不同保護層厚度對於腐蝕速率變化之影響

前期試驗的結果顯示，腐蝕量測易受鋼筋的腐蝕型態所影響。當孔蝕等不均勻腐 蝕現象發生時，儀器的量測誤差值偏高，故以下試驗中為降低該現象的發生，嘗試改 變試體大小、鋼筋埋入前置處理的方式及埋入深度。此外，為評估保護層厚度的影響 性，除原有之鋼筋偏心埋入試體外，另製作鋼筋中心埋入試體，如圖 5-16 所示。

原試體大小如圖 5-15 所示，圖中紅色區域為絕緣膠布，而圖 5-16 的試體中加深 鋼筋埋入深度以避免鹽水由上方進入造成與水面接觸處嚴重腐蝕，進而降低不均勻腐 蝕發生機率。

18 cm 25 cm20 cm

2.5 cm

12.5 cm

圖 5-15 原試體剖面圖

18 cm

33 cm 25.5 cm

試驗結果如表 5-9 及圖 5-17 所示，腐蝕速率如之前試驗並非穩定。鋼筋腐蝕速率 受多重因素所影響，包括局部氧氣、水份、酸鹼值等。換言之，若要準確評估鋼筋的 腐蝕量，宜增加腐蝕速率量測的頻率，方能合理計算各時間的鋼筋腐蝕量。試驗的結 果亦顯示，保護層度為 7.5 cm 之中心埋入試體腐蝕速率多小於保護層厚度為 2.5 cm 之 偏心埋入試體。此外，於實際量測中心埋入試體時，較常見到不穩定的脈衝極化曲線。

由此推測，保護層厚度為影響量測值的因子之一。

由各量測時刻的腐蝕速率量測值再乘以時間可得腐蝕深度的變化，如表 5-10 所示。

進一步而言，由腐蝕深度與通電時間的關係圖再次說明了鋼筋於任何時刻並非穩定的 腐蝕,如圖 5-18 所示。藉由腐蝕深度即可如同前一節所述進一步計算出預估腐蝕量，如 表 5-11 所示，中心埋入試體的計算腐蝕量較偏心埋入低。由圖 5-19 亦可看出，不論 中心或偏心埋入，計算腐蝕量皆約略隨著通電時間的增加而增加，合乎預期。

試驗過程中採定電流密度加速腐蝕，根據法拉第公式中心埋入與偏心埋入試體腐 蝕量應相近。然而，不僅中心埋入試體的腐蝕速率量測值往往較低，且實際鋼筋重量 損失亦呈現相同的趨勢，如表 5-12 所示。造成中心與偏心埋入試體的實際腐蝕量不同 的原因不明，有待進一步探討及加速實驗法的改善。

利用脈衝腐蝕量測儀可量測鋼筋於不同時刻下腐蝕速率的變化，進而計算腐蝕深 度與腐蝕量。然而於量測過程中，本研究發現試體的含水量為重要影響因子之一。當 試體為氣乾時，所量測的腐蝕電流密度值較低，且常常呈現不穩定的脈衝圖形，因此 為求量測的穩定性，試體應盡量保持在飽和狀態。此外，當試體鏽蝕嚴重時，量測時 更不穩定，一旦鏽水逸出，容易形成另一不經量測電極的通路，因此量測更不穩定。

綜合以上，於現地量測時宜注意試體的含水量、是否鏽水逸出及鋼筋的保護層厚度，

如此才能較適當地解釋腐蝕數據。

表 5-9 不同總通電時間下之鋼筋腐蝕速率 (mm/year)

量測間距

通電時間

1 day 3 days 8 days 9 days 14 days 鋼筋埋入位置 中心 偏心 中心 偏心 中心 偏心 中心 偏心 中心 偏心

第 4 小時 0.001 0.001 第 8 小時 0.001 0.018 第 12 小時 0.193 第 17 小時 0.002 0.008 第 20 小時 0.012 0.002

第 1 天 0.017 0.013 0.006 0.006 0.260 0.140 0.120 0.155 0.179 0.108 第 2 天 0.008 0.055 0.052 0.037 0.016 0.027 0.019 0.027 第 3 天 0.046 0.085 0.007 0.047 0.011 0.029 0.015 0.111 第 4 天 0.014 0.042 0.008 0.044 0.009 0.043 第 5 天 0.076 0.354 0.049 0.361 0.066 0.094 第 6 天 0.009 0.073 0.007 0.082 0.034 0.089 第 7 天 0.069 0.310 0.021 0.381 0.022 0.148 第 8 天 0.008 0.033 0.008 0.041 0.008 0.023 第 9 天 0.012 0.087 0.009 0.082

第 10 天 0.015 0.038

第 11 天 0.013 0.221

第 12 天 0.020 0.354

(a)

(b)

圖 5-17 不同總通電時間下之腐蝕速率變化((a)偏心埋入試體；(b)中心埋入試體)

表 5-10 不同總通電時間下之鋼筋腐蝕深度 (mm)

(a)

(b)

圖 5-18 不同總通電時間下之鋼筋腐蝕深度變化 ((a)偏心埋入試體；(b)中心埋入試體)

表 5-11 不同總通電時間下之計算腐蝕量 通電天數

(days) 1 3 8 9 14

鋼筋中心試體

腐蝕量 (g) 0.007758 0.007284 0.095234 0.047667 0.081693 鋼筋偏心試體

腐蝕量 (g) 0.001661 0.021091 0.197639 0.225586 0.281644

圖 5-19 不同總通電時間下之計算腐蝕量變化((a)偏心埋入試體；(b)中心埋入試體)

表 5-12 不同總通電時間下之計算腐蝕量與實際重量損失

通電天數 (days) 1 3 7 9 14

計算之鋼筋腐 蝕量 (g)

中心 0.007758 0.007284 0.095234 0.047667 0.081693 偏心 0.001661 0.021091 0.197639 0.225586 0.281644 實際之重量損

失量 (g)

中心 0.2 1.2 0.9 1.6 4.7 偏心 0.4 2.7 6.3 8.6 14.9 實際重量損失

量/計算腐蝕量

中心 74.4807 661.5672 767.7089 764.2346 574.2714 偏心 240.8729 128.0155 31.8764 38.1229 52.9037

實際腐蝕量與計算腐蝕量的關係如表 5-12 及圖 5-20 所示，整體而言實際腐蝕量 仍比計算腐蝕量高，理由如前一節所述。就偏心試體而言，兩者的比例約介於 30~241 倍之間，明顯比表 5-8 的結果低，表示此次試驗有效降低不均勻腐蝕的不確定性。然 而，就保護層的變化而言，很明顯當保護層較大時，不僅兩者之間的相關性較低，且 相差倍率增加許多達 700 倍，亦即計算腐蝕量遠低估實際腐蝕量。此結果說明，利用 脈衝量測法雖可利用計算腐蝕量推估實際腐蝕量，但兩者之間相較的倍率並非常數，

亦受到鋼筋保護層厚度的影響，且保護層厚度越大，相差倍數越高，計算腐蝕量越低 估。此誤差隨保護層增加而增加原因，有待進一步研究。很可能因為量測值不穩定，

也可能因為保護層較大時，鋼筋鏽蝕更不均。實驗過程亦觀察到部分量測面並未有嚴 重銹蝕發生，故估算值會低於實際銹蝕量，如圖 5-21 所示。

圖 5-20 計算腐蝕量與實際重量損失比較((a)偏心埋入試體；(b)中心埋入試體)

圖 5-21 鋼筋腐蝕實際情況