席貝克係數於水泥基材料之溫度與力學感測應用

Abstract

熱電效應(Seebeck effect)為材料產生溫度差之後，材料內部載子濃度改變的熱電特性，本篇研究將觀察熱電效應的重要參數席貝克係數(Seebeck coefficient)變化趨勢，以作為溫度感測與損傷評估之討論依據。目前土木工程之實務，仍使用傳統混凝土建材作為施工之首選，添加纖維之建物所占比例仍為少數，但依過往文獻所示，純水泥之熱電效應過於微小，故大部分學者皆以纖維水泥為主要研究內容，而外國學者已有使用纖維水泥於混凝土梁之溫度感測的應用實例，但對損傷評估領域並無對其進行研究，而吾人發現改變加溫方式，此時純水泥會有顯著的熱電效應，故以此試驗方式討論水泥的溫度感測與損傷評估之應用。由本研究結果所示，水泥因為不均質材料故由試驗結果得知試體之席貝克係數具唯一性，無法用單一席貝克係數作為固定配比之代表用以推算溫度，因此認為以本試驗加溫方式所得之席貝克係數無法應用於溫度感測領域。而由損傷評估試驗得知，齡期、養護環境、損傷類型將對於評估能力有著顯著的影響。水泥無論於何種養護環下，席貝克係數皆會隨齡期增加而上升，故稱此現象為「齡期效應」，此效應將使評估能力有所降低，當損傷過於輕微則係數無法反應損傷，席貝克係數由齡期效應所控制呈增加走向，而係數變化趨勢改變則表示損傷影響大於齡期效應，故可確定產生損傷；而養護環境會影響載子的數量，當水泥於濕潤養護環境，此時試體離子含量較高，造成載子的擴散作用受離子影響，使成?擴散至冷端的數量有所降低，造成濕潤試體載子數量適中，以致齡期效應有所減弱，故有較佳的評估能力，而上述載子稱「有效載子」；而損傷類型將影響損傷評估的靈敏度，席貝克係數因裂縫與載子擴散路徑垂直，故較為靈敏，可反應出較輕微的撓曲損傷，而批裂損傷因路徑平型，故靈敏度較差。

Date of Award	2015 Jan 14
Original language	Chinese
Supervisor	Tsung-Chin Hou (Supervisor)