第六章 硬固混凝土氯離子檢測方法與標準手冊建立
第一節 取樣方法建議
目前 CNS 14702 與 CNS 14703 對硬固混凝土氯離子試驗樣本取樣的規定主 要利用鑽心與旋轉式鑽孔機兩種形式。其中對鑽心部分僅規定由鑽心試體切出厚 度 1.2 公分之試片進行，對於鑽心試體的直徑並沒有相關規定。在旋轉式鑽孔機 方面，並沒有說明鑽頭直徑與鑽取深度，僅說明需使用適當直徑之鑽頭，以便取 得具代表性試樣。所以本研究以各種不同直徑的鑽心試體，與不同鑽取深度粉樣 變數進行試驗。由表 5-34 精密度分析可以發現鑽心試體小於 2.5 cm 或取樣深度 小於 2 cm，可能會有精密度無法達到標準要求之情形。
若將各種取樣法均有進行試驗的 AM 組試驗結果進行討論，則圖 6-1 為各總 取樣法的氯離子試驗結果（尚未換算成每立方重的%濃度值）與外加氯離子量關 係圖，圖 6-2 為排除鑽心試體小於 2.5 cm 或取樣深度小於 2 cm 試驗結果的關係 圖。理論上各外加氯離子量均可反應出 1 個實際值於試體上，因此為論何種取樣 變數，其實驗結果差異應該不大。但由圖 6-1 可以發現個別試驗值差異極大。圖 6-2 中，實線部分為所有數據的線性迴歸線，虛線部分是迴歸線±1σ 管制線，由 圖中可以發現只有 1 個試驗值落在迴歸線±1σ 以外， 其餘均在±1σ 以內，且線 性迴歸後的相關係數高達 0.994。因此由前述這些試驗結果可在取樣方法上說明 鑽心試體建議尺寸直徑需在 5 cm 以上。若受到結構行為或鋼筋排列限制無法取 得鑽心試體時，可建議採用震動電鑽配合 2.5 cm 直徑鑽石鑽頭進行，但鑽取深 度需在 3 公分以上。一般而言，混凝土使用最大粒料粒徑大部分介於 20 mm 至 10 mm 之間，鑽心試體建議尺寸直徑在 5 cm 以上與震動電鑽搭配 2.5 cm 直徑鑽
石鑽頭與至少 3 公分深度，均已大於最大粗粒料粒徑，可避免試體取樣過程僅取 到粒料之粉末，導致試驗誤差。
在試驗標準方面，第五章第六節以本研究試驗配比探討目前常用的 CNS 與 AASHTO 試驗法之間在標準差上的差異，由試驗結果的標準差發現，CNS 法的 標準差低於 AASHTO 法，表示 CNS 法的精密度較高，且在後續三個實驗室通一
D10cm H1.2CM-Take core
0 D5cm H5CM-Take Core
0
D2.5cm H2.5CM-Take Core
0
Chl or id e ion in h ar d en c on cr ete ( k g/m
3)
圖 6-2 AM 組配比硬固混凝土水溶法氯離子濃度與添加量關係圖（排除鑽心試
D10cm H1.2CM-Take core
0
D5cm H5CM-Take Core
0
Chl or id e ion in h ar d en c on cr ete ( k g/m
3)
測氯離子添加量之 123%，取樣方式(2)之氯離子量測值，因取樣過程中忽略粗粒
圖 6-4 水溶法試驗結果與外加氯離子量線性迴歸方程式斜率比較圖（直徑 10 cm 高度 1.2 cm 試體粉碎取樣）
(資料來源：本研究自行整理)
圖 6-5 水溶法試驗結果與外加氯離子量線性迴歸方程式斜率比較圖（直徑 2.5 2 電鑽鑽心取樣）
(資料來源：本研究自行整理)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
AH AM AL BH BM BL
混凝土水溶性氯離子試驗結果/外加氯離子量
D10 cm H1.2cm Take Core
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
深度1 cm 深度2 cm 深度3 cm 深度4cm
混凝土水溶性氯離子試驗結果/外加氯離子量
D2.5cm Drill-AM Series
而在試驗法上，CNS 對硬固氯離子試驗有酸溶法與水溶法兩種試驗法。因 此當考量水溶法與酸溶法之間的關係時，將前面第五章第三節同樣配比與取樣變 數酸溶法試驗結果與水溶法結果繪製成關係圖，如圖 6-6 所示。途中排除差異較 大的 AH 配比，由圖中可以發現兩者亦呈現良好線性關係（R2=0.955），其水溶 法試驗結果約為酸溶法的 55.4%與圖 5-16 至圖 5-18 中各組線性關係的迴歸方程 式斜率平均值 0.520 接近。
圖 6-6 本研究硬固混凝土水溶法與酸溶法氯離子試驗結果關係圖 (資料來源：本研究自行整理)
由上述研究，可將取樣方式建議若採鑽心取樣方式，最小取樣直徑建議於 5 公分以上，但目前業界常用之抗壓試驗後粉碎料隨機取樣由本研究試驗結果，建 議不採用。若採一般震動電鑽取樣建議須使用 2.5cm 鑽頭，取樣深度至少為 3cm。
