第三章 大氣氯鹽量測方法與相關文獻
第一節 大氣氯鹽量測方法
由於大眾對房屋結構耐久性意識抬頭以及混凝土品管制度的重視,目前國內 對新拌混凝土均需逐批進行檢測與管制,所以使用海砂作為混凝土原料的情形已 鮮少發生。因此大氣飛來鹽分中所帶的氯離子便成為主要來源,尤其於海岸環境 中的建築物。目前常用於測量大氣氯鹽的方式分別為 ISO 9225 濕燭法,以及日 本 PWRI(Public Works Research Institute, 獨立行政法人土木研究所)的土研法。
而韓國 Korea Institute of Construction Technology 也有發展類似的實驗方式 K3 與 K3h。
ISO 9225 濕燭法26,在我國規範為 CNS 1375427。係利用紗布吸收帶有氯化 物的濕氣,以計算氯化物沉積量。最後再配合二氧化硫沉積量數據判斷τ、P、S 三個因子等級交集判斷此金屬建材在大氣環境中的腐蝕特性,分別為 C1 至 C5 共五個等級。其試驗方法為利用布與塑膠材質組成的濕式蠟燭,使得帶有氯化物 的濕氣經由紗布排入濕式蠟燭底部的收集瓶內,收集瓶內吸收空氣中氯鹽之溶液 組成係用 200 mL 甘油 C3H8O3與 1000 mL 蒸餾水混合後加入 20 滴辛酸以防止菌 類繁殖。為避免下雨所導致的試驗誤差,濕式蠟燭與收集瓶需以不鏽鋼材質棚架 遮蔽,如圖 3-1 所示。而依 CNS 13754 規範建議每月需將收集瓶取回,以滴定方 式甘油溶液內的氯鹽含量。而取回過程需小心以約 200 mL 之蒸餾水清洗燭芯上 的紗布,使附著於紗布流入收集瓶內。取回後再將濕式蠟燭裝在新的採集瓶上,
繼續進行氯鹽採集工作。
日本 PWRI 土研法係由 JIS Z2382 規範紗布法改良而來28,係利用飛來鹽分 捕集器進行,相關儀器如圖 3-2 所示。採集器整體除鹽分採集片與採集容器外幾 乎均以不鏽鋼製作;鹽分採集片以壓克力材質製作且可自由更換,並以每年 1
26 ISO 9225, “Corrosion of metals and alloys -- Corrosivity of atmospheres”, International Organization for Standardization, 2012.
27 CNS 13754,「金屬及合金之腐蝕—大氣腐蝕性(污染之測定)」,中華民國國家標準。
28JIS Z2382,「大気環境の腐食性を評価するための環境汚染因子の測定」,日本工業標準,1998。
次之頻率更換鹽分採級片。採集器設置前,需以去離子水洗淨採集片、矽膠水管 及塑膠桶內部。採樣時先以去離子水將溝槽及矽膠水管內的鹽分洗進塑膠桶內,
並量測塑膠筒內之水重,充份攪拌後取回部分水樣。回收的水樣以滴定法分析鹽 分濃度,並以下式計算氯鹽分量。
) ( )
(
) ( )
/ ) (
( 2
dm day
ml ml
mdd mg
收集板面積 調查期間
塑膠桶內的水量 鹽分量 鹽分濃度
( 3-1 )其中鹽分量
mdd
1mg
/dm
2/day
,1 dm
2 100 cm
2圖 3-1 ISO 9225 濕燭法示意圖與其實品照片
(資料來源:本研究自行整理)
第三章大氣氯鹽量測方法與相關文獻
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圖 3-2 日本 PWRI 土研法飛來鹽分捕集器示意圖與其實品照片
(資料來源:本研究自行整理,文獻 3)
韓國 KSCE 綜合上述日本與 ISO 濕燭法發展出 K3 與 K3h 試驗法 29。K3 試 驗法與 PWRI 和 JIS Z2382 不同在於採用 2 組 10 cm×10 cm 氯鹽採集片,且為避 免強風豪雨將氯鹽帶走在採集器下方底部設計 2cm 高度的擋版,如圖 3-3 所示。
而 K3h 試驗法的收集原理與 ISO 濕燭法類似,於採集採集器下方底部放置水補 給裝置。K3 與 K3h 試驗採集器如圖 3-3 所示。
29 J. K. Lee, and H. Y. Moon, “Salinity distribution of seashore concrete structures in Korea”, Building and Environment, Vol. 41, pp.1447-1453 (2006).
圖 3-3 韓國 K3 系鹽分捕集器示意圖29
(資料來源:文獻 29)