有現象。就材料成本經濟分析，使用廢大理石污泥拌製之CLSM相較傳統一般型CLSM材料更具經濟效益。

本研究以花蓮大理石石材廢泥為主要材料，選擇矽酸鹽類(水泥)、磷酸鹽類、鹼激發膠結材料(飛灰與爐石粉搭配鹼性溶液)等膠結材料，分別採用混合法與包裹法進行冷結型輕質粒料之製作。混合法考慮變數包含0.2與0.3兩種水灰(膠)比，5～40%膠結料添配率，以及5%與10%濃度之氫氧化鈉鹼劑。包裹法則考量四種水灰比、兩種粒徑尺寸、與三種包裹厚度等變數。雛粒經室溫氣乾後，將冷結粒料進行工程性質測試，俾探討不同膠結料對冷結型輕質粒料性質的差異性，期能達到廢棄物資源化與節能之目標。 試驗結果顯示，磷酸鹽材料與水反應速率過快，混合法造粒時較為困難，且冷結成之輕質粒料強度亦較低，較不適宜採用。大理石廢泥添混10%水泥或是鹼激發膠結材料(15%爐石粉配合5%鹼溶液)，皆可使其冷結成形，成功製造出冷結型輕質粒料。其粒料顆粒密度介於1577～1881 kg/m3，吸水率則較大約介於18.8～24.9%，平均點壓強度介於73～955 N。包裹法則以磷酸鹽類材料較為合適，當包裹厚度介於1.5～4.5 mm時，其冷結粒料顆粒密度為1667～1837 kg/m3、吸水率介於13.3～14.8％、點壓強度介於396～663 N。就技術而言，以大理石廢泥配合膠結材料可以成功產製出冷結型輕質粒料，但是其材料成本較高，經濟效益為需要克服之難題。