在萃取法上建議仍採標準差較小的 CNS 法（ASTM 法）。未來若訂定硬固混凝土 氯離子限制值時，建議採用酸溶法為試驗標準。因此可建議在現行的 CNS 14702 酸溶法試驗標準進行下列的增修。
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Y=0.548X ; R2=0.950
W at er sol u b le ch lorid e ion in h ar d en c on cr ete (kg/ m
3)
Acid soluble chloride ion in harden concrete (kg/m3)
建議於 CNS 14702 標準中 3.1.1 節、3.1.2 節、5.1.2 節、5.1.3 節、與 9.1.1 節增修，修改處並以粗體字體做為標示。相關說明如下。
原條文：
3.1.1 試樣鑽心或切鋸設備：依CNS 1238「混凝土鑽心試體及切鋸試體抗壓及 抗彎強度試驗法」之規定。
建議修改內容：
3.1.1 試樣鑽心或切鋸設備：依CNS 1238「混凝土鑽心試體及切鋸試體抗壓及 抗彎強度試驗法」之規定，鑽心使用鑽筒尺寸建議直徑在50 mm以上。
原條文：
3.1.2 旋轉式鑽孔機：使用鑽孔機鑽頭旋轉磨粉方式取粉體試樣時，該旋轉式鑽 頭機須使用適當直徑之鑽頭，以便取得具代表性之試驗所需試樣。
建議修改內容：
3.1.2 旋轉式鑽孔機：使用鑽孔機鑽頭旋轉磨粉方式取粉體試樣時，旋轉式鑽孔 機鑽頭直徑需使用大於最大粒料粒徑的鑽石鑽頭，建議可使用 25 mm 直 徑以上之鑽石鑽頭。
原條文
5.1.2 除另有規定外，依 CNS 1238 鑽取混凝土鑽心試體。
參考：CNS 1238 所取之混凝土鑽心試體，於平行試體軸線方向切割出厚 12 mm（1/2 in）之縱剖片；或垂直於試體軸線方向沿其側面切割出厚 12 mm
（1/2 in）之試片，用以代表此鑽心試體各種不同深度之混凝土。遠離試體 面層之混凝土，滲入其中之氯離子含量，通常其數值較接近原來新拌混凝 土澆置之含量，鑽心機鑽進時所使用之冷卻水，將改變部分面層之試驗結 果。
建議修改內容：
5.1.2 除另有規定外，依 CNS 1238 鑽取混凝土鑽心試體。
參考：CNS 1238 所取之混凝土鑽心試體，其直徑大於 100 mm 時，於平行
試體軸線方向以乾式切割出厚 12 mm（1/2 in）之縱剖片；或垂直於試體軸 線方向沿其側面以乾式切割出厚 12 mm（1/2 in）之試片。若受限鋼筋排列 或其他因素以直徑 50 mm 鑽心試體進行試驗時，則試片厚度為 25 mm（1 in），用以代表此鑽心試體各種不同深度之混凝土，並不得由抗壓試驗後 之粉碎物隨機取樣。遠離試體面層之混凝土，滲入其中之氯離子含量，通 常其數值較接近原來新拌混凝土澆置之含量，鑽心機鑽進時所使用之冷卻 水，將改變部分面層之試驗結果。
原條文
5.1.3 利用旋轉衝擊式鑽孔機取得之硬固混凝土粉末，常用於測定橋面板、舖面 混凝土等不同深度氯離子濃度之變化。此類樣品可能不具代表性，特別是 當粗粒料之最大標稱最大粒徑為 25 mm（1 in）或更大時，因此須將數個此 類樣品混合成綜合試樣後再測定，或於應用此類數據時須特別小心處理。
關於取樣方法之步驟，概述如下
(1) 以旋轉衝擊式鑽孔機垂直於混凝土表面，或平行於鑽心試體之主軸，鑽 入混凝土至規定深度，或所鑽深度足以取得至少 20g 具代表性之粉末 狀樣品。為防止樣品遭受汙染，須避免手接觸樣品或汗水滴入樣品。
所有用於取樣之工具，在每一次取樣操作前，須先洗淨並以乙醇淋洗，
再經乾燥，於鑽孔時不得使用任何潤滑劑。
(2) 利用料匙或其他適當工具，將粉末樣品移入樣品容器。
建議修改內容：
5.1.3 利用旋轉衝擊式鑽孔機取得之硬固混凝土粉末，常用於測定橋面板、舖面 混凝土等不同深度氯離子濃度之變化。此類樣品可能不具代表性，特別是 當粗粒料之最大標稱最大粒徑為 25 mm（1 in）或更大時，因此須將數個此 類樣品混合成綜合試樣後再測定，或於應用此類數據時須特別小心處理。
關於取樣方法之步驟，概述如下
(1) 以旋轉衝擊式鑽孔機垂直於混凝土表面，或平行於鑽心試體之主軸，鑽 入混凝土深度至少須為 30 mm，或所鑽深度足以取得至少 20g 具代表 性之粉末狀樣品。為防止樣品遭受汙染，須避免手接觸樣品或汗水滴入 樣品。
所有用於取樣之工具，在每一次取樣操作前，須先洗淨並以乙醇淋洗，
再經乾燥，於鑽孔時不得使用任何潤滑劑。
(2) 利用料匙或其他適當工具，將粉末樣品移入樣品容器。
原條文
9.1.1 單一實驗室之標準差經統計分析為 0.0015%氯離子，因此，於同一實驗室對 相同材料所做兩次正確操作試驗結果之差不得大於 0.0042%。
建議修改內容：
9.1.1 單一實驗室之標準差經統計分析為 0.0015%硬固混凝土或水泥砂漿氯離子 濃度，因此，於同一實驗室對相同材料所做兩次正確操作試驗結果之差不 得大於 0.0042%。