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ECC高韌性混凝土

​什麼是高韌性混凝土?

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高韌性混凝土 (Engineered Cementitious Compsites，簡稱 ECC)，為眾多高性能混凝土中的一個特別分支，由美國密西根大學ACE-MRL 實驗室於20世紀末所發展出的纖維加勁水泥基質複合材料。其材料組成包含水泥、卜作嵐材料、細粒料、水、纖維與化學添加劑，其特點在於加入卜作嵐材料取代部分水泥，同時增加經濟性、環保性以及工作性。高韌性混凝土具有高抗壓與抗拉強度，值得注意的是其抗拉應變範圍可達約1~8%，為傳統混凝土的數十倍甚至百倍，具有卓越的韌性。因此，近年來針對高韌性混凝土研發與實務應用相當活躍。

關於高韌性混凝土

高韌性混凝土(ECC)藉由改變混凝土的組成材料，使基體的堆積緻密性提高，藉由添加 0.5~5% 體積比的纖維，抗拉強度可提升至 40 kgf/cm  以上，以及 100 -300 kgf/cm  的撓曲強度，此外，纖維提供混凝土基體擬應變硬化行為(Pseudo Strain-Hardening)，纖維使其展現細微裂縫控制能力，不會單一裂縫集中，抗拉應變可達1至8%，大幅提升韌性與吸收能量的能力。

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總體而言：

  • ​抗壓強度介於200-950kgf/cm，約為傳統混凝土之1-5倍

  • 直拉強度介於40-120kgf/cm，約為傳統混凝土之4倍

  • 抗拉應變可達1-8%，約為傳統混凝土10至100倍

  • ​撓曲強度介於100-300kgf/cm，約為傳統混凝土之3-5倍

  • ​彈性模數介於1.8x10-3.4x10 kgf/cm，約為傳統混凝土之1-1.5倍

  • ​柏松比約為0.13-0.2

  • 熱傳導係數約為0.370W/m-k

  • 單位密度約為950-2300 kg/m

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與傳統混凝土相比，高韌性混凝土(ECC)改善傳統混凝土抗拉與抗裂能力不佳之缺失，並具有優良之裂縫抑制能力，裂縫寬度在混凝土受到0.5% 拉力應變前，可控制於0.06-0.08mm。ECC相較傳統混凝土更輕盈，因此可輕量化設計，可在提高力學強度的優勢下，同時降低整體構造物的荷載。

